Tiểu Luận Khử các hợp chất vòng thơm trong dầu mỏ bằng phương pháp sinh học

Tiểu luận: Khử các hợp chất vòng thơm trong dầu mỏ bằng phương pháp sinh học
I. GIỚI THIỆU
Tổng quan này bàn về các tiềm năng để nâng cấp sinh học để cải thiện
chất lượng của dầu thô và nhiên liệu lỏng, sử dụng chất xúc tác sinh học để
nhằm làm giảm và dần loại bỏ hợp chất thơm trong dầu mỏ trong quá trình chế
biến dầu. Chất xúc tác sinh học ta có thể sử dụng đó là vi khuẩn hiếu khí, vi
khuần hiện này đang được thử nghiệm để khử vòng thơm trong dầu mỏ và
nhiên liệu.Bằng xúc tác sinh học và phỏng đoán về việc áp dụng các hoạt tính
sinh học của chúng để nâng cấp dầu khí gọi là chế biến sinh học
*Vấn đề đặt ra bởi các hợp chất thơm trong dầu thô và nhiên liệu
Hydrocacbon thơm và những hợp chất dị vòng ảnh hưởng xấu đến nhiều
giai đoạn trong sản xuất, xử lý, và chế biến dầu khí. Sự đồng nhất về tính chất
của hydrocarbon thơm và những hợp chất dị vòng xảy ra trong các tỷ lệ khác
nhau trong các loại dầu thô và các sản phẩm tinh chế từ dầu,và tùy thuộc vào
nguồn dầu và quá trình tinh chế. Các hợp chất thơm ảnh hưởng đến tính bền và
có độc tính khi dầu bị tràn ra môi trường và có các đặc điểm quan trong đó là
quá trình đốt cháy nghèo ở động cơ diesel, như chỉ số cetane thấp và vấn đề tạo
nhiều bụi cơ học gây mài mòn cho động cơ trong quá trình làm việc. Trong quá
trình lọc dầu, các hợp chất dị vòng của nitơ (nitrogen những hợp chất dị vòng)
ví dụ như carbazoles chúng gây mất hoạt tính các chất xúc tác, ảnh hưởng tới
xúc tác hydrodesulfurization và làm giảm đi lượng lớn của H2. Đồng thời, quá
trình đốt cháy các nhiên liệu có chứa hợp chất dị vòng của S và N sinh ra SOx,
NOx gây mưa axit. Hiệu quả và chi phí hợp lý để xử lý, chuyển đổi các
hydrocacbon thơm và các các hợp chất dị vòng trong các loại dầu thô và nhiên
liệu đó là vấn đề cần quan tâm đến trong ngành công nghiệp lọc dầu.
Trong quá trình tinh lọc dầu thông thường, sử dụng quá trình hydro hóa
ở áp suất cao và chất xúc tác hóa học để làm no và bẻ gãy các hợp chất có cấu
trúc vòng. Công nghệ nhiệt hóa này có một số vấn đề bao gồm cả động học
phản ứng không thuận lợi, tiêu thụ nhiều năng lượng nhiệt và khí tiêu tốn nhiều
khí hydro, và sản xuất ra được ít các sản phẩm như mong muốn như các loại
hydrocarbon ở thể khí. Các sản phẩm cycloalkane đốt cháy tốt hơn so với các
chất thơm, nhưng chất lượng nhiệt cháy của nó vẫn còn thấp so với các hợp
chất alkane mạch thẳng
II. QUÁ TRÌNH KHỬ VÒNG THƠM BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC:
1. Quá trình oxy hóa sinh học các hợp chất thơm
Ngược với xúc tác hóa học, phản ứng sinh học (qua enzyme trung gian)
thì thường với chất nền cụ thể và xảy ra ở nhiệt độ gần với nhiệt độ môi trường
xung quanh mà không cần phải tiêu tốn hydro và không cần ở áp xuất cao. Tuy
nhiên, yêu cầu cần có nước cho sự hoạt động, cần hỗn hợp phản ứng hai pha
gồm dầu và những hạt nươc nhỏ lơ lững của các tế bào vi khuẩn.
Trong ứng dụng được đề xuất, một quá trình gồm hai giai đoạn của quá
trình bẻ gãy vòng thơm bằng sinh học (Biological Aromatic Ring Cleavage
(BioARC)) thì đã được hình dung: giai đoạn đầu tiên là mở vòng các hợp chất
thơm bằng các phản ứng oxy hóa bởi enzyme được sinh trưởng trước trong
toàn bộ tế bào của chất xúc tác sinh học. Theo phương pháp này hai dòng sản
phẩm, một dòng sản phẩm chính khi xử lý dầu theo BioARC có làm giảm tính
thơm, và dòng sản phẩm thứ cấp là phân đoạn các sản phẩm vòng thơm phân