生物催化脱除柴油中有机硫的研究

国际上对燃料油的硫含量要求越来越严格,生物脱硫法(BDS)相比于传统的加氢脱硫(HDS)具有更广阔的应用前景.我们从自然界筛选到一组能专一性脱除二苯并噻吩(DBT)中硫元素的菌株YS-S-4,高效液相色谱(HPLC)对代谢产物的分析表明该菌能选择性地脱除DBT中的硫,生成2-羟基联苯(2-HBP).以DBT为硫源考察了pH值,碳源,氮源,硫源等对菌株YS-S-4生长及脱硫效果的影响.并在最佳条件下,能脱除正十六烷模拟柴油相中83·14%的DBT硫.     

二苯并噻吩单加氧酶基因(dszC)的克隆及其在大肠杆菌中的表达

利用PCR法从红球菌DS-3中克隆了dszC基因,序列测定结果与报道的Rhod ococcus ery throp olisIGTS8中d szC基因有99%的同源性.构建了含dszC基因的表达载体paC 5并在E.coli中实现高效表达,重组蛋白(D szC)在降温条件下重组菌表达量可达20%.可溶性D szC经N i2 亲和层析纯化达到电泳纯(95%以上).用纯化的D szC制备一抗血清进行免疫印记检测,证明工程菌表达产物中存在目的蛋白.纯化的D szC酶活可达0.36 U.D szC能作用于DBT及其甲基取代物,但不能利用无硫的DBT类似物及无机硫源.     

氯化1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及脱硫研究

N-甲基咪唑与氯代正丁烷亲核取代生成产物氯化1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIM]Cl),其分子结构经FT-IR、13C-NMR、UV、MS等表征手段得以确认.用单因素分析法考察了萃取时间、萃取温度、含硫化合物种类、剂油体积比对萃取脱硫效果的影响.结果表明,在剂油比为1∶1,萃取时间为30 min,萃取温度为40℃的温和反应条件下二苯并噻吩(DBT)的单级萃取脱除率为56.2%.多级萃取和萃取-氧化耦合脱硫操作研究表明:在最优单级萃取条件下,DBT经四级连续萃取脱除率可达97.6%;萃取-氧化耦合脱硫体系对3种含硫物质均能实现85%以上的脱除.     

Effects of aqueous media on microbial removal of sulfur from dibenzothiophene in the presence of hydrocarbons

The existence of sulfur in the petroleum would erode the transport lines and poison the chemical catalysts. In addition, it is the main cause of air pollution and the for-mation of acid rain. At present, hydrodesulfurization (HDS) is the commonly used technology for fuel desulfu-rization. HDS has the disadvantages of high cost of ma-nipulation and equipment investment. Furthermore, HDS is difficult to remove the sulfur from condensed thio-phenes such as dibenzothiophene (DBT). These forms…     

以硅钨杂多酸盐为催化剂对模拟柴油氧化脱硫的研究

合成了带两缺陷的Keggin型硅钨杂多酸盐Q6[K2γ-SiW10O36],并以此作为催化剂,以双氧水为氧化剂,对模拟柴油进行氧化脱硫的研究.实验结果表明:(C21H46N)6[K2γ-SiW10O36]表现出了较好的催化活性;在50℃,氧硫比O/S=5条件下,1h内脱硫率可达100%;不同含硫化合物被氧化的难易顺序为二苯并噻吩(DBT)>4-甲基二苯并噻吩(4MDBT)>4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)>苯并噻吩(BT),含硫化合物的氧化活性与其中硫原子电子密度和取代基的空间位阻有关.     

