Xem mẫu
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
TRÖÔØNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA HÓA HỌC
LỚP HÓA DẦU K31
----------
BÀI TIỂU LUẬN
CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Đề tài
Khử lưu huỳnh trong dầu mỏ bằng Vi sinh vật
----- -----
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TS. ĐỖ BIÊN CƯƠNG
:
SINH VIÊN THỰC HIỆN HUỲNH ĐỨC KỲ
:
LỚP HÓA DẦU K31-ĐH Quy Nhơn
:
Năm học: 2011 2012
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 1
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
I. TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ
II. TÁC HẠI CỦA LƯU HUỲNH
III. CÁC HỢP CHẤT CHỨA LƯU HUỲNH TRONG DẦU
MỎ
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỢP CHẤT CHỨA LƯU HUỲNH
TRONG DẦU MỎ
V. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ LƯU HUỲNH
VI. CÁC CHUẨN VI KHUẨN KHỬ LƯU HUỲNH
VII. SƠ ĐỒ XỬ LÍ LƯU HUỲNH TRONG DBT BẰNG VI
SINH VẬT
VIII. CÔNG NGHỆ KHỬ LƯU HUỲNH BẰNG VI KHUẨN
IX. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 2
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ
I.
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa, đến thế kỷ XVIII, dầu
mỏ được sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ XIX, dầu được
coi như là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế
quốc dân. Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất c ủa mọi
Quốc Gia trên Thế Giới. khoảng 65 đến 70% năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có
khoảng 20 đến 22% là đi từ than, 5 đến 6% năng lượng từ nước và khoảng 8 đ ến 12%
năng lượng đi từ hạt nhân.
Bên cạnh đó, hướng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm
nguyên liệu cho tổng hợp Hóa Dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các
chất hoạt động bề mặt, phân bón,… thậm chí cả protein.
Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và các sản phẩm hóa học của dầu mỏ các sản
phẩm phi nhiên liệu như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường, hắc ín… cũng là 1 phần quan
trọng trong sự phát triển của công ngiệp.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp Dầu Khí trên Thế Giới,
dầu khí Việt Nam cũng được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển.
Cùng với việc phát hiện ra các mỏ dầu có trữ lượng tương đối lớn như: mỏ Đại Hùng,
mỏ Bạch Hổ, mỏ Sư Tử Đen…Chúng là nguồn tài nguyên quí giúp nước ta bước vào
kỷ nguyên mới của công nghệ Dầu Khí.
Tuy nhiên bên cạnh những đặc tính ưu việt đó còn tồn chứa những khuyết điểm
cần phải được hạn chế đến mức tối ưu nhất. Đặc biệt với sự phát triển và nhu c ầu
năng lượng của con người ngày nay đã làm nảy sinh ra các vấn đ ề về môi tr ường: ô
nhiễm bầu khí quyển do các khí thải từ động cơ, gây mưa axit, ăn mòn động cơ, t ắc
ngẽn đường ống… gây tác động xấu đến sức khỏe con người và ảnh hưởng đến môi
trường sinh thái. Vì vậy nhiệm vụ cấp bách của các nhà khoa học hiện nay là tìm ra
phương pháp hữu hiệu nhất nhằm giảm đáng kể tác hại của các sản phẩm phụ không
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 3
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
mong muốn xảy ra trong các quá trình lọc hóa dầu cũng như khí thải từ các động cơ gây
ra.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xử lý, tuy nhiên trong tiểu luận này chúng
tôi chỉ đề cập đến phương pháp khử lưu huỳnh trong dầu mỏ bằng phương pháp sinh
học.
MỘT SỐ HÌNH ẢNH CỦA LƯU HUỲNH
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 4
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
II. TÁC HẠI CỦA LƯU HUỲNH
Gây ngộ độc xúc tác trong quá trình chế biến.
Khí thải của các động cơ có chứa lưu huỳnh gây ô nhiễm môi trường:
mưa axit SO2SO3H2SO4
Gây ăn mòn động cơ
Gây ăn mòn đường ống, bể chứa….
Vì vậy cần phải khử lưu huỳnh đến mức tối ưu nhất.
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 5
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Hình ảnh của một nguồn nước bị ô nhiễm nặng
Một số hình ảnh gây ô nhiễm môi trường do
khí thải của động cơ và các nhà máy gây ra
III. CÁC HỢP CHẤT CHỨA LƯU HUỲNH
TRONG DẦU MỎ
Trong thành phần phi hydrocacbon, các chất hữu cơ chứu lưu huỳnh là loại hợp
chất phổ biến nhất và cũng đáng chú ý nhất, chúng làm xấu đi chất lượng của dầu thô.
