CN102504896A - 一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法 - Google Patents

一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法,它是将A-D任意一种培养液配好，经高压灭菌后，把25～50%重油和1～5%微生物乳化剂加入，密闭；50～75℃，50～150rpm涡旋搅拌，反应6～24小时；反应完后静置2～4小时，待油水分层后收集乳化油层，即为所制备的乳化重油；其中所述的微生物菌剂为:嗜热脱氮土壤芽孢杆菌。本发明不仅工艺简单、所需设备简单、成本低、环境友好，并且可以根据需要制备不同含水量（20～60%）的系列乳化重油产品，制备的乳化重油性能稳定、不易油水分层，是一种新型的制备乳化重油的生物技术，具有很好的应用前景。

Description

一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法
技术领域
本发明属于生产乳化重油技术领域，涉及一种制备乳化重油的生物技术及应用，更具体的说是一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法及应用。
背景技术
重油在工业炉、窑炉、船用锅炉等热能动力设备上作为燃料广泛使用。但是燃烧不完全，燃烧热效率低，使燃料得不到充分利用，妨碍设备正常运行，同时还会冒黑烟造成环境污染。随着能源的大量消耗和短缺及世界性环境危机的来临，国内外都在寻求和开发节约能源的各种方法和途径。因此，改善重质燃料油的燃烧质量，不仅对生产企业具有很大的经济效益，而且对提高我国环保质量具有重大的社会意义。
 燃料油的微生物乳化技术是利用微生物生产的乳化剂或者通过活体微生物的作用，实现燃料油与水一定比例的均匀混合，形成性能稳定的乳化油。1981年国际燃烧协会第一届年会上，燃料油的掺水乳化技术被列为三大节能措施之一。燃料油掺水乳化技术被我国《能源节约与资源综合利用“十五”规划》列为重点发展技术。国家发改委、国家科技部、国家环保总局联合公布的《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》（2005年第65号）公告也把重油乳化技术列入。
重油乳化燃烧由于“微爆”作用、水煤气反应加速燃烧和水滴汽化时吸热可以降低燃烧火焰温度减少NOX的生成，达到良好的环保效果，并且乳化燃料还具有节能的优点，可以较大幅度较低成本。所以说，重油乳化技术是一项具有深远社会效益和经济效益的节能环保技术。主要应用于陶瓷厂、冶金建材、机械加工、轻工、电力、轮船、发电厂、玻璃厂、工业窑炉和锅炉等重油消费企业。
乳化油技术早已问世，主要是在不同标号的重油中，加入15%～25%的淡水和微量乳化剂，在适当温度条件下经有效合成，将水以微小颗粒均匀分散于重油之中，形成油包水稳定状态的新型燃料油。统计显示，目前我国申请和授权的乳化油（含汽柴油、重油及生物柴油）相关技术专利1000余项，其中90%以上为添加化学乳化剂+机械搅拌方法进行制备，其余10%为添加生物乳化剂乳化生产重油或其它生物质成分制备，例如申请号：200610105015.X，公开了一种乳化汽油、乳化柴油及乳化重油用乳化剂，该乳化剂是将一定量的正癸醇、正辛醇、石油醚、正丁醇、环烷酸、油酸、甘油、十二烷基苯黄酸纳、氨水和司班80，先后依次倒入反应釜中搅拌成乳化剂。利用此乳化剂生产乳化汽油、乳化柴油和乳化重油。截至到目前为止，尚未见到有关采用微生物菌剂(微生物嗜热脱氮土壤芽孢杆菌，保藏号为CGMCC-1228）制备乳化重油的专利申请和文献报道。  
 现有技术实现的乳化油含水量不高（尚未有含水量超过50%的报道），而且不稳定，容易油水分层，并且技术实施复杂，投资大，运行成本高，无法完成技术产业化，在一定程度上限制了重油乳化技术的进一步推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、所需设备简单、成本低、环境友好、可制备不同含水量（20～60%）的系列乳化重油产品的生物技术及应用。
为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：
一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法,其特征在于：它是按重量百分数将微生物菌剂1～5%，重油25～50%， 培养液 余量混合；其步骤为：
将培养液配好，经高压灭菌后，把25～50%重油和1～5% 微生物乳化剂加入，密闭；50～75℃，50～150rpm 涡旋搅拌，反应6～24小时；反应完后静置2～4小时，待油水分层后收集乳化油层，即为所制备的乳化重油；其中所述的活体微生物菌剂为:嗜热脱氮土壤芽孢杆菌；所述的培养液为A-D的任意一种；
培养液A：水；
培养液B：蛋白胨 0.32%,酵母膏 0.2%,氯化钠 0.1%,水 余量；
培养液C：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
培养液D：NH4Cl 0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量。
其中培养液配方中所表述的水余量指的是：采用水将整个配方配成100%。
本发明所采用的微生物菌剂：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏号为CGMCC-1228）。
本发明所述的重油指的是：重质原油，常压渣油，减压渣油，油浆等等
本发明采用微生物菌剂所制备的乳化重油所具有的特性：
含水量超过：20～60%；
稳定时效：常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%；
热稳定性:经过85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%。
本发明采用微生物菌剂所制备的乳化重油与现有技术相比，具有如下优点：
(1)本发明可以根据需要制备不同含水量（20～60%）的系列乳化重油产品。所制备的乳化重油明显高于其它技术所能达到的含水量，并且性能稳定、不易发生油水分层，可较大幅度降低重油的实际消耗，节约资源，具有较强的市场竞争力。
(2)本发明是一种新型的制备乳化重油的生物技术，制备过程中不对环境产生污染。
(3)本发明工艺简单、所需设备简单、成本低。
(4)本发明所使用的微生物菌剂无毒性，使用时对相关设备无腐蚀。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步描述。这些实施例是为了说明而不是以任何方式限制本发明。其中所用的微生物菌剂：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,其筛选及制备参见申请号：200410072759.7教导。
实施例1
制备乳化重油方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）。
（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液A：水
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养基的重量百分比为：
微生物菌剂 5% ； 重油（重质原油）25%；培养液  水余量（70%）。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置2小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为20.2%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例2
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌 (保藏号CGMCC-1228）。
（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液B：蛋白胨 0.32%    酵母膏 0.2%  氯化钠 0.1%  水余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养基的重量百分比为：
微生物菌剂 5%     重油（常压渣油）25%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置2小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为28.6%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例3
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）。
（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液C：蛋白胨 1.6%    酵母膏 1%    氯化钠 0.5%    水 余量(配制至100%)
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 5%     重油（油浆）25%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。70℃，120rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置4小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为37.5%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例4
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）；（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液D：
NH4Cl  0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 5%     重油（减压渣油）25%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置3小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为58.5%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例5
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）；（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液D：
NH4Cl  0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 1%     重油25%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应24小时。反应完后静置3小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为40.5%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例6
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）；（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液D：
NH4Cl  0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 3%     重油25%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是：
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应24小时。反应完后静置3小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为52.1%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例7
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）；（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液D：
NH4Cl  0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 5%     重油35%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置3小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为56.1%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。
实施例8
制备乳化重油的方法如下：
（1）该生物技术运用的微生物菌剂是：嗜热脱氮土壤芽孢杆菌(保藏号CGMCC-1228）；（2）该生物技术所涉及的培养液的原料组成及重量百分比为：
培养液D：
NH4Cl  0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量(配制至100%)。
（3）该生物技术所涉及的微生物菌剂及其作用的重油、培养液的重量百分比为：
微生物菌剂 5%     重油50%    培养液  余量(配制至100%)。
（4）该生物技术的处理过程及反应条件是:
按照上述比例配好培养液，经高压灭菌后，把重油和微生物菌剂按比例加入，密闭。60℃，150rpm 涡旋搅拌，反应12小时。反应完后静置3小时，待油水分层后用分液漏斗收集乳化油层，此油即所制备乳化重油。经测定，乳化重油含水量为55%。经85℃,72小时恒温水浴静止试验测定，未见油水分层，脱水率不大于1%；常温储存6个月未见油水分层，脱水率不大于1%。

