[發明專利]短芽孢桿菌菌株及其在脫除含硫有機化合物中硫的應用

無效

• 申請號: 01115920.0
• 申請日: 2001-05-22
• 公開（公告）號: CN1386846A
• 公開（公告）日: 2002-12-25
• 發明（設計）人: 姜成英;劉會洲;邢建民;安震濤;陳家鏞
• 申請（專利權）人: 中國科學院化工冶金研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12S13/00;//;C12R108)
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 高存秀

本發明涉及短芽孢桿菌菌株及其在脫除含硫有機化合物中硫的應用。

石油和煤炭是世界上最重要的能源，這些礦物燃料中含有硫化物，燃燒時會產生大量硫氧化物排放到大氣環境中，形成酸雨，嚴重污染環境，破壞生態平衡，直接威脅著地球人類的生存空間。據有關報道，全世界每年排入大氣中的SO₂近兩億噸，在中國SO₂的排放量達到了1795萬噸。同時硫化物的存在還會影響燃料及其產品的外觀，腐蝕燃燒及運輸設備。為了避免有毒硫化物存在造成的危害，在燃料燃燒前，燃燒過程中或燃燒后必須把燃料中的硫脫除，這已成為全世界極待解決的重大課題。面對日益嚴峻的環保形勢，人們的環保意識不斷增強，對于環保的要求變得越來越嚴格。因此，發達國家越來越重視燃油質量的提高，美國1990年就通過了清潔空氣法修正案，環保局提出了使用新配方汽油的要求。從1998年起，美國環保局采用復雜模型，進一步降低汽車排放污染，歐洲議會1998年曾立法要求2000年實施清潔汽油配方。總之，今后10年內，運輸燃料(特別是汽油和柴油)的組成和質量指標將會有較大的改觀，即要求燃料的H/C比有所上升，而硫及芳烴含量要大大降低。北美和歐洲國家要求到2005年汽油、柴油中硫含量要低于50ppm，2010年汽油、柴油中硫含量要低于30ppm，甚至10ppm。我國是一個發展中國家，石油生產和燃料消耗已成為世界大國之一，SO₂的排放量遠遠超過世界平均水平。面對日益嚴峻的環保形勢，我國實施了可持續發展戰略，大力推行清潔生產，并頒布了一系列環保法規。初步提出將目前柴油硫含量從5000ppm降低到2000ppm以下，部分大城市車用柴油中硫含量低于500ppm的要求，因此，開發和加強高效、低成本的燃料燃前脫硫技術，將對我國實施的環境保護和可持續發展戰略產生積極而深遠的影響。

降低石油、石油產品和煤炭中含硫量的方法有物理、化學和生物法。物理和化學法的燃前脫硫技術能有效地脫除燃料中的無機硫，但是脫除有機硫的效果很差，因為礦物燃料中含有的有機硫化物成分復雜，大部分是雜環化合物，其中的C-S化學共價鍵十分牢固，用常規的物理和化學方法無法有效去除。

目前常用的加氫催化脫除燃料中有機硫(HDB)技術必須在高溫(≥300℃)，高壓(≥100atm)，加氫及金屬催化劑存在的苛刻條件下脫硫，操作費用較高，而且金屬催化劑易受底物硫原子周圍取代基空間位阻影響，所以對于燃料中大量存在的甲基取代苯并噻吩、二苯并噻吩等結構復雜的雜環硫化物的脫除率較低。(e.g.Houalla，M.，Broderick，D.H.，Sapre，A.V.，Nag，N.K.，de?Beer，V.H.J.，Gates，B.C.，Kwart，H.J.Catalt.，61，523-527(1980)).事實上，在輕汽油和柴油中，仍存在著多種二苯并噻吩的烴基取代物(e.g.Kabe，T.，Ishihara，A.and?Tajima，H.Ind.Eng.Chem.Res.，31，1577-1580(1992))。低硫含量的要求使得HDS過程反應條件越來越苛刻，設備和操作費用增高，同時伴隨著烯烴飽和反應，造成燃料燃燒值損失。因此，迫切需要尋找一種能從石油或石油產品中脫除硫卻不造成石油燃燒值降低的，經濟可行的新工藝。

生物催化脫硫(BDS)方法，以其具有的選擇性高，副反應少，反應條件溫和，設備簡單，運行費用低，投資少，對燃料熱值影響小，不造成二次污染等優點，逐漸成為令人矚目的清潔石油燃料生產技術，有希望成為傳統脫氫過程的輔助途徑來進行含硫燃料的精加工，使它們達到要求水平，所以引起了眾多科學家和工程師的興趣。

目前，已分離了多種能脫有機硫的微生物。其中好氧菌或厭氧菌都能代謝柴油中的主要難處理化合物DBT，如硫酸鹽還原細菌，Desulfovibrio(去磺弧菌屬)desulfuricans?M6，厭氧地降解DBT，主要的產物是聯苯，降解率是42％。據報道，其它的硫酸鹽還原細菌也能厭氧地將DBT轉化為聯苯，但轉化率極低。厭氧過程因為有不需要氧的加入，可以直接應用到油井中的優點具有較大的吸引力，但是還未發現能用于實際石油脫硫體系的高效厭氧微生物。