[发明专利]驱油生物表面活性剂的现场发酵系统

说明书

技术领域

本发明属于驱油生物表面活性剂应用技术领域，具体涉及一种驱油生物表面活性剂的现场发酵系统，本发明的系统能够在现有的油田注水系统中发酵驱油用生产生物表面活性剂。

背景技术

生物表面活性剂主要是由微生物所产生的一类具有表面活性的生物大分子物质，除均有化学合成的表面活性剂的一般物理化学特征外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒、降解效率高等优点。生物表面活性剂的这些特性尤其适合于石油工业和环境工程，如石油的生物降粘、提高原油采收率、重油污染土壤的生物修复等。鼠李糖脂是一种最为重要的生物表面活性剂，它具有乳化、破乳、增溶、降低表/界面张力等功能。鼠李糖脂一般由假单胞菌产生，其亲水基团一般由1-2分子的鼠李糖构成，疏水基团一般由1-2分子具有不同碳链长度的饱和或不饱和脂肪酸构成。鼠李糖脂是国内最早研究并成功产业化的生物表活剂，大庆油田将该物质部分取代三元复合驱中的化学表活剂，取得了很好的效果。然而，现有的鼠李糖脂的生产方法主要是利用铜绿假单胞菌株进行工厂化发酵生产，在发酵结束后，还需对产物进行提取纯化，提纯后的产品再经运输环节到达油田，重新配制成溶液后使用，整个应用环节不仅能耗巨大，并且增加了鼠李糖脂的应用成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种驱油生物表面活性剂的现场发酵系统，即利用Pseudomonas aeruginosa DG30菌株在油田回注水处理系统中实现在线的生物表面活性剂生产，以弥补现有技术的不足。

本发明的铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa DG30菌株能够稳定代谢鼠李糖脂的微生物菌株，该菌株可在开放系统中(无灭菌条件下)保持稳定，并代谢产生高浓度的鼠李糖脂。本专利的菌株Pseudomonas aeruginosa DG30已在2011年1月1日出版的Petroleum Science and Technology杂志上发表，论文题目为：The Utilization of Lipid Waste for Biosurfactant Production and Its Applicationin Enhancing Oil Rec

本发明的技术方案如下：

本发明的现场发酵系统，是将发酵生产驱油生物表面活性剂的发酵体系连接到油田的注水系统中，发酵液直接与回注清水混合后注回管网。

本发明的现场发酵系统，其发酵体系是用油田的回注清水来配置发酵用的培养基；且利用油田采出液来调控温度。

上述的发酵液中含有鼠李糖脂，其中发酵菌株是Pseudomonas aeruginosaDG30；其中，发酵液与回注清水以1∶10～100比例混合后回注管网。

本发明的现场发酵系统的应用方法如下：

将发酵生产驱油生物表面活性剂的发酵系统连接到油田的注水系统中，将接种了Pseudomonas aeruginosa DG30菌株的培养液注入发酵系统的发酵罐中，采用气升式搅拌发酵液，发酵温度控制在33℃～35℃，发酵时间为120h，发酵结束后停止通气搅拌，使固液分离；将发酵液直接与回注清水混合后注回管网；在发酵罐中继续补加发酵液进行下一轮发酵，多周期运行后，产生的过多菌体和不溶物由发酵罐下端出料口排出。

本发明发酵系统专用的发酵罐，包括有发酵罐体、设置在发酵罐体上部的进料口、设置在发酵罐体底部的出料口，和安装在发酵罐体下方的出液口，其特征在于，还包括有与空气压缩机连接的、安装在发酵罐体内部，位于出料口上方的气体喷射头，以及带有控温开关的，用于调控温度的控温排管。

为了更好的搅拌发酵液，在发酵罐体内的气体喷射头的上方安装有内置环流套筒，所述的环流套筒上安装有不少于两个的气体分散筛。

气体喷射头、内置环流套筒、气体分散筛和空气压缩机构成了发酵系统的供气装置，使系统能够采用气升式搅拌原理借由空气喷射器将发酵罐内外的发酵液形成闭路循环，从而使发酵液充分搅拌，溶氧均匀。

为了更好的检测发酵情况，在发酵罐体内还安装了pH探头和温度探头，在发酵罐体的顶部还安装了一个观察窗口。

温度探头和控温开关、控温排管组成了发酵装置的温控系统，可采用循环水加热，也可利用采出液的余温对发酵罐进行保温。