Người ta đã xác định được trên 250 loại hợp chất của lưu huỳnh. Các loại dầu thô chứa
ít hơn 0,5% lưu huỳnh là loại dầu tốt, còn dầu chứa từ 1 đến 2% lưu huỳnh trở lên là
dầu xấu .Dầu mỏ Vịêt Nam có hàm lượng các hợp chất chứa lưu huỳnh thấp < 0,5%.
Các chất chứa lưu huỳnh thường ở các dạng như:
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 6
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Mercaptan : R-H-S
1.
R-S-S-R’
Disunfua :
2.
Sunfua : R-S-R’
3.
Thiophen : (lưu huỳnh trong mạch vòng)
4.
Lưu huỳnh tự do: S, H2S
5.
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC HỢP CHẤT CHỨA
LƯU HUỲNH TRONG DẦU MỎ
1. Lưu huỳnh tự do dạng mercaptan:
Mercaptan là các hợp chất có nhóm SH liên kết trực tiếp với gốc hydrocacbon,
chúng không bền và dễ phân hủy ở nhiệt độ cao:
(ở 3000C) 2RSH R-S-R + H2S
(ở 5000C) RSH R’-CH=CH2 + H2S
Các chất mercaptan thường có mặt ở phần có nhiệt độ sôi thấp (ở phân đoạn
xăng, với nhiệt độ sôi dưới 2000C), gốc hydrocacbon thường từ C1 đến C8.
2. Lưu huỳnh dạng sunfua và disunfua:
Các chất này thường có ở phân đoạn có nhiệt độ sôi trung bình và cao. Gốc
hydrocacbon có thể là mạch thẳng, vòng no hoặc vòng thơm.
Đặc biệt ở phần có nhiệt độ sôi cao thường thấy nhiều lưu huỳnh dạng disunfua
có thể là do các chất mercaptan bị phân hủy hoặc dễ dàng oxy hóa để tạo ra disunfua
theo phản ứng sau:
2RSH + 1/2 O2 R-S-S-R + H2O
Lưu huỳnh dạng thiophen
3.
Các hợp chất chứa lưu huỳnh dạng thiophen có cấu trúc mạch vòng,
như:
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 7
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Thiophen
Benzothiophen
Dibenzothiophen
Lưu huỳnh dạng thiophen là loại hợp chất chứa lưu huỳnh phổ biến nhất (chiếm
từ 45 đến 92% trong tất cả các dạng hợp chất chứa lưu huỳnh của dầu mỏ). Do đó,
người ta chỉ cần loại bỏ hợp chất chứa lưu huỳnh dạng thiophen ra khỏi dầu mỏ.
Chúng thường có mặt ở các phần có nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu.
4. Lưu huỳnh dạng tự do
Đó là lưu huỳnh dạng nguyên tố (S) và dạng H2S. Khi đun nóng, H2S sẽ bay ra,
gây nên ăn mòn đường ống và thiết bị.
5. Ngoài ra, trong dầu mỏ còn có một số hợp chất chứa lưu huỳnh như:
Benzonaphtothiophen
Các chất này có mặt trong thành phần của dầu thô và các sản phẩm dầu,
chúng rất khó bị khử do lưu huỳnh nằm sâu trong trong vòng. Liên kết giữa chúng và các
gốc hyđrocacbon rất bền vững, nhưng vì hàm lượng của chúng là không đáng kể nên ít
làm ảnh hưởng tới chất lượng của dầu.
V. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ LƯU HUỲNH
1. Phương pháp hóa học:
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 8
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
- Quá trình hydrodesulfua hóa (HDS) nhằm loại l ưu huỳnh ra khỏi các
hợp chất chứa lưu huỳnh, như vậy sẽ làm giảm được hàm lượng của lưu huỳnh đ ến
mức cho phép 170ppm (theo TCVN).
- Phương pháp này được sử dụng trong các nhà máy l ọc dầu, tuy nhiên
những nhược điểm mà nó mang lại rất đáng lo ngại như:
Công nghệ để thực hiện các quá trình khử lưu huỳnh rất phức tạp, đòi
hỏi phải chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao.
Để các quá trình khử xảy ra cần phải sử dụng các xúc tác có hoạt tính
hóa học cao, đắt tiền như: CoMo/Al2O3; CoMoP/Al2O3; GaCr/HZSM5
hoặc hỗn hợp CoMoP/Al2O3 + GaCr/HZSM5. Vì vậy chi phí cho quá
trình cao.