过氧化氢-甲酸氧化模拟柴油脱硫试验及其动力学分析

以正辛烷-二苯并噻吩模拟柴油,进行过氧化氢-甲酸氧化脱硫试验和动力学研究。结果表明,过氧化氢-甲酸体系能够有效氧化模拟柴油中的二苯并噻吩,生成二苯并噻吩砜。影响脱硫率的因素顺序为:甲酸用量温度过氧化氢用量。优化条件为:V(模拟柴油)∶V(H2O2)∶V(HCOOH)=100∶1∶10,40℃下反应1 h,硫的质量分数可由1.14×10-3降至1.14×10-5,脱硫率为99.01%。该条件下计算动力学参数得反应级数1.055 4,速率常数5.15×10-2(μg/g)1-n.min-1。     

微波辅助H2O2复配体系脱除煤中硫分研究

为研究微波辅助H₂O₂复配体系脱除煤中硫分的效果,选取宁夏宁东地区鸳鸯湖煤样作为研究对象。分别用柠檬酸和氢氧化钠与过氧化氢复配作用于煤样,通过微波辐照处理,微波辐照功率为900 W,辐照时间为5 min。结果表明：单独过氧化氢处理后脱硫率为34.29%,过氧化氢–柠檬酸和过氧化氢–氢氧化钠复配体系最大脱硫率分别高达43.67%和45.31%,且脱硫过程大部分硫铁矿硫被脱除,煤中硫形态逐渐向高价态转化,原煤中的噻吩被部分转化为亚砜、砜和硫酸盐硫;微波辅助复配助剂处理后可以增大煤样与助剂的接触面积,提高羟基自由基与煤中含硫基团接触的可能性,从而提高脱硫率。     

两种碳源对纤维单胞菌生长及代谢的影响

文中以麦芽糖和环糊精为碳源,研究了碳源对纤维单胞菌生长和代谢的影响。研究表明,碳源不但对菌株的生长起着重要作用,而且对其胞内酶的合成有选择性诱导作用;环糊精利于菌体生长,比麦芽糖做碳源时的生物量高了近20%;麦芽糖则有利于胞内6-磷酸海藻糖合成酶/6-磷酸海藻糖磷酸酯酶的生成,使胞内海藻糖含量达到13mg/g干细胞。     

微波辅助H2O2复配体系脱除煤中硫分研究

为研究微波辅助H2O2复配体系脱除煤中硫分的效果,选取宁夏宁东地区鸳鸯湖煤样作为研究对象。分别用柠檬酸和氢氧化钠与过氧化氢复配作用于煤样,通过微波辐照处理,微波辐照功率为900 W,辐照时间为5 min。结果表明：单独过氧化氢处理后脱硫率为34.29%,过氧化氢–柠檬酸和过氧化氢–氢氧化钠复配体系最大脱硫率分别高达43.67%和45.31%,且脱硫过程大部分硫铁矿硫被脱除,煤中硫形态逐渐向高价态转化,原煤中的噻吩被部分转化为亚砜、砜和硫酸盐硫;微波辅助复配助剂处理后可以增大煤样与助剂的接触面积,提高羟基自由基与煤中含硫基团接触的可能性,从而提高脱硫率。     

Ti掺杂对SBA15基加氢脱硫催化剂的影响

以SBA15分子筛为载体,添加Ni-Mo活性组分作为催化剂,在Parr高温高压反应釜中,采用加氢脱硫(HDS)方法脱除噻吩类中的硫物质。通过XRD,TEM以及孔结构分析,研究掺杂Ti原子对SBA15基催化剂的形貌、比表面积和孔径等的影响,并考察一系列的不同硅、钛摩尔比(n(Si)/n(Ti)分别为∞,10,30和60)对催化剂加氢脱硫活性的影响。研究结果表明:经过改性后的SBA15的结构没有改变,但影响了载体的比表面积,改性后的比表面积有所降低;Ni和Mo活性相以NiMoO4和MoO3物相存在;Ti原子的加入有利于苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)中硫的脱除,并且不同硅钛摩尔比的催化剂呈现不同的脱硫率;当n(Si)/n(Ti)=30时,脱硫率最高。     

煤油生物催化脱硫的实验研究

煤油中的硫化物能够腐蚀金属设备，造成环境污染，影响产品质量，因此对其脱硫技术的研究具有重要的现实意义．生物催化法脱除石油产品中的硫是一种很有前途的油品脱硫方法．本文研究在温和的条件下，利用适宜的微生物的代谢过程对煤油脱硫．采用在煤油中加入不同浓度的硫醇后再加入一定量的微生物菌，利用分光光度计检测菌体数量增长情况，同时利用自动电位滴定法检测煤油中硫含量，监测微生物的脱硫效果．     

