CN103184154B

CN103184154B - 一种生产380号船舶燃料油的生物技术及应用

Info

Publication number: CN103184154B
Application number: CN201310112133.3A
Authority: CN
Inventors: 王威; 张宝亮
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nanjing Baer daumont Biotechnology Co.,Ltd.; Tianjin Weirui Biological Technology Co ltd
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: CN103184154A

Abstract

本发明公开了一种以油浆为原料采用生物技术生产船舶燃料油的方法，它是采用活化后的嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillusthermodenitrificans）和古地分支杆菌（Mycobacteriumgoodiisp.）按1∶1组成的微生物菌剂在无机盐溶液中与高运动粘度油浆在一定条件下进行反应，制得380号船舶燃料油。反应体系包括：活化后的混合菌剂1～5%；油浆约50%；无机盐溶液余量。本发明的生产方法不仅工艺简单、所需设备简易、成本低、环境友好、生产的燃料油质量好，而且对油浆具有较为理想的处理效果，所生产的油品完全达到380号船舶燃料油的标准，具有很好的应用前景。

Description

一种生产380号船舶燃料油的生物技术及应用

技术领域

本发明属于生产燃料油技术领域，涉及船舶燃料油的生产方法，更具体的说是一种以油浆为原料采用生物技术生产380号船舶燃料油的方法及应用。

背景技术

燃料油是成品油的一种，是石油加工过程中在汽油、煤油、柴油之后，从原油中分离出来的较重的剩余产物，广泛用于船舶锅炉、加热炉、冶金炉和其它工业燃料，根据用途，燃料油可以分为船用燃料油和炉用燃料油及其他燃料油。380号船舶燃料油是一种重要的船用燃料油，该型号燃料油的质量标准是：50℃运动粘度小于380CST，闪点大于60℃，倾点小于30℃，硫含量小于3.5%，灰分小于0.1%，残炭小于18%，水分小于0.5%，密度小于0.991kg/m3。380号船舶燃料油发热量大、燃烧性能好、贮存稳定、腐蚀小、使用范围广，是大马力、中、低速船舶最经济而理想的燃料。

生产380号船舶燃料油的传统工艺技术路线是以重质残渣油加入适当的稀释组分进行调和。但是如果稀释组分的价值较高，调入船用燃料油中就意味着把轻质油价值降到燃烧油水平。我国很多船舶燃料油生产企业的生产成本与国际同行相比仍存在很大差距，重要原因之一大量的低成本组分（如油浆等）没有得到充分利用。为了进一步提高企业的市场竞争力，必须对燃料油生产方案进行优化，全面降低成本。

油浆价格低、来源广、又具有一定热值，因此普遍作为窑炉、锅炉的燃料，是生产380号船舶燃料油的首先原料，但是油浆密度较大、灰分较多、闪点较低、倾点较高、水分较高、硫含量较高、粘度较大、残炭较多。密度大燃烧不充分；灰分会使泵、阀磨损加速，还会覆盖在锅炉受热面上，使传热性变坏；闪点过低会带来着火的隐患；倾点越高，低温流动性越差；水分增多会使燃料油凝点上升，还会影响燃料油的燃烧性能；硫含量过高会引起金属设备腐蚀的和环境污染；粘度越大，油浆的流动性、泵送性和雾化性能就越差；残炭较多会影响燃烧。由于以上原因，使油浆的质量偏低，达不到380号船舶燃料油的要求，难以作为高质量的燃料油使用。

为了提升油浆的价值，一直以来人们不断加工油浆，使其达到380号船舶燃料油的标准。国内外主要是油浆和轻质油进行调和，或者把通过相关设备对油浆进一步提炼。无论哪种方法，成本都较高、操作比较复杂、产量有限、质量指标难以达到国际标准，难以满足企业和市场的需要。

发明内容

本发明提供了一种工艺简单、所需设备简易、成本低、环境友好、提高油浆质量的生产380号船舶燃料油的生物技术及应用。

因此，本发明的一个目的是公开了一种微生物菌剂，其特征在于该微生物菌剂是由两种菌株经活化后按体积份数比1：1混合而成；这两种菌株为：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）和古地分支杆菌（Mycobacterium goodii sp.，该菌株购买自美国菌种保藏中心，其保藏号为ATCC No.700504）。其中微生物菌剂制备方法为：将嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans）和古地分支杆菌（Mycobacterium goodii sp.）分别按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃，150rpm涡旋搅拌，密闭（通氧）培养18小时，得到的菌液按体积份数比1:1混合。本发明进一步公开了以油浆为原料、采用微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法，其特征在于：

（1）将权利要求1所述微生物菌剂按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃，150rpm涡旋搅拌，密闭（通氧）培养18小时，得到活化的微生物菌剂；

(2) 按重量百分比，将活化后的1～5%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，40～60℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

（3）反应完后静置2小时以上，待油水分层后用分液漏斗收集油层，此油品即所生产的380号船舶燃料油。其中的培养液为：蛋白胨 1.6%；酵母膏 1%；氯化钠 0.5%；水余量。所述无机盐溶液的原料组成及重量百分比为:NH₄Cl 0.1%；Na₂HPO₄·12H₂O 0.106%；NaH₂PO₄·2H₂O 0.023%；KCl 0.04%；MgCl₂·6H₂O 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。