Lưu huỳnh có trong dầu mỏ hoặc được sinh ra trong quá trình khử
trên làm ngộ độc xúc tác, làm mất hoạt tính của xúc tác. Nên phải tốn
kém chi phí để tái sinh xúc tác và trong một số trường hợp một lượng
lớn chất xúc tác bỏ đi khi không còn khả năng tái sinh.
Phương pháp này không đạt được hiệu quả cao đối với một số hợp
chất lưu huỳnh có nhiều vòng thơm ngưng tụ (liên kết giữa S và gốc
hydrocacbon rất bền vững) .
Gây ô nhiễm môi trường nếu lượng H2S sinh ra sau quá trình khử lưu
huỳnh không được thu hồi triệt để.
Để hiệu quả khử lưu huỳnh cao thì nhiệt độ phải càng cao. Tuy nhiên,
nếu nhiệt độ quá cao thì quá trình khử sâu sẽ làm giảm mạnh trị số
octan của xăng thu được, làm giảm chất lượng của xăng.
Với những nhược điểm trên, ngày nay các nhà khoa học đã và đang
nghiên cứu tìm ra một hướng đi mới, phương pháp mới đó là: phương
pháp sinh học.
2. Phương pháp sinh học:
Bản chất của phương pháp sinh học trong quá trình tách lưu huỳnh ra
khỏi hợp chất chứa S là sử dụng khả năng sống và hoạt động của các vi sinh vật có ích
để phân huỷ các chất hữu cơ thành các thành phần khác nhau mà vẫn giữ l ại đ ược các
thành phần có ích trong dầu mỏ.
Ưu điểm của phương pháp:
-
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 9
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Vừa mang lại hiệu quả về kinh tế vừa mang lại hiệu quả về môi
trường.
Tiết kiệm kinh phí trong việc xử lý. Thiết bị để thực hiện các quá trình
này đơn giản hơn. Nên giá thành sản phẩm dầu mỏ sau khi chế biến
sẽ rẻ hơn phương pháp hóa học.
Sản phẩm sau khi khử lưu huỳnh có độ tinh khiết cao, đạt được tiêu
chuẩn cho phép.
Không gây ô nhiễm môi trường, không sử dụng xúc tác trong quá trình
khử như phương pháp hóa học.
Hạn chế của phương pháp:
-
Phải chọn ra được chuẩn vi khuẩn phù hợp để có thể phân hủy được
các hợp chất chứa S trong dầu mỏ.
Phải đảm bảo được điều kiện về môi trường và nguồn dinh dưỡng
cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn.
Với những ưu điểm vượt trội đó, ngày nay công nghệ sinh học đã và đang
chiếm vị thế cao trên trường Quốc Tế.
VI. CÁC CHUẨN VI KHUẨN KHỬ LƯU HUỲNH
Vi khuẩn khử lưu huỳnh cụ thể bao gồm: Rhodococcus, Agrobacterium MC501,
Mycobacterium G3, Gordona CYKS1, Klebsiella, Xanthomona, Nocardia globelula, ưa
nhiệt Paenibacillus.
Trong đó chủng Rhodococcus được xem là tối ưu nhất.