硫氧化细菌的分离及其对钼镍尾矿的脱硫作用实验研究

从贵州某钼镍尾矿堆场的酸性矿坑水中分离出硫氧化细菌,分离纯化后对其生长特性进行初步研究,并对分离纯化后的细菌进行驯化培养.利用驯化的细菌进行钼镍尾矿的脱硫试验,通过设置不同的温度和初始pH来分析细菌的脱硫效果.结果表明,温度为30℃时脱硫效果较好,初始pH2.0 ～ 4.0前期脱硫效果较好;硫氧化细菌的存在促进了钼镍矿尾矿中硫的氧化;可以通过对细菌脱硫的温度及pH进行控制来达到较好的脱硫效果,从而降低尾矿发生自燃的可能性.     

Microbial desulfurization of fuel oil

Culture conditions of desulfurization microbes were investigated with a bioreactor controlled by computer.Factors such as pH, choice of carbon source, optimal concentrations of carbon, nitrogen and sulfur sources were determined. The addition of carbon in a culture with a constant pH greatly improved the growth of Rhodococcus. Cells and cell debris from microbes rested using a sulfur- specific pathway were used to desulfurize diesel oil treated by hydrodesulfurization (acquired from the Research Institute of Fushun Petroleum with total sulfur level at 205 μg/mL).Strains 1awq, IG, X7B, ZT, ZCR, and a mixture of No. 5 and No. 6, were used in the biodesulfurization process. The reduction of total sulfur was between 10.6% and 90.3%.     

绿色试剂[Bmim]BF_4的合成、表征及脱硫性能研究

选取了一种绿色离子液体[Bmim]BF_4来研究其合成及深度萃取脱硫过程,采用单因素分析法确定了其最佳合成工艺,结构通过UV、FT-IR、~1HNMR、~(13)CNMR和GC-MS等表征得到了验证,同时考察了萃取温度、萃取时间和剂油体积比等因素对模拟油体系脱硫率的影响.实验结果表明,在最优脱硫条件下,BT和DBT的单级萃取最大脱硫率为40.14%和54.39%.进一步考察了多级萃取和氧化脱硫效果,经过三级连续萃取后,DBT和BT的脱除率都能达到80%,ILs-FeCl_2-H_2O_2耦合体系对DBT的脱除率能够达到100%,对BT的脱除率也能够达到84%.最后研究了[Bmim]BF_4的再生和重复利用过程,用去离子水反萃取对离子液体进行回收,也考察了回收后离子液体的脱硫性能,结果表明再生效果良好.研究结果对脱硫工艺的改进具有很好的应用前景.     

微波辐射磷钼酸镧盐催化柴油氧化脱硫研究

 研究了微波辐射下磷钼酸镧盐催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫反应,并比较了不同萃取条件下柴油的脱硫率和回收率.结果表明,在相同的反应条件下,微波辐射加热时DBT,BT的脱除率比普通加热分别提高了7.5倍和3.9倍.二苯并噻吩和苯并噻吩的氧化反应都符合表观一级反应动力学规律.在70℃和400W微波功率下,DBT,BT的脱除率可分别达到94.0%和91.2%.直馏柴油氧化脱硫的最佳反应条件为:剂油质量比为7.1mg/g,H₂O₂初始浓度为0.44mol/L,微波功率为400W,反应温度为70℃和反应时间为120min.当V(DMF)/V(柴油)为1/4和萃取1次时,柴油脱硫率为64.5%,回收率为97.6%,当提高V(DMF)/V(柴油)或萃取次数,柴油的脱硫率提高了,但回收率却明显下降.在氧化脱硫过程中,首先过氧化氢亲核进攻催化剂的活性中心Mo(Ⅵ),然后氧化噻吩类形成亚砜,最后亚砜进一步被氧化生成砜.     

