Khử lưu huỳnh trong Dầu mỏ bằng Vi sinh vật

Chia sẻ: Quốc Huỳnh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

382
lượt xem 91
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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 của 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...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khử lưu huỳnh trong Dầu mỏ bằng Vi sinh vật

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 SO2SO3H2SO4  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