Giới thiệu :
Chủng Rhodococcus là một nhóm rất đa dạng các vi khuẩn gram dương hiếu khí
có khả năng làm giảm một số lượng lớn hợp chất hữu cơ và bao gồm cả một số các
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 10
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
hợp chất khó khăn nhất có tính bền vững và độc hại.Chúng đạt được điều này là vì có
một số lượng lớn và đa dạng các loại gen dị hóa
Nguyên cứu gần đây về các hoạt động trao đổi chất của Rhodococcus chỉ ra rằng
vi khuẩn này có thể được khai thác khác nhau ứng dụng công nghiệp như dược phẩm,
công nghệ môi trường,hóa dầu,hóa chất…
Dưới đây là một số vi khuẩn thuộc chủng Rhodococcus và các tài liệu tham khảo:
Rhodococcus erythropolis strain IGTS8
(formerly R. rhodochrous strain IGTS8) Kilbane (1992)
Rhodococcus sp. strain UM3 Purdy et al. (1993)
Rhodococcus sp. strain UM9 Purdy et al. (1993)
Rhodococcus erythropolis strain D-1 Izumi et al. (1994)
Rhodococcus sp. strain ECRD-1 Lee et al. (1995)
Rhodococcus erythropolis strain H-2 Ohshiro et al. (1995)
Rhodococcus sp. strain SY1 Omori et al. (1995)
Rhodococcus sp. strain X309 Denis-Larose et al. (1997)
Rhodococcus sp. strain B1 Denis-Larose et al. (1997)
Rhodococcus erythropolis strain I-19 Folsom et al. (1999)
Rhodococcus erythropolis strain KA2-5-1 Kobayashi et al. (2000)
Rhodococcus sp. strain P32C1 Maghsoudi et al. (2000)
Rhodococcus sp. strain T09 Matsui et al. (2001)
Rhodococcus sp. strain IMP-S02 Castorena et al. (2002)
Rhodococcus sp. strain FMF Akbarzadeh et al. (2003)
Rhodococcus sp. strain DS-3 Ma et al. (2006d)
Rhodococcus sp. Labana et al. (2005)
Rhodococcus erythropolis strain XP Yu et al. (2006)
Rhodococcus sp. strain 1awq Ma et al. (2006a)
Rhodococcus erythropolis strain XP Yu et al. (2006)
Rhodococcus erythropolis strain DS-3 Ma et al. (2006b)
Rhodococcus erythropolis strain DR-1 Li et al. (2007a)
Rhodococcus erythropolis strain NCC-1 Li et al. (2007b)
Rhodococcus erythropolis strain LSSE8-1 Xiong et al. (2007)
Rhodococcus erythropolis strain FSD-2 Zhang et al. (2007)
Ở đây,ta nói đến ứng dụng của chủng Rhodococcus trong công nghệ hóa lọc dầu
về vấn đề xử lý các hợp chất chứa lưu huỳnh có trong dầu.Cụ thể là: Chủng
Rhodococcus erythropolis IGTS8 được xem là có khả năng tăng trưởng tương đối
nhanh, chu kỳ phát triển đơn giản và khử lưu huỳnh hiệu quả nhất.
Chủng Rhodococcus erythropolis IGTS8 :
Một số hình ảnh minh họa về chủng Rhodococcus erythropolis IGTS8:
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 11
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
a) Xuất xứ:
Vi khuẩn Rhodococcus erythropolis IGTS8 do J. Kilbane ở viện khí Công nghệ,
Chicago, IL, USA tìm ra.
b) Môi trường :
- Môi trường muối cơ bản BSM :
Thực hiện trong 2 phần riêng biệt sau đó trộn để có 1 lít BSM
Phần 1:
Thành phần lượng
KH2PO4 2.44 g
Na2HPO4 5.57 g
NH4Cl 2.00 g
Glycerol 1.84 g
Nước 850 ml
pH 7.0 ± 0.2
Phần 2 :
Thành phần lượng
MgCl2.6H2O 0.20 g
CaCl2.2H2O 0.001 g
FeCl3.6H2O 0.001 g
MnCl2.4H2O 0.004 g
Nước 150 mL
pH 7.0 ± 0.2
Sau khi trộn hai phần này, độ pH được điều chỉnh đến 7.0
- Môi trường dinh dưỡng :
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 12
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Gồm 2 phần :
Phần 1 : các thành phần thạch dinh dưỡng
Thành phần lượng
Peptone 5.0 g
Meat extract 3.0 g
Agar-agar 12.0 g
Nước 1.0 L
pH 7.0 ± 0.2
Phần 2 : các thành phần nước dinh dưỡng
Thành phần lượng
Lab- Lemco powder 1.0 g
Men chiết xuất 2.0 g
Peptone 5.0 g
NaCl 5.0 g
Nước 1.0 L
pH 7.4 ± 0.2
Tất cả các môi trường đã được khử trùng bằng nồi hấp ở 121oC trong 15 phút.
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 13
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
c) Hồi sinh vi khuẩn:
Vi khuẩn sau khi được bảo quản ở -80̊ C sẽ được hồi sinh theo phương pháp
của Bộ sưu tập quốc gia công nghiệp và Thủy Vi khuẩn Ltd (Aberdeen, Vương quốc
Anh). Cho nước vào trong một lọ chứa vi khuẩn Rhodoccocus đã được bảo quản và tiếp
đó cho vào 0.5ml dung dịch dinh dưỡng. Sau đó, khuấy đều dung dịch thu đ ược sao cho
không tạo bọt. Chia dung dịch làm hai phần, mỗi phần được thêm vào đ ến 5ml dung
dịch và được ủ 100 vòng/phút ở 25C trong 24 giờ.
