Enzym khử lưu huỳnh trong dầu thô

ENZYM KHỬ LƯU
HUỲNH TRONG DẦU
THÔ
Giáo viên hướng dẫn: TS.NCS.ĐỖ BIÊN CƯƠNG
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hạnh Nguyên
Đinh Thị Thanh Giang


1.T NG QUAN V D U MỔ Ề Ầ Ỏ


1.1 Ngu n g c c a d u mồ ố ủ ầ ỏ
Có 2 giả thiết được đưa ra

Nguồn gốc vô cơ
•
Dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất vô cơ, cụ thể trong
lòng đất có chứa các cacbua kim loạI như Al4C3, CaC2
Các chất này bị phân huỷ bởi nước để tạo ra CH4, C2H2
theo các phương trình phản ứng sau:
•
Al4C3 + 12 H2O= 4 Al(OH)3 + 3 CH4
•
CaC2 + 2 H2O =Ca(OH)2 + C2H2
Các chất hữu cơ hình thành từ các phản ứng trên tiếp tục biến
đổi dưới tác động của các yếu tố như nhiệt độ, áp suất cao và
xúc tác là các khoáng sét có sản trong lòng đất để tạo nên
dầu
khí


Nguồn gốc hữu cơ
•
Dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có
nguồn gốc hữu cơ, cụ thể là từ xác chết của động
thực vật và trải qua một quá trình biến đổi phức
tạp
trong một thời gian dài (hàng chục đến hàng trăm
triệu măn) dưới tác động của nhiều yếu tố khác
nhau như vi khuẩn,nhiệt độ, áp suất và xúc tác có
sẵn trong lòng đất và đôi khi còn có sự tác động
của các bức xạ do sự phóng xạ ở trong lòng đất.

Có 4 giai đoạn chính để hình thành nên dầu mỏ:
•
Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu
•
Biến đổi các chết hữu cơ ban đầu thành dầu khí
•
Sự di cư của dầu-khí đến các bồn chứa tự nhiên
•
Biến đổi tiếp tục trong bồn chứa tự nhiên


•
Các hợp chất hydrocacbon (HC), là
hợp chất mà trong thành phần của nó
chỉ chứa hai nguyên tố là cacbon và

hydro:parafin,hợp chất vòng no
naphten, hydrocacbon thơm acromatic
•
Các hợp chất phi hydrocacbon , là
hợp chất không chỉ chứa cacbon và
hydro mà còn có cả các nguyên tố
khác như lưu huỳnh , nitơ …
1.2 Thành ph n c a d u mầ ủ ầ ỏ


2. L U HUỲNH TRONG D U MƯ Ầ Ỏ


2.1 Các d ng h p ch t c a l u ạ ợ ấ ủ ư
huỳnh trong d u mầ ỏ
•
Mercaptan: RSH
•
Sunfua: RSR’
•
Disunfua: RSSR’
•
Thiophen:
•
Benzothiophen:
•
Dibenzothiophen:
•
Lưu huỳnh tự do :S,H2S

2.2 Tác h i c a sunfurạ ủ
•
Trong quá trình đốt cháy sinh ra khí thải độc hại: SO
x
gây mưa
axit ,là tác nhân rất độc hại với môi trường .
•
Sự có mặt của nó là nguyên nhân dẫn đến sự tạo cặn của
động cơ , gây mài mòn hệ thống pittong-xylanh.
•
Lưu huỳnh dạng hoạt tính (H2S , Mercaptan )gây ăn mòn trực
tiếp các chi tiết kim loại màu trong động cơ
•
Ngộ độc xúc tác trong các quá trình tổng hợp hoá dầu

Theo TCVN hàm lượng lưu huỳnh trong xăng và diesel phải
nhỏ hơn 10 ppm


3.X lý l u huỳnh trong d u m ử ư ầ ỏ


3.1 Các ph ng pháp x lýươ ử
Có 2 phương pháp phổ biến hiện nay :
•
Hydrodesulfurization HDS
Đưa các hợp chất chứa lưu huỳnh về
H2S thông qua phản ứng khử .
•

Biocatalyst desulfurization BDS
Sử dụng các tác nhân sinh học để xử lý
lưu huỳnh


3.2 Biocatalystic Desulfurization

BDS là phương pháp xử lý lưu huỳnh bằng cách
sử dụng các tác nhân sinh học . Điển hình là sử
dụng Enzyme làm chất xúc tác cho quá trình xử lý
lưu huỳnh

Ưu điểm của phương pháp:
•
Điều kiện hoạt động mềm (pH,nhiệt độ)
•
Tiết kiệm năng lượng
•
Loại bỏ được lượng lưu huỳnh lớn hơn so với
phương pháp hóa học
•
Nguyên liệu dùng để làm tác nhân xử lý nhỏ

Nhược điểm: Quá trình xảy ra chậm .


3.3 X d ng Enzyme trong BDSử ụ

Enzyme là chất xúc tác sinh học có
thành phần cơ bản là protein.


Tính chất của Enzyme
•
Enzym có bản chất là protein nên có tất cả thuộc tính lý hóa của
protein. Đa số enzym có dạng hình cầu và không đi qua màng bán
thấm do có kích thước lớn
•
Tan trong nước và các dung môi hữu cơ phân cực khác, không tan
trong ete và các dung môi không phân cực.
•
Không bền dưới tác dụng của nhiệt độ, nhiệt độ cao thì enzym bị
biến tính. Môt trường axit hay bazo cũng làm enzym mất khả năng
hoạt động.
•
Enzym có tính lưỡng tính: tùy pH của môi trường mà tồn tại ở các
dạng: cation và anion hay trung hòa điện.
•
Enzym chia làm hai nhóm: enzym một cấu tử (chỉ chứa protein) như
pepsin, amylase và các enzym hai cấu tử (trong phân tử còn có
nhóm không phải protein)
Trong phân tử enzym hai cấu tử có hai phần :
•
Apoenzym: phần protein (nâng cao lực xúc tác của enzym, quyết
định tính đặc hiệu)
•
Coenzym: phần không phải protein (trực tiếp tham gia vào phản ứng
enzym), bản chất là những hợp chất hữu cơ phức tạp

3.3.1 C ch xúc tác enzyme ơ ế
•
Enzym xúc tác cho phản ứng oxy hóa
chuyển S từ dạng sunfua hữu cơ
thành muối sunfat. Muối sunfat di
chuyển từ pha dầu sang pha nước và
được tách ra .
•
Các enzym có thể được cải thiện để
tách được các cấu trúc chứa S sâu
hơn, như tách hoặc mở vòng thơm…


Hướng diễn biến sẽ là phát triển đột biến
enzyme cái mà được sàng lọc để chọn các
enzyme để cải thiện tính đặc hiệu và độ
hoạt động. DNA trình tự sẽ được thực hiện
trên lựa chọn các đột biến enzyme để xác
định chính axit amin chịu trách nhiệm hiệu
quả của enzyme.Các chất xúc tác cracking
sinh học sẽ được phát triển trên giả định
rằng vòng mở có thể làm tăng độ hòa tan
chất nền và giảm trở ngại steric.Các
enzyme tấn công vào phân tử lưu huỳnh
hữu cơ, tăng hiệu quả.

3.3.2 Công ngh ệ


TÀI LI U THAM KH OỆ Ả
•
Wikipedia.org


THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!