槐糖脂在油田采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以生物表面活性劑槐糖脂或以槐糖脂為有效成分的石油采出水用生物緩蝕劑，屬石油化工領(lǐng)域。本發(fā)明利用假絲酵母菌（Candidabombicola）發(fā)酵制備槐糖脂，具有產(chǎn)量高、成本低、純度高、工藝方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并將槐糖脂或以制備槐糖脂時(shí)的發(fā)酵液應(yīng)用到石油采出水用生物緩蝕劑開發(fā)中。當(dāng)槐糖脂濃度為50mg/L，常溫條件下，緩蝕效率達(dá)到95％以上，有效地降低了石油采出水對(duì)設(shè)備和管道的腐蝕率，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。本發(fā)明采用的生物緩蝕劑較現(xiàn)有緩蝕劑產(chǎn)品緩蝕效率高，配制簡(jiǎn)單，廉價(jià)易得，同時(shí)具有毒性低且環(huán)境友好的特點(diǎn)。
【專利說明】槐糖脂在油田采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物表面活性劑在緩蝕劑中的應(yīng)用，具體的說，是涉及生物表面活性劑槐糖脂或以槐糖脂為有效成分的混合物在石油采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用，屬石油化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田的開采，目前約有85%以上的油田正在采用注水增采技術(shù)，使得原油中含水量不斷增加。油田采出水腐蝕、油田污水處理和回注過程中發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重影響了油田的正常開發(fā)。在這些過程中添加緩蝕劑可以有效抑制腐蝕性物質(zhì)對(duì)金屬設(shè)備及其管線的腐蝕，從而保證油田正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的提高。目前，國(guó)內(nèi)外油田防腐用緩蝕劑主要有咪唑啉類、含硫有機(jī)化合物以及有機(jī)磷類緩蝕劑。然而，這些緩蝕劑大多為人工合成的化學(xué)緩蝕劑，其潛在的毒性使其應(yīng)用受到一定的限制。
[0003]近年來，隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展思想的深入，對(duì)緩蝕劑的開發(fā)和應(yīng)用也提出了新的要求，新型高效及環(huán)境友好的生物緩蝕劑的研發(fā)將是未來緩蝕劑的發(fā)展方向。
[0004]槐糖脂是一種由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的糖脂類生物表面活性劑，其分子一般由具親水性的二聚糖和具疏水性的含羥基長(zhǎng)鏈脂肪酸組成，分為內(nèi)酯型和酸型。相對(duì)于化學(xué)合成表面活性劑，槐糖脂生物表面活性劑表面活性受極端溫度、pH、鹽度等條件影響小，具有高乳化活性、低毒、易生物降解等特點(diǎn)。近年來，對(duì)于槐糖脂在制藥、醫(yī)學(xué)、化妝品、清洗劑等領(lǐng)域的研究已有許多文獻(xiàn)報(bào)道，然而關(guān)于槐糖脂在石油采出水用緩蝕劑方面的應(yīng)用還未見報(bào)道。因此，其在石油采出水用緩蝕劑中有很大的應(yīng)用潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效、低毒、環(huán)境友好的生物表面活性劑槐糖脂在石油采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用技術(shù)，以減緩或降低石油采出水對(duì)設(shè)備及管線的腐蝕。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所用生物緩蝕劑由下述含量的成分配制而成:對(duì)假絲酵母菌(6?/?t/it/a bombicola) KTCC 22214進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)得到槐糖脂精提物配制的水溶液，槐糖脂濃度為10-50mg/L，或者直接采用對(duì)假絲酵母菌bombi cola) ATCC22214發(fā)酵培養(yǎng)后得到發(fā)酵液的上清液。相關(guān)菌株情況見本專利發(fā)明人發(fā)表文章“槐糖脂生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征及理化性質(zhì)初探(環(huán)境化學(xué)，2011，30, 1474-1479)”。