̊
d) Sự tăng trưởng của vi khuẩn:
Rhodococcus erythropolis IGTS8 tăng trưởng ở điều kiện tối ưu nhất sẽ được
đo mật độ quang ở bước sóng 600nm (A600) sử dụng máy quang phổ Jenway-6505
UV/Visible (Paterson khoa học, Vương quốc Anh).
Chuẩn bị 10ml dung dịch nước dinh dưỡng đã được tiệt trùng, sau đó tiêm vi
khuẩn vào trong 10ml dung dịch đó và được ủ với tốc độ khuấy 100 vòng/phút ở 25C ̊
trong 12 giờ vi khuẩn sẽ tăng trưởng với cấp số nhân.
Rhodococcus erythropolis IGTS8 sẽ được nuôi cấy bằng cách tiêm 1ml dung
dịch chứa vi khuẩn vào 100ml nước dinh dưỡng trong bình 250ml. Sau đó, sẽ được ủ
̊̊
trong thiết bị (Luckham model R300, UK) với 100 vòng/phút ở 25C. Các mẫu này sẽ
thực hiện trong 3 giờ va theo dõi sự phát triển của vi khuẩn bằng máy đo quang ph ổ ở
bước sóng 600nm cho đến khi đạt được mật độ quang ổn định.
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 14
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
e) Vi khuẩn sau khi thu được :
Số lượng vi khuẩn sẽ phát triển đến giai đoạn tăng trưởng,sinh sản theo cấp số
nhân trong môi trường lỏng và sau đó ly tâm bằng thiết bị ly tâm Hettick-EBA-20 c ủa
Đức ở 1400g trong 10 phút. Các phần nổi trên bề mặt sẽ bị loại bỏ và các tế bào dạng
viên sẽ được làm sạch với phương pháp Ringer.Phương pháp Ringer được chuẩn bị
bằng cách hòa tan 1 viên Fisher trong 500ml nước. Sau đó đo mật đ ộ quang A600 = 0.1
và được sử dụng.
f) Bảo quản và lưu dữ vi khuẩn :
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 15
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Vi khuẩn Rhodococcus erythropolis IGTS8 sẽ được nuôi dưỡng trong môi trường
lỏng hoặc mạ trên thạch dinh dưỡng. Đó là bảo quản vi khuẩn trong mỗi tuần còn đ ối
với thời gian lâu dài,ta cho 0.85ml lượng vi khuẩn đó và 0.15ml glycerol vô trùng
(glycerol đã được khử trùng trong nồi hấp ở 121C trong 15 phút) vào trong ống. Sau đó,
̊
các ống này sẽ được khấy và đảo trộn sao cho glycerol phân tán một cách đ ồng đ ều và
chúng sẽ được giữ trong miếng đệm kín và được dán nhãn sau đó đem đi đông lạnh ở -
80C .Các vi khuẩn có thể được phục hồi bằng cách cào bề mặt bị đóng băng c ủa vi
̊
khuẩn bằng kim cấy vô trùng. Sau đó, ngay lập tức cấy lên thạch dinh dưỡng hoặc vào
trong môi trường dung dịch dinh dưỡng.
g) Khả năng xử lý lưu huỳnh trong dầu:
Trong vi khuẩn Rhodococcus erythropolis IGTS8 chứa 3 gen khử lưu huỳnh
được gọi chung là sox A, B và C còn được gọi là dszA, dszB, và dszC được tổ chức nối
tiếp nhau. Các gen này sẽ tiết ra các enzym,các enzym này sẽ chịu trách nhiệm chuyển
hóa sinh học các DBT 2-hydroxybiphenyl (2-HBP) và sulfite. Cụ thể là nó sẽ cắt liên kết
giữa cacbon và lưu huỳnh (C-S) mà không làm ảnh hưởng liên kết giữa cacbon và
cacbon (C-C). Các enzym này sẽ bị biến tính ở 94̊ C trong 1 phút, được ủ ở 65C trong 1
̊
phút và mở rộng ở 72C trong 3 phút.