本发明以油浆为原料采用活体微生物菌剂生产的船舶燃料油可以达到380号船舶燃料油的质量标准，其检测的数据（主要指标）如下：

主要指标	380号船舶燃料油国家参考标准	本发明生产的380号船舶燃料油达到的标准
			50℃运动粘度	小于380CST	符合
闪点	大于60℃	符合
			倾点	小于30℃	符合
硫含量	小于3.5%	符合
			灰分	小于0.1%	符合
残炭	小于18%	符合
			水分	小于0.5%	符合
密度	小于0.991kg/m3	符合

本发明以油浆为原料采用生物技术生产船舶燃料油与现有技术相比，具有如下优点:

(1)本发明的生产工艺和流程简单、成本低、周期短，便于实施，易于推广。

(2)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。

(3)本发明所使用的微生物菌剂易于繁殖，培养条件简单。

(4)本发明所涉及的生物技术对油浆具有较为理想的处理效果，所生产的油浆完全达到380号船舶燃料油的标准。

(5)本发明是一种新型的生产燃料油的生物技术，不对环境产生污染。

(6)本发明提高了油浆的质量，较大幅度提高了油浆的价值，符合可持续发展的要求。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，下面通过实施例对本发明做进一步描述。这些实施实例仅仅是解释、而不是限制本发明的范围。

实施例1

微生物菌剂的制备：将嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228）和古地分支杆菌（Mycobacterium goodii sp.，该菌株购买自美国菌种保藏中心，其保藏号为ATCC No.700504）分别按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃及150rpm涡旋搅拌，密闭（通氧）培养18小时，得到的菌液按体积份数比1:1混合。其中的培养液为：蛋白胨 1.6%；酵母膏 1%；氯化钠 0.5%；水余量。

实施例2

微生物菌剂的活化及扩大培养：将微生物混合菌剂按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃，150rpm涡旋搅拌，密闭（通氧）培养18小时，得到活化的微生物菌剂。培养液成分为：蛋白胨 1.6%；酵母膏 1%；氯化钠 0.5%；水余量。

实施例3

采用微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法1：

（1）按重量百分比，将活化后的1%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，40℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

（2）反应完后静置2小时以上，待油水分层后用分液漏斗收集油层，此油品即所生产的380号船舶燃料油。

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为312，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

实施例4

采用活体微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法2：

（1）按重量百分比，将活化后的1%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，50℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为302，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

实施例5

采用活体微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法3：

（1）按重量百分比，将活化后的1%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，60℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为299，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

实施例6

采用活体微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法4：

（1）按重量百分比，将活化后的5%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，40℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为305，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

实施例7

采用活体微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法5：

（1）按重量百分比，将活化后的5%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，50℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为292，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

实施例8

采用活体微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法6：

（1）按重量百分比，将活化后的5%微生物菌剂、50%油浆和余量的无机盐溶液混合，60℃及大于50rpm 涡旋搅拌，密闭反应24小时；

检测结果显示：经处理后的油品运动粘度为294，并且其它指标也达到380号船舶燃料油的质量标准（表1）。

上述实施例3-8中所述无机盐溶液的原料组成及重量百分比为:NH₄Cl 0.1%；Na₂HPO₄·12H₂O 0.106%；NaH₂PO₄·2H₂O 0.023%；KCl 0.04%；MgCl₂·6H₂O 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。

上述实施例测定反应前及反应后油浆的主要指标，结果如下表:

表1 油浆及微生物菌剂处理的油品质量检验单

Figure 2013101121333100002DEST_PATH_IMAGE001

结论：由上表可知，经本发明的方法处理后，油浆运动粘度由未处理前的608最大可降低至292，并且其它指标也均达到或优于380号船舶燃料油的质量标准。

Claims

1.一种微生物菌剂，其特征在于该微生物菌剂是由两种菌株经活化后按体积份数比1：1混合而成；这两种菌株为：嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans）和古地分支杆菌（Mycobacterium goodii sp.），所述嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2菌株保藏在中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC No.1228，所述古地分支杆菌其保藏号为ATCC No.700504。

2. 一种以油浆为原料、采用微生物菌剂生产380号船舶燃料油的方法，其特征在于：

（1）将权利要求1所述微生物菌剂按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃，150rpm涡旋搅拌，密闭，通氧培养18小时，得到活化的微生物菌剂；

（3）反应完后静置2小时以上，待油水分层后用分液漏斗收集油层，此油品即所生产的380号船舶燃料油。

3.权利要求1中所述微生物菌剂，其中所述活化微生物菌剂指的是：将嗜热脱氮芽胞杆菌NG80-2（Geobacillus thermodenitrificans）和古地分支杆菌（Mycobacterium goodii sp.）分别按1:1000（v/v）接种至经高压灭菌的培养液中，50℃，150rpm涡旋搅拌，密闭，通氧培养18小时，得到的菌液按体积份数比1:1混合。

4.权利要求3所述微生物菌剂，其中培养液为：蛋白胨 1.6%；酵母膏 1%；氯化钠 0.5%；水余量。

5.权利要求2所述380号船舶燃料油的生产方法，其中培养液为：蛋白胨 1.6%；酵母膏 1%；氯化钠 0.5%；水余量；所述无机盐溶液的原料组成及重量百分比为:NH₄Cl 0.1%；Na₂HPO₄·12H₂O 0.106%；NaH₂PO₄·2H₂O 0.023%；KCl 0.04%；MgCl₂·6H₂O 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。