有機硫化物生物催化脫硫反應(yīng)的研究.pdf

1、石油及其產(chǎn)品深度脫硫是我國乃至全世界石油化工領(lǐng)域在新世紀(jì)面臨的重要課題。生物脫硫技術(shù)操作條件溫和，投資較少，環(huán)境友好，能有效脫除二苯并噻吩及其衍生物，是實現(xiàn)石油及其產(chǎn)品深度脫硫最有效的技術(shù)之一。本論文開展了有機硫化物生物催化脫硫反應(yīng)的研究，是將生物脫硫技術(shù)推向工業(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)性研究，本論文主要進行了脫硫菌培養(yǎng)及脫硫反應(yīng)的條件優(yōu)化、脫硫性能考察與提高、脫硫機理分析、脫硫動力學(xué)和生物催化劑固定化等內(nèi)容的研究。 通過對3株具有自主知識

2、產(chǎn)權(quán)的脫硫菌種（施氏假單胞菌UP-1，根癌土壤桿菌UP-3和革蘭氏陰性菌UP-5）的培養(yǎng)和脫硫反應(yīng)條件優(yōu)化發(fā)現(xiàn)：生長指數(shù)期后期的脫硫菌的脫硫活性最佳。利用了柱色譜、薄層色譜、熒光分析、紫外掃描、GS-MS等分析手段對所研究脫硫菌降解DBT產(chǎn)物進行了分析，確定UP-1是按照Kodama路線來降解DBT，UP-5是按照4S路線來降解DBT。根據(jù)降解產(chǎn)物中存在的產(chǎn)物分析、推測UP-3脫硫菌降解DBT可能是按照先加氫后氧化的脫硫機理進行的，DB

3、T降解的最終產(chǎn)物是苯甲酸和二甲基二硫化物。該UP-3菌株的脫硫機理尚未有報道，具有進一步的研究價值和潛在的應(yīng)用價值。 對3株菌的生物脫硫性能考察結(jié)果表明：UP-1生長細胞和靜息細胞具有相當(dāng)?shù)拿摿蚰芰?，UP-3的靜息細胞基本沒有明顯的脫硫活性而其生長細胞脫硫活性較好，UP-5生長細胞脫硫活性低于UP-1和UP-3。為了提高脫硫菌對模擬油的脫硫效果，本論文使用了表面活性劑Tween80、Span80、OP-10、羥丙基-β-環(huán)糊精和

4、發(fā)酵添加劑作為傳質(zhì)助劑，Tween80加入可以將UP-1靜息細胞的最大脫硫率由54％提高到75％，Tween80、Span80和OP-10均可促進UP-3生長并將其最大脫硫率由50％提高到95％左右。 對UP-1和UP-3菌株進行了固定化研究，利用環(huán)境掃描電鏡對固定化效果進行了表征。UP-1和UP-3細胞固定化之后總脫硫能力和使用壽命得到了提高，總脫硫能力分別是未固定化細胞的2倍和3倍左右，使用壽命分別達到了700h和600h以

5、上。表明脫硫菌固定化是提高生物催化劑總脫硫能力和穩(wěn)定性的有效途徑之一。 通過對菌株UP-1和UP-3降解DBT過程動力學(xué)研究表明：此2株菌都不存在底物抑制，UP-1的降解產(chǎn)物對反應(yīng)具有反競爭性抑制作用，UP-3的降解過程同時存在誘導(dǎo)和抑制作用。UP-1降解DBT反應(yīng)符合Michaelis-Menten模型，UP-3降解DBT反應(yīng)可以用Monod模型表示，求得的UP-1和UP-3動力學(xué)方程高度顯著、兩個重要參數(shù)取值可信。UP-1、