合作客戶/
拜耳公司 |
同濟(jì)大學(xué) |
聯(lián)合大學(xué) |
美國(guó)保潔 |
美國(guó)強(qiáng)生 |
瑞士羅氏 |
相關(guān)新聞Info
-
> 水面上單分子層膜通過(guò)磷脂光控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)可逆光學(xué)控制——摘要、介紹
> 變溫過(guò)程渣鋼表面張力與界面張力的演變機(jī)制
> 細(xì)胞培養(yǎng)基的理化性質(zhì)粘滯性及表面張力的內(nèi)容
> 表面活性劑對(duì)微納米氣泡曝氣中體積/液相傳質(zhì)系數(shù)、氧傳質(zhì)的影響
> 防治劍麻介殼蟲(chóng)病,推薦劑量下藥劑的表面張力值多少最佳
> 油藏條件下CO_2乳液穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
> 表面張力的大小、熔融相的粘度是決定納米孔形成的關(guān)鍵因素
> 考慮界面張力、液滴尺寸和液滴變形影響的攜液臨界模型構(gòu)建(一)
> 張力儀更適合用于測(cè)試含表面活性劑的油水界面?
> 乳化劑、皂液pH值、締合型增稠劑T對(duì)乳化瀝青油水界面張力和貯存穩(wěn)定性的影響
推薦新聞Info
-
> 不動(dòng)桿菌菌株XH-2產(chǎn)生物表面活性劑發(fā)酵條件、性質(zhì)、成分研究(三)
> 不動(dòng)桿菌菌株XH-2產(chǎn)生物表面活性劑發(fā)酵條件、性質(zhì)、成分研究(二)
> 不動(dòng)桿菌菌株XH-2產(chǎn)生物表面活性劑發(fā)酵條件、性質(zhì)、成分研究(一)
> 阿洛酮糖可提高塔塔粉溶液的表面張力,打發(fā)的蛋清更白泡沫更穩(wěn)定
> 聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度調(diào)控非離子Gemini表面活性劑的表面張力、接觸角(四)
> 聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度調(diào)控非離子Gemini表面活性劑的表面張力、接觸角(三)
> 聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度調(diào)控非離子Gemini表面活性劑的表面張力、接觸角(二)
> 聚氧乙烯鏈長(zhǎng)度調(diào)控非離子Gemini表面活性劑的表面張力、接觸角(一)
> 飽和腰果酚聚氧乙烯醚磺酸鹽動(dòng)態(tài)界面張力測(cè)定【實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果】
> 最大拉桿法的基本原理、實(shí)驗(yàn)步驟、影響因素及其在測(cè)定溶液表面張力中的應(yīng)用
?糖脂類生物表面活性劑在石油工業(yè)中的作用機(jī)制
來(lái)源:生物加工過(guò)程 瀏覽 358 次 發(fā)布時(shí)間:2024-10-12
糖脂類生物表面活性劑——鼠李糖脂、海藻糖脂和槐糖脂的研究和應(yīng)用最多,特別是它們?cè)谑烷_(kāi)采、原油污染修復(fù)、油田防腐等方面的室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究效果。一方面,生物表面活性劑可以降低油水混合物的表面張力,剝離地層巖石表面原油,增大原油的流動(dòng)性,提高油水混合物的運(yùn)移效率,達(dá)到提高原油采收率的目的。另一方面,生物表面活性劑可以增強(qiáng)原油污染土壤中疏水烴類污染物的生物可利用性。石油中大分子量烴類如多環(huán)芳烴(PAHs)等難溶于水相,會(huì)牢牢地吸附在固相土粒上而難以降解。生物表面活性劑能有效地解除這種吸附,使石油烴分散成液滴,并進(jìn)一步降解,從而促進(jìn)石油污染的生物修復(fù),減少其對(duì)環(huán)境造成的污染與破壞。
在微生物修復(fù)石油污染中的作用機(jī)制
隨著石油生產(chǎn)量和消費(fèi)量的不斷提高,石油類物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境所造成的污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。由于人類對(duì)環(huán)境以及人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重視,生物修復(fù)已成為凈化石油烴類污染物的主要方向之一。該技術(shù)本質(zhì)是微生物以石油烴類作為生長(zhǎng)基質(zhì),將其分解代謝為CO2和水,減輕其對(duì)環(huán)境的影響。由于不同開(kāi)采地區(qū)的原油組分差別較大且生產(chǎn)過(guò)程不同,所以隨之形成的石油烴化學(xué)成分也相差較大,因此,生物降解石油烴類污染物的速率也有明顯差別。
近年來(lái),許多學(xué)者在微生物修復(fù)石油污染中引入糖脂類生物表面活性劑來(lái)提高石油烴的降解率。糖脂類生物表面活性劑促進(jìn)微生物對(duì)石油烴的降解有其獨(dú)特的機(jī)制:①降低菌體周圍介質(zhì)的表面張力、菌體細(xì)胞壁與烴類分子之間的界面張力,增大石油烴溶解度,增強(qiáng)混合力,使疏水性物質(zhì)更多地與菌體和O2接觸,從而提高微生物對(duì)疏水底物的生物利用度,使其更易被生物降解;
②與細(xì)胞膜相互作用。在不破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的條件下對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行修飾,該修飾主要使蛋白質(zhì)組成發(fā)生改變,或使脂多糖減少,從而引起細(xì)胞壁疏水性的增加,進(jìn)而促進(jìn)微生物細(xì)胞對(duì)烴類的攝取。
