搅拌式反应器中生物催化降解含硫杂环化合物

摘要

本文考察了ZD-1在油-水双液相体系中降解DBT时油水比、水相介质、反应器中通气量以及搅拌速率等因素对该反应的影响。　 为了促进微生物在油-水双液相体系中对DBT的降解，并探讨表面活性剂的作用机理。选择了Brij35、Tween-80、Triton-100X和β-环糊精等四种表面活性剂，考察了不同表面活性剂对水溶液中DBT的增溶效应，同时研究了不同表面活性剂对ZD-1和ZD-M2两种不同菌株的生长及脱硫能力的影响，由此确定了ZD-1和ZD-M2各自对应的合适的表面活性剂及其浓度。　　 应用数学模型预测有机相体积含量较大时,油-水双液相体系中液滴的直径，进而推导出含硫化合物DBT从有机相主体到两相界面的传质速率，并与前面实验所得的生化实际生物脱硫速率进行比较，以揭示生物脱硫反应的控制因素。　　 根据理论模型预测DBT从有机相主体到两相界面的体积传质速率，发现不同有机相组成、有机相体积分率、不同温度、水相组成以及搅拌速率对传质速率都有明显的影响，当有机相中的DBT浓度和搅拌转速较高时，传质速率要远大于脱硫速率，生化反应速率决定了总脱硫速率。

目录

文摘

英文文摘

1课题背景

2文献综述

2.1原油和燃料油中的硫

2.2油品中硫的危害及燃油质量的发展

2.3燃料油脱硫工艺和技术

2.3.1催化加氢脱硫

2.3.2氧化脱硫

2.3.3吸附脱硫

2.3.4选择性氧化/萃取法脱硫

2.3.5膜分离技术

2.3.6生物脱硫

2.4生物催化脱硫过程

2.4.1生物催化脱硫的代谢途径

2.4.2生物催化脱硫机理

2.5生物催化脱硫研究进展

2.5.1脱硫菌种筛选

2.5.2分子生物学和酶学的研究

2.5.3微生物脱硫的动力学研究

2.5.4生化反应器的设计

2.5.5生物脱硫工艺

2.5.6其他

2.6存在问题

2.7本论文的研究目的及工作设想

参考文献

3实验材料和方法

3.1仪器与试剂

3.2脱硫菌株培养

3.2.1培养基

3.2.2实验用生物菌种制备

3.3实验装置

3.4分析方法

3.4.1细胞浓度

3.4.2产物测定

3.4.3有机物浓度测定

3.4.4脱硫活力测定

3.4.5含硫杂环化合物的脱硫特性

3.4.6生长条件的优化

参考文献：

4脱硫菌ZD-1生长条件优化

4.1有效脱硫菌株的分离和鉴定

4.2以DBT为唯一硫源的生长脱硫曲线

4.3初始pH对菌株生长的影响

4.4温度的影响

4.5氮源对生长的影响

4.6碳源的选择及其浓度的影响

4.7硫源及投加浓度的确定

4.8初始菌体浓度的影响

4.9表面活性剂存在下ZD-1的底物生长动力学

4.10本章小结

参考文献

5脱硫菌ZD-1降解水相中的DBT

5.1 ZD-1的脱硫代谢途径

5.2休止细胞脱硫曲线和最适菌体浓度

5.3产物2-HBP对生长和脱硫影响

5.4硫酸盐对脱硫影响

5.5休止细胞放置时间对菌体脱硫能力的影响

5.6本章小结

参考文献

6 ZD-1非休止细胞脱硫

6.1最佳相比的确定

6.2摇床转速对反应的影响

6.3休止细胞与非休止细胞脱硫能力的比较

6.4通气量对生长细胞脱硫的影响

6.5搅拌速度对脱硫的影响

6.6搅拌式反应器中的非休止细胞脱硫

6.7本章小结

参考文献

7搅拌式反应器中ZD-M2休止细胞脱硫特性

7.1脱硫活性的比较

7.2最佳油水比的确定

7.3休止细胞与非休止细胞脱硫能力的比较

7.4菌体浓度的影响

7.5搅拌式反应器中通气量的确定

7.6搅拌速度的影响

7.7初始DBT浓度的影响

7.8生化反应动力学

7.9本章小结

参考文献

8表面活性剂对生物脱硫的促进

8.1表面活性剂的溶解度实验

8.2表面活性剂对不同菌株脱硫的影响

8.3表面活性剂对菌体生长的影响

8.4表面活性剂浓度的影响

8.5本章小结

参考文献

9 DBT在双液相体系中传质的理论分析

9.1液滴直径的理论预测模型

9.2 DBT传质速率的理论计算

9.3影响体积传质速率的因素

9.4搅拌功率输入

9.5体积传质速率与生化反应速率的比较

9.6本章小结

参考文献

10结论与建议

10.1结论

10.2建议与展望

攻读博士期间发表论文

致谢