[0007]本發(fā)明所述的槐糖脂通過如下方法制備:
(1)菌種選擇:假絲酵母菌t/abombi cola ) ATCC 22214 ；
(2)斜面培養(yǎng):將菌種接種于添加瓊脂的GYU斜面培養(yǎng)基中，于25-30°C培養(yǎng)24_48h；
(3)種子培養(yǎng):將步驟(2)培養(yǎng)的菌株，在無菌條件下用接種環(huán)挑取一環(huán)于50mLGYU液體培養(yǎng)基中，25-30°C條件下，恒溫震蕩培養(yǎng)24-48h，制得種子培養(yǎng)液；(4)發(fā)酵培養(yǎng):將上述種子培養(yǎng)液以5%的體積比的接種量接種于IOOmL GYU培養(yǎng)基中，然后將菜籽油分別在發(fā)酵培養(yǎng)Oh和48h時(shí)添加到上述GYU培養(yǎng)基中，菜籽油總添加體積為GYU發(fā)酵培養(yǎng)液體積的6%-10%，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為25-30°C，恒溫震蕩培養(yǎng)總時(shí)長(zhǎng)為120-150h ；
(5 )槐糖脂產(chǎn)品的收集:將(4 )發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后的發(fā)酵液進(jìn)行靜置，經(jīng)過自然沉降后底部棕黃色粘稠液體為純度較高槐糖脂，同時(shí)上層清液為飽和的槐糖脂的水溶液，將上層清液與底部槐糖脂分離后，分別得到槐糖脂粗提物和飽和的槐糖脂的發(fā)酵液的上清液。
[0008](6)槐糖脂粗提物的分離純化:將上述得到的槐糖脂粗提物溶解到體積為2-4倍的乙酸乙酯中，采用分液漏斗進(jìn)行分離，收集乙酸乙酯溶液進(jìn)行減壓蒸餾，除去乙酸乙酯，得到槐糖脂精提物。
[0009]所述GYU培養(yǎng)基組成為(g/L):葡萄糖60-100，酵母粉6-10，尿素0.5-1，pH
5.5-6.0 ;所有培養(yǎng)基在接種前均進(jìn)行高溫高壓滅菌處理。
[0010]本發(fā)明發(fā)酵制備槐糖脂產(chǎn)量約為100_120g/L，所制備槐糖脂以內(nèi)酯型槐糖脂為主要組分，同時(shí)含有9種槐糖脂同系物的混合物?；碧侵挠H水親油平衡值(HLB)在If 13之間，有利于其在器壁表面形成穩(wěn)定的緩蝕吸附油膜。使用時(shí)將槐糖脂精提物稀釋、或?qū)柡偷幕碧侵l(fā)酵液的上清液稀釋或直接作為石油采出水用生物緩蝕劑使用，具有良好的緩蝕效果。其有益效果在于:
1、本發(fā)明制得的槐糖脂是一種以內(nèi)酯型為主的槐`糖脂同系物的混合物，作為生物緩蝕劑在較低的濃度(10-50mg/L)下，對(duì)碳鋼的緩蝕率可達(dá)95.0%以上，有效地減緩了石油采出水對(duì)設(shè)備和管線的腐蝕速率，延長(zhǎng)了設(shè)備及管線的使用壽命，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
[0011]2、本發(fā)明制得的槐糖脂作為生物緩蝕劑具有成本低、毒性小、環(huán)境友好的特點(diǎn)，同時(shí)其在使用時(shí)配制簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、投入少，具有很好的推廣應(yīng)用前景。
[0012]本發(fā)明制得的槐糖脂親水親油平衡值采用乳化法測(cè)定，具體方法參考文獻(xiàn)“表面活性劑HLB值的分析測(cè)定與計(jì)算1.HLB值的分析測(cè)定(精細(xì)石油化工，2011，2，11-14)，，。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為實(shí)施例1制得的槐糖脂高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC /ES1-TOF /MS)分析總離子流圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附表和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但不因此而限制本發(fā)明。
[0015]本發(fā)明首先對(duì)假絲酵母菌bombi cola) ATCC 22214進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，得到槐糖脂的發(fā)酵液及槐糖脂成品，然后配制以槐糖脂為主要成分的生物緩蝕劑。選用碳鋼試片，采用傳統(tǒng)的室內(nèi)靜態(tài)掛片實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所制備生物緩蝕劑的緩蝕效果，根據(jù)試片的腐蝕失重及腐蝕狀況，計(jì)算緩蝕率。
