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超重力技术在石油微生物脱蜡工艺中的应用研究

作　者: 陈俊豪
导　师: 姜忠义
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 微生物脱蜡超重力技术
分类号: TE624.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

石油微生物脱蜡是一种在石油炼制过程中利用微生物发酵进行深度脱蜡的技术。在微生物脱蜡工艺中,脱蜡的对象是油水构成的培养液。由于油在水中的乳化性差、培养液的含油量高、氧在油中的溶解性差等因素的影响,导致培养液的油水混合与乳化状态以及培养液中的溶氧水平成为限制微生物脱蜡的关键。超重力技术是一种新型过程强化技术,其核心设备是旋转填充床。通过旋转填充床旋转产生的离心力来模拟超重力环境,使传递过程与微观混合过程得到了极大的强化。本课题利用超重力技术及设备的优势,提出将超重力技术应用于微生物脱蜡过程,以改善油水混合与乳化状态、强化培养液与气体之间的混合与传质效果,提高培养液中的溶氧水平,进而达到提高生产效率、缩短发酵周期、提高产品质量的目的。本课题首先采用对比研究的方法,通过将超重力法脱蜡与鼓泡法脱蜡进行对比,判断超重力法脱蜡的可行性,然后通过正交试验的方法系统研究各种操作条件对脱蜡过程的影响规律,并进一步确定较佳的脱蜡工艺参数。通过对脱蜡过程以及脱蜡液微观形态的分析,探讨超重力法脱蜡的机理。研究结果表明:(1)通过超重力法脱蜡的可行性研究表明,发酵液不会堵塞超重力技术的核心设备的填料。超重力法与传统鼓泡法在种子培养方面的对比表明采用超重力法生产种子,具有用油量少,时间短,菌量多的优势。超重力法与鼓泡法在发酵方面的对比表明同样的气量下超重力法比鼓泡法在脱蜡深度上低14℃,达到同样倾点的时间少30小时以上,可节约基础油10%,用气量减少50%,发酵成本可减少50%。(2)超重力脱蜡可以将MVI150馏份油经过60小时脱蜡,倾点降至-43℃,而常规发酵则要120小时以上。同时针对常规发酵无法一次降至-43℃的劣质MVI150馏份油,其可以发酵150小时达到。超重力脱蜡发酵100小时,可以将非加氢MVI400馏份油的倾点(V4073.34 mm2/s)从-9℃降到-21℃,非加氢HVI200馏份油的倾点(V4044.96 mm2/s)从-12℃降到-17℃。(3)通过试验的方法系统研究了转速、气量、液量等操作参数对超重力脱蜡的影响规律,并通过正交试验方法确定了较佳的工艺参数为气量2 m3/h,液量1 m3/h,转速1180 rpm (20Hz)。(4)通过对脱蜡过程的分析以及对脱蜡液微观形态的观测表明,超重力脱蜡过程中脱蜡液中油滴的直径均小于4微米,有利于脱蜡发酵阶段的气液传质过程

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
第一章文献综述  8-24
  1.1 石油微生物脱蜡的研究现状  8-10
    1.1.1 菌株培养与筛选  8-9
    1.1.2 微生物脱蜡工艺流程及发酵设备  9-10
  1.2 传统发酵工艺与设备研究的现状  10-11
  1.3 一项突破性新技术——超重力技术  11-22
    1.3.1 超重力技术的诞生  11-12
    1.3.2 超重力技术的研究现状  12-22
  1.4 本课题的研究内容与意义  22-24
    1.4.1 本课题的提出  22
    1.4.2 研究的主要内容  22-24
第二章超重力法脱蜡的可行性研究  24-33
  2.1 超重力法脱蜡的理论分析  24-25
  2.2 超重力法脱蜡可行性的试验验证  25-33
    2.2.1 试验菌种及原材料  25-26
    2.2.2 评价分析方法  26
    2.2.3 试验装置及流程  26-29
    2.2.4 试验结果与讨论  29-33
第三章超重力法脱蜡的试验研究  33-44
  3.1 超重力法脱蜡工艺研究  33-39
    3.1.1 试验原料  33
    3.1.2 单因素试验研究  33-36
    3.1.3 正交试验研究  36-39
  3.2 超重力法脱蜡工艺的适应性研究  39-41
  3.3 超重力法脱蜡的机理研究  41-44
    3.3.1 转速对发酵液油滴直径的影响  42-43
    3.3.2 超重力反应器与传统发酵器的发酵液油滴大小比较  43-44
第四章结论  44-45
参考文献  45-48
发表论文和参加科研情况说明  48-49
致谢  49

超重力技术在石油微生物脱蜡工艺中的应用研究

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