红球菌H412油水两相体系脱硫动力学研究.pdfVIP

摘 要 随着能源危机和环境问题的日益加剧，国际社会对燃油中硫含量的要求也越 来越严格。传统催化加氢技术操作条件苛刻，成本高而且难以除去高沸点的杂环 有机硫化物，生物脱硫技术则可有效脱除这些杂环含硫化合物，具有条件温和、 操作成本低、选择性高等优点，是不断发展中的新型深度脱硫技术，在替代和补 充传统脱硫工艺方面有着良好的前景。 本文以实验室筛选的能够通过 “4S ”途径进行脱硫代谢的红球菌 H-412 作 为生物催化剂，二苯并噻吩（DBT ）为含硫模型化合物，考察了红球菌 H-412 脱除正十六烷中有机硫的脱硫性能。在油相体积分数20% 的条件下，相同浓度的 生长细胞比休止细胞的脱硫效率高。对红球菌H-412 生长细胞在油相体积分率分 别为0%，5%，10%，20% 的条件下进行了脱硫实验，细胞生长量随油相体积增 加而减少，而 DBT 的消耗量及二羟基联苯（2-HBP ）的生成量却随油相体积的 增加而增大，无油相存在条件下的细胞生长量最大，但产物生成量最低。 选择文献已有动力学模型对红球菌H-412 脱硫实验结果进行了拟合，发现已 有模型用于油水两相体系微生物脱硫过程有一定的局限性。本文结合油水两相体 系的特点，建立了红球菌H-412 在油水两相体系中的脱硫动力学模型，模型建立 过程中不仅考虑了产物对于细胞生长的抑制作用，而且考虑了对底物消耗和产物 生成的抑制作用。所建模型既适用于油水两相体系，也适用于单一水相体系。结 果表明，所建动力学模型能够较好地描述红球菌H-412 在油水两相体系中的菌体 生长、底物消耗及产物生成的过程。根据所建新模型，本研究中的脱硫实验结果 得到了合理的解释。 关键词： 生物脱硫 红球菌 二苯并噻吩 动力学模型 产物抑制 ABSTRACT With the energy crisis and environmental issues increasing, the requirements of international community on the fuel sulfur content become more and more stringent. The traditional hydrodesulfurization has to be carried out under high restrict conditions with high cost, and the heterocyclic organic sulfur compounds could hardly be removed by this method. Biodesulfurization can remove the heterocyclic sulfur compounds effectively with the advantages of mild conditions, low operating cost, and high selective. It is a recently developed method and has a good look in the alternative and supplement traditional desulfurization process. The Rhodococcus sp. H-412 screened in our lab, which could desulfurize via 4S pathway, was selected as biocatalyst to study the desulfurization performance by its growing cells, DBT and n-hexadecane were used for model organic-sulfur compound and model oil, respectively. The desulfurization efficiency (XDBS) of growing cells is higher than that of resting cell