Claims (1)

1. 一种采用微生物菌剂制备乳化重油的方法,其特征在于：它是按重量百分数将微生物菌剂1～5%，重油25～50%，培养液 余量混合；其步骤为：将培养液配好，经高压灭菌后，把25～50%重油和1～5% 微生物乳化剂加入，密闭；50～75℃，50～150rpm 涡旋搅拌，反应6～24小时；反应完后静置2～4小时，待油水分层后收集乳化油层，即为所制备的乳化重油；其中所述的活体微生物菌剂为:嗜热脱氮土壤芽孢杆菌；所述的培养液为A-D的任意一种；
培养液A：水；
培养液B：蛋白胨 0.32%,酵母膏 0.2%,氯化钠 0.1%,水 余量；
培养液C：蛋白胨 1.6%,酵母膏 1% ,氯化钠 0.5%,水 余量；
培养液D：NH4Cl 0.1％；Na2HPO4·12H2O  0.106％；NaH2PO4·2H2O  0.023％；KCl  0.04％；MgCl·6H2O  0.0092％；FeSO4·7H2O  0.000278％； MnCl2·4H2O  0.000198％；CoSO4·7H2O  0.000281％；CaCl2·2H2O  0.000147％；CuCl2·2H2O  0.000017％；ZnSO4·7H2O  0.000029％；水  余量。
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