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红平红球菌（Rhodococcus erythropolis）H-412脱硫动力学研究

作　者: 胡晓静
导　师: 韩振为
学　校: 天津大学
专　业: 生物化工
关键词: 生物脱硫红球菌二苯并噻吩动力学模型
分类号: TE624.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着经济的发展，可开发低硫原油日渐减少，由于油品燃烧造成的环境问题越来越严重，各国对油品中硫含量的限制则越来越严格，因此对于石油的深度脱硫已成必然。石油中存在大量结构复杂的杂环有机硫化合物，特别是噻吩类化合物，这些化合物中的硫元素用传统的催化加氢脱硫方法（HDS）难以脱除，而且传统的方法条件苛刻，成本高，对环境污染严重；生物催化脱硫方法具有成本效益高、反应条件温和、尤其是对杂环硫化物具有较高的脱除率等优点，有可能成为可以取代HDS的有效的石油深度脱硫处理技术。本文以二苯并噻吩（DBT）作为石油脱硫的模式化合物，以正十六烷作为模拟油相，对红球菌H-412的脱硫途径、脱硫性能进行了研究。通过高效液相色谱以及气相色谱\质谱的分析，检测了H-412在降解DBT过程中的中间产物二苯并噻吩砜（DBTO2）以及终产物2-羟基联苯（2-HBP）的存在，初步推测其代谢途径为目前具有应用前景的“4S”途径，并且发现红球菌H-412不仅能够降解DBT，而且也能以其衍生物4-甲基二苯并噻吩（4-MDBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）作为唯一硫源进行生长，具有较宽的底物作用谱。为了进一步研究油品的生物脱硫机理，建立了H-412菌在水相反应体系中的生长动力学、底物降解动力学以及产物生成动力学模型，并结合实验数据利用MATLAB非线性拟合工具回归了上述动力学方程的模型参数，结果表明：模型计算结果与实验值符合较好。在水相动力学模型的基础上，推导出了H-412菌在油水两相反应体系的动力学方程，结果表明：水相动力学模型参数可以应用到油水两相反应体系，模型对于油水两相生物脱硫过程具有较好的适用性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章文献综述  7-26
  1.1 石油中的硫化物  7-9
    1.1.1 石油中的硫带来的污染  7-8
    1.1.2 石油中的硫化物  8-9
  1.2 石油脱硫的方法  9-12
    1.2.1 传统的脱硫工艺  9-10
    1.2.2 生物脱硫  10-12
  1.3 微生物脱硫技术的研究进展  12-18
    1.3.1 微生物对模型化合物DBT 作用机理的研究进展  12-16
    1.3.2 对于红球菌的研究进展  16-17
    1.3.3 模拟油相的选择  17-18
  1.4 微生物脱硫动力学研究进展  18-25
  1.5 本论文的研究内容  25-26
第二章红平红球菌H-412 脱硫特性  26-45
  2.1 材料和方法  26-31
    2.1.1 试剂、仪器和实验菌株  26-28
    2.1.2 H-412 降解DBT 中间产物的GC-MS 检测  28
    2.1.3 底物及产物的HPLC 检测  28-29
    2.1.4 H-412 反应曲线的测定  29-30
    2.1.5 H-412 对其它含硫杂环化合物的脱硫实验  30
    2.1.6 H-412 在模拟油相中对DBT 的脱硫实验  30-31
  2.2 结果与讨论  31-43
    2.2.1 DBT 和2-HBP 检测方法的确定  31-33
    2.2.2 H-412 代谢DBT 的途径  33-37
    2.2.3 H-412 利用DBT 的反应曲线  37-40
    2.2.4 菌株H-412 对其它含硫杂环化合物的脱硫特性  40-42
    2.2.5 菌株H-412 在模拟油相中的脱硫性能  42-43
  2.3 小结  43-45
第三章生物脱硫反应动力学  45-58
  3.1 水相动力学模型的建立  45-52
    3.1.1 动力学方程的确定  45-47
    3.1.2 模型参数的确定  47-52
  3.2 油水两相的脱硫动力学模型  52-56
    3.2.1 动力学方程的建立  52-54
    3.2.2 油水两相动力学参数的确定  54-56
  3.3 本章小结  56-58
结论  58-59
参考文献  59-66
致谢  66

红平红球菌（Rhodococcus erythropolis）H-412脱硫动力学研究

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