高效脱硫异养反硝化菌株的代谢特性研究

以实验室发现的高效脱硫异养反硝化菌种C27为对象,研究其在不同营养环境下的代谢规律.结果表明,自养条件下C27无法生长,异养提供氮源但不加硫源时,菌株仍然具有反硝化能力,乙酸盐降解80%以上,硝酸盐全部被降解,但降解时间变长.分析硫氮比为5∶2、5∶5、5∶8、5∶10条件下,C27对碳氮硫的降解情况,确定最佳的硫氮比为5∶8.     

一株硫细菌的生长及脱硫特性研究

从驻马店化工厂分离得到一株硫细菌S0.研究其生长特征,测定了不同温度和pH下S0生长曲线,并研究了此菌株的氧化性以及脱硫能力.结果表明,硫细菌S0的最适生长温度为25℃,最适pH值为8.0.当硫细菌S0的浓度为12×108 cfu/mL,有较强的氧化性,对硫的去除率可达93.5%.     

萘对铜绿微囊藻和聚球藻生长及叶绿素荧光影响的比较

为探究萘对不同粒径蓝藻的胁迫效应,采用5组不同质量浓度萘(0、0.01 mg/L、0.1 mg/L、1 mg/L、10 mg/L)分别对聚球藻(Synechococcus sp.)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,PCC7806)进行为期7 d的处理,分析不同浓度萘处理下,藻细胞浓度、叶绿素a含量及叶绿素荧光参数的变化,探究不同浓度萘处理对2种藻的生长及生理影响。结果表明:(a)整个处理周期内,聚球藻的生长被显著抑制,其叶绿素a含量减小了3.9%~40.4%;(b)聚球藻的潜在光合作用能力、光合作用速率均有所减弱,但其耐受强光的能力有所增强,说明聚球藻对萘具有较强的敏感性;(c)萘对铜绿微囊藻生长具有显著的促进作用,增强了其潜在光合作用能力,但抑制了其细胞内叶绿素a的合成。     

Desulfurization metabolite of Rhodococcus erythropolis LSSE8-1 and its related desulfurizational gene fragments

Rhodococcus erythropolis LSSE8-1 is a newly isolated biodesulfurizaion strain from the soil of Chishui gas field, Guizhou Province, China. The analysis of its metabolism product shows that the strain is a kind of biocatalyst able to oxidize dibenzothiophene (DBT) to 2-hydroxydi-phenyl (HBP), and therefore the sulfur in DBT is selectively removed. By using DBTO2 (dibenzothiophene 5,5-dioxide) as substrate, both DBT and HBP are found in the culture,which shows that the reaction from DBT to DBTO2 is reversible in the cell. While using 0.5 mmol/L DBT as control,0.01-0.4 mmol/L DBTO2 shows poisonous effect to the cell,which will explain why there is no DBTO2 accumulation in the process of biodesulfnrization. After treatment by lysozme,the plasmid DNA of the strain is isolated by alkaline method to be used as the template of PCR reaction. Three dsz gene fragments of 1.3, 1.0 and 1.2 kb respectively were amplified.Each fragment is ligate with PGEM-T vector, and cloned into E. coil DH5a. The clone DNA is sequenced and the result shows that dsz related genes are highly conservative. The identities of dszA and dszB with respect to IGTS8 are 100%,and the identity of dszC with that of IGTS8 is 99%.     

γ射线辐射与H2O2/HAC体系协同去除噻吩型硫化物

以十二烷-噻吩型硫化物为模拟油品对象，探索了利用γ射线辐射氧化噻吩类硫化物的新方法，并对其与H2O2的协同脱硫作用进行了研究．结果表明，γ射线辐射对低浓度的硫化物有明显的氧化效果，但浓度较高时效率较低；而在γ射线辐射和H2O2的共同作用下，可在常温下去除浓度较高的噻吩硫，两者表现了较好的协同作用．另外，若反应体系中同时加入H2O2和乙酸，则可进一步增强对噻吩硫的氧化效果．在辐照剂量为500kGy左右时，加入H2O2可使二苯并噻吩(DBT)的去除率达36％左右，而在H2O2／HAC体系中DBT的去除效率可达65％，且脱硫率随H2O2添加量的增大而上升．在有H2O2存在时，噻吩型硫化物的主要辐射转化产物为砜类．