第

37

卷 第

2

期

　

2007

年

4

月

工 业 微 生 物

Industrial Microbiology

　

Vol. 37 No . 2

　

Apr. 2007

作者简介

:

马艳

(1980

～

) ,

女

,

硕士研究生

, E - mail : happymy @eyou. com

。

3 通讯联系人

,022 - 87401536

或

02227404743 - 8503

。

石油微生物脱硫的研究进展

马 　艳

,

　刘 　成

3

,

　邹少兰

,

　洪解放

,

　张敏华

(

天津大学石油化工技术开发中心

,

天津

300072)

摘 　要 　　随着世界各国环保意识的不断提高及对油品含硫量标准规定日趋严格 ,生物脱硫技术
已成为石油脱硫领域内的研究热点之一 。本文主要从生物脱硫分子生物学和嗜热脱硫细菌两个方

面介绍了国内外近年来的研究进展 。

关键词 : 生物脱硫 ; 　4S 途径 ; 　嗜热脱硫细菌 ; 　分子生物学

1

　前言

　　随着全球工业的迅速发展 ,人们对燃料的需求

不断增加 。作为当今世界的主要能源 —

—

—石油中的

硫元素包括有机硫和无机硫两种形式 ,而以有机硫

(硫醇 、

硫醚 、

噻吩及其衍生物) 为主 ,石油中通常含

0. 05 %～ 5 % ( wt %) 的 有 机 硫 。石 油 燃 烧 产 生 的

SO

x

向大气排放后不但污染大气 ,而且形成酸雨对

生态系统和土壤都具有严重的破坏作用 ,另外石油
中存在的硫对工厂中的输送管线 、

泵和炼油设备也

具有腐蚀作用

[ 1 ,2 ]

。

　　基于以上问题 ,各国对油品质量要求越来越高 ,

对其含硫量规定也日趋严格 。这迫使政府和石油开

采者加大了对石油脱硫技术开发的投入 ,脱硫技术
也就成了近年生物技术领域的研究热点 。

　　加氢脱硫法 ( Hydro

2desulfurization ,简称 HDS)

是目前大多数炼油厂常用的方法 。HDS 操作需要
在高温高压下进行 ,对能量需求高 ,同时释放大量的
温室气体 ,此方法对无机硫和简单的有机硫化物来
说是有效的 ,但对有机硫 ,特别是含苯环的有机硫化
物如苯并噻吩 ( benzothiophene ,简称 B T) 和二苯并
噻吩 (dibenzothiophene ,简称 DB T) 及其衍生物的脱
除效率较差

[ 3 ]

。

　　与 HDS 相比 ,生物脱硫法 (Biodesulfurization ,

简称 BDS) 对石油中的 B T、

DB T 等大分子有机硫化

物具有较好的脱除效果 ,且在常温常压下操作 ,二氧
化碳排放量较低 ,能耗低 (见表 1) ,因此是一种经济
环保的方法

[ 3 ,4 ]

。

　　虽然 BDS 有其独特的优势 ,但目前所发现的菌

株脱硫水平最高只能达到 33 %左右 ,还不能满足实
际需要 。因此人们一方面通过改造脱硫微生物提高

脱硫速率和扩大底物范围 ,另一方面又开发了 BDS
与 HDS 串联操作工艺 ,以将两种方法的优点相结
合 :当 BDS 位于 HDS 上游时可生产有机磺酸盐 ,并
有效改变下游加氢处理装置的性能 ;位于 HDS 下游
时 ,可脱除在加氢脱硫处理装置中尚未除去的有机
硫 , 从 而 改 进 低 硫 产 品 的 润 滑 性 能 和 氧 化 稳 定
性

[ 5 ]

。

表 1 　BDS 与 HDS 脱硫特性比较

HDS

BDS

反应类型

还原

氧化

反应条件

高温高压

温和

能耗

高

低

产物

硫化物对设备腐蚀 有机硫副产品可作表面活性剂

深度脱硫程度

不能

能

2

　

BDS

发展概况

　　上世纪 70 年代至 80 年代末 ,人们分离得到的

几株细菌可催化 DB T 中苯环 C

2C 键断裂 ,生成水溶

性的含硫化合物 ,但有燃烧值损失 ( Kodoma 途径 ,
参见 3. 1) 。1988 年 ,美国 IGT (gas technology insti

2

t ute) 的 Kilbane 等第一次分离出具有 4S 途径 (参见

3. 1 ) 的 玫 瑰 色 红 球 菌 I GTS8 (

R hodococcus

rhodoch rous

) ,此菌株可催化 DB T 的 C

2S 键断裂 ,将

S 原子从 DB T 中脱除下来 ,生成的二羟基联苯 ( 2

2

HB P) 留在油相 ,无燃烧值损失 。之后 EBC (energy

biosystems corporation) 公司从 I GT 购买了此菌株的

—

7

5

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