微生物在烴類環(huán)境下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)明顯不同。胞內(nèi)的烴類物質(zhì)累積,在其外部形成特殊的膜狀復(fù)合物導(dǎo)致外表面變得不規(guī)整,出現(xiàn)褶皺。在表面活性劑的作用下,細(xì)胞壁的外表面出現(xiàn)一種特殊的吸收系統(tǒng),將膠團(tuán)直接運(yùn)至與膜結(jié)合的酶系統(tǒng)或運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)部。研究鼠李糖脂在銅綠假單胞菌NY3代謝烴過(guò)程中的生理作用時(shí)發(fā)現(xiàn),在該過(guò)程中鼠李糖脂會(huì)造成菌體表面脂多糖的減少,而細(xì)胞中疏水性物質(zhì)含量增加,菌體細(xì)胞Zeta電位明顯降低,表面負(fù)電荷增加,菌體表面斥力增加,這使得菌體在培養(yǎng)體系中更易分散,增加其與疏水性物質(zhì)烴類的接觸機(jī)會(huì),從而提高烴類降解率。在研究鼠李糖脂促進(jìn)菌體代謝正十六烷過(guò)程時(shí)亦發(fā)現(xiàn):菌體表面脂的多糖含量減少;掃描電鏡結(jié)果顯示在代謝初期,鼠李糖脂可促進(jìn)菌體自身蛋白合成,隨后胞內(nèi)蛋白含量趨于穩(wěn)定,在代謝后期,胞內(nèi)蛋白含量降低,說(shuō)明鼠李糖脂明顯加快十六烷的傳質(zhì)速度。糖脂類生物表面活性劑除具有上述功能外,其具有的可生物降解性、低毒性、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)亦使其在表面活性物質(zhì)的選擇中脫穎而出。
在提高原油采收率方面的作用機(jī)制
我國(guó)大部分油田都具有低孔、低滲和非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此,如何更加高效地開(kāi)發(fā)油藏資源,成為目前亟待解決的問(wèn)題。雖然已經(jīng)開(kāi)展了調(diào)驅(qū)、聚合物驅(qū)等應(yīng)用研究,但因采出液含有較高濃度的聚合物,導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性高,油水分離難度大,嚴(yán)重影響采出液的脫水和原油的外輸,同時(shí)加大污水的處理難度,也增加了成本,而微生物采油是利用微生物或其代謝產(chǎn)物提高原油產(chǎn)量的一種綠色采油方式,能有效地緩解油田“零排放”的環(huán)保壓力。
糖脂類生物表面活性劑作為微生物代謝產(chǎn)物的一種,其作用對(duì)象主要是油藏孔隙中的殘余油和剩余油,可有效降低界面張力,降低喉道處油滴的毛細(xì)管壓力,減小油滴運(yùn)動(dòng)阻力,改變巖石表面的潤(rùn)濕性,同時(shí)還可以提高混合流體的滲流能力,所以也能降低啟動(dòng)壓力和注水壓力,提高驅(qū)油效率,從而提高原油采收率,在三次采油領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。提高原油采收率的原理主要有以下幾點(diǎn):
①調(diào)節(jié)油水極性,降低油水界面張力。糖脂類生物表面活性劑吸附于油水界面上,可降低油水界面的表面張力。油水混合物界面張力越小,殘余油和剩余油的混合物液滴越易聚集,聚集后的油水混合物流動(dòng)性增強(qiáng),在油藏孔隙中越容易運(yùn)移。
②增強(qiáng)巖石潤(rùn)濕性。油水混合物流經(jīng)親油油層時(shí),混合物中的油相很容易吸附在巖石表面上,從而降低了油水混合物的流動(dòng)性。糖脂類生物表面活性劑可以使油藏中的親油巖石轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水巖石,降低巖石表面對(duì)油水混合物的吸附力,減小油水混合物在油藏孔隙中流動(dòng)時(shí)損失的能量,從而增強(qiáng)油水混合物在油藏孔隙中的驅(qū)替效率。
③乳化作用。糖脂類生物表面活性劑溶入油水混合物后會(huì)吸附在油水界面上并形成乳狀液體。乳狀液體不易吸附在油藏中的巖石表面上,從而增強(qiáng)油水混合物的流動(dòng)性,使其在油藏孔喉中更好地聚集并且運(yùn)移。
④改變?cè)驮谟筒乜障吨械倪\(yùn)動(dòng)特征和性能。由于原油是非牛頓流體,其黏度隨剪切應(yīng)力變化而變化,同時(shí),原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和石蠟等高分子化合物易形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)在原油流動(dòng)時(shí)被破壞,且其破壞程度與流動(dòng)速度有關(guān),當(dāng)原油靜止時(shí)又重新恢復(fù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。糖脂類生物表面活性劑可吸附在瀝青質(zhì)上,增強(qiáng)其溶劑化外殼的牢固性,減弱瀝青質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用,削弱原油中的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而降低原油的極限動(dòng)剪切應(yīng)力,提高采收率。
⑤提高表面電荷密度。糖脂類生物表面活性劑吸附在油滴和巖石表面上,提高表面電荷密度,增加油滴與巖石表面之間的靜電斥力,使油滴更易被驅(qū)替介質(zhì)帶走,從而提高采收率。