̊
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 16
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
VII.SƠ ĐỒ XỬ LÍ LƯU HUỲNH TRONG DBT BẰNG
VI SINH VẬT
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 17
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Thuyết minh sơ đồ:
Dibenzothiophen (DBT) ban đầu dưới tác dụng cua enzym DszC do vi khuẩn
Rhodococcus tiết ra và trong điều kiện có khí Oxi sẽ tạo ra hợp chất DBT Sunfoxide,
giải phóng nước, enzym DszC bị biến đổi thành FMN , rồi sau đó biến đổi tiếp tạo ra
enzym DszD, enzym này sẽ tạo thành FMNH2 và cuối cùng hoàn nguyên lại enzym
DszC. Tiếp đó, DBT sulfoxide dưới tác dụng của enzym DszC và có Oxi sẽ tạo thành
DBT sulfone; và enzym DszC sẽ được hoàn nguyên như quá trình ở trên. Sau đó, DBT
sulfone dưới tác dụng của enzym DszA và khí Oxi sẽ tao ra
2_Hydroxyphenyl_2_sulfinate,giải phóng nước. Cuối cùng, chất này sẽ bị enzym DszB
phân hủy tạo ra hợp chất 2_hydroxyphenyl không chứa lưu huỳnh và lưu huyhf được
tách ra dưới dạng muối sunfat.
VIII.CÔNG NGHỆ KHỬ LƯU HUỲNH BẰNG VI
KHUẨN
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 18
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
Các vi sinh vật được cho vào trong một bồn chứa, rồi người ta sẽ cung cấp các
chất dinh dưỡng cần thiết và khí Oxi để các vi sinh vật phát triển và sinh sôi. Trong
bồn chứa, dưới tác dụng của cánh khuấy, nó sẽ khuấy trộn đều các chất dinh dưỡng và
Oxi để các vi sinh vật có thể tiếp xúc và lấy chất dinh dưỡng một cách tốt nhất. Và quá
trình trao đổi chất của vi sinh vật sẽ thải ra khí Cacbonic.
Sau khi các vi sinh vật được nuôi dưỡng thì sẽ được dẫn vào bồn phản ứng sinh
học đã có chứa dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao. Dưới tác dụng của cánh khuấy trong
bồn phản ứng sinh học, nó sẽ khuấy trộn mạnh làm tăng sự tiếp xúc của vi sinh vật với
hợp chất chứa lưu huỳnh. Trong bồn phản ứng sinh học sẽ được cung cấp các chất dinh
dưỡng cần thiết và sục khí Oxi đế làm tăng sự hoạt động của các vi sinh vật. Tại đây,
các vi sinh vật sẽ tiết ra những enzym để cắt đứt lưu huỳnh ra khỏi các hợp chất chứa
lưu huỳnh. Và quá trình khử lưu huỳnh sẽ làm giải phóng khí Cacbonic. Tiếp đó, sản
phẩm của bồn phản ứng sinh học đầu tiên sẽ được dẫn vào bồn phản ứng thứ hai và
ba, để nhằm mục đích khử lưu huỳnh một cách triệt để nhất. Các quá trình khử lưu
huỳnh cũng tương tự như ở bồn phản ứng đầu tiên.
Sản phẩm đi ra từ bồn phản ứng sinh học cuối cùng sẽ được đưa vào bộ phận
phân tách để tách lưu huỳnh và dầu thô ra. Sau đó dầu thô đã được khử lưu huỳnh sẽ
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 19
- GVHD: TS.Đỗ Biên Cương
tiếp tục được tách nước ra khỏi đầu thô và thu hồi lại các vi khuẩn và enzym. Cuối
cùng ta thu được dầu thô đã sạch lưu huỳnh.
Kết luận:
Dầu thô thu được có hàm lượng lưu huỳnh rất nhỏ nằm trong gi ới hạn hoặc dưới
mức cho phép. Hơn nữa, phương pháp này l ại không gây ô nhiễm môi trường và giá
thành sản xuất thấp hơn phương pháp xử lí bằng hóa học. Cho nên ngày nay công nghệ
sinh học đang được phát triển và nghiên cứu nó chiếm vị một thế cao trên trường Quốc
Tế.
IX.TÀI LIỆU THAM KHẢO
Hóa học dầu mỏ và khí- Đinh Thị Ngọ
1)
2) Biotechnology of Rhodococcus 2011
3) Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí
4) sách : Elucidation of the metabolic pathway for dibenzothiophene
desulphurization by Rhodococcus sp. strain IGTS8
tác giả : Christopher Oldfield,’t Olga Pogrebinsky,’ Julie Simmonds,’
Edwin 5. Olson2 and Charles F. Kulpa3
sách : The Use of Magnetic Nanoparticles to Enhance
5)
Biodesulfurization
Bài tiểu luận:Công nghệ sinh học Page 20
nguon tai.lieu . vn