[0016]實(shí)施例1:槐糖脂的制備
(I)菌種選擇:假絲酵母菌(bombi cola ) ATCC 22214 ；(2)斜面培養(yǎng):將菌種接種于添加20%瓊脂的GYU斜面培養(yǎng)基中，于30°C培養(yǎng)48h；
(3)種子培養(yǎng):將步驟(2)培養(yǎng)的菌株，在無菌條件下用接種環(huán)挑取一環(huán)于50mLGYU液體培養(yǎng)基中，30°C條件下，恒溫震蕩培養(yǎng)24h，制得種子培養(yǎng)液；
(4)發(fā)酵培養(yǎng):將上述種子培養(yǎng)液以5%的體積比的接種量接種于IOOmLGYU培養(yǎng)基中，然后將菜籽油分別在發(fā)酵培養(yǎng)Oh和48h時(shí)添加到上述GYU培養(yǎng)基中，菜籽油總添加體積為GYU發(fā)酵培養(yǎng)液體積的6%，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為30°C，恒溫震蕩培養(yǎng)總時(shí)長(zhǎng)為120h ；
(5 )槐糖脂產(chǎn)品的收集:將(4 )發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后的發(fā)酵液進(jìn)行靜置，經(jīng)過自然沉降后底部棕黃色粘稠液體為純度較高槐糖脂，同時(shí)上層清液為飽和槐糖脂的水溶液，將上層清液與底部槐糖脂分離后，分別得到槐糖脂粗提物和飽和槐糖脂的發(fā)酵液的上清液。
[0017](6)槐糖脂粗提物的分離純化:將上述得到的槐糖脂粗提物溶解到體積為2-4倍的乙酸乙酯中，采用分液漏斗進(jìn)行分離，收集乙酸乙酯溶液進(jìn)行減壓蒸餾，除去乙酸乙酯，得到槐糖脂精提物。
[0018]所述GYU培養(yǎng)基組成為(g/L):葡萄糖60，酵母粉8，尿素1，ρΗ 6.0 ;所有培養(yǎng)基在接種前均進(jìn)行高溫高壓滅菌處理。
[0019]對(duì)得到的槐糖脂精提物結(jié)構(gòu)進(jìn)行HPLC/ES1-T0F/MS測(cè)定分析，所得槐糖脂為含有9種不同結(jié)構(gòu)的槐糖脂同系物的混合物，其中內(nèi)酯 結(jié)構(gòu)的槐糖脂約占槐糖脂總量的74%。見附圖1和表1結(jié)構(gòu)分析結(jié)果。
[0020]表1實(shí)施例1制得的槐糖脂同系物及各組分的結(jié)構(gòu)和相對(duì)含量
【權(quán)利要求】
1.槐糖脂在石油采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用，其特征在于，所述的槐糖脂通過如下方法制備: (1)菌種選擇:假絲酵母菌bombicola)ATCC 22214 ； (2)斜面培養(yǎng):將菌種接種于添加20%瓊脂的GYU斜面培養(yǎng)基中，于25-30V培養(yǎng)24-48h ； (3)種子培養(yǎng):將步驟(2)培養(yǎng)的菌株，在無菌條件下用接種環(huán)挑取一環(huán)于50mLGYU液體培養(yǎng)基中，25-30°C條件下，恒溫震蕩培養(yǎng)24-48h，制得種子培養(yǎng)液； (4)發(fā)酵培養(yǎng):將上述種子培養(yǎng)液以5%的體積比的接種量接種于IOOmLGYU培養(yǎng)基中，然后將菜籽油分別在發(fā)酵培養(yǎng)Oh和48h時(shí)添加到上述GYU培養(yǎng)基中，菜籽油總添加體積為GYU發(fā)酵培養(yǎng)液體積的6%-10%，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為25-30°C，恒溫震蕩培養(yǎng)總時(shí)長(zhǎng)為120-150h ； (5)槐糖脂產(chǎn)品的收集:將(4)發(fā)酵培養(yǎng)結(jié)束后的發(fā)酵液進(jìn)行靜置，經(jīng)過自然沉降后底部粘稠液體為純度較高槐糖脂，上層清液為飽和的槐糖脂的水溶液，將上層清液與底部槐糖脂分離后，分別得到槐糖脂粗提物和飽和的槐糖脂發(fā)酵液的上清液； (6)槐糖脂粗提物的分離純化:將上述得到的槐糖脂粗提物溶解到體積為2-4倍的乙酸乙酯中，采用分液漏斗進(jìn)行分離，收集乙酸乙酯溶液進(jìn)行減壓蒸餾，除去乙酸乙酯，得到槐糖脂精提物； 所述GYU培養(yǎng)基組成為(g/L):葡萄糖60-100，酵母粉6-10，尿素0.5-1, pH 5.5-6.0 ；所有培養(yǎng)基在接種前均進(jìn)行高溫高壓滅菌處理； 將上述得到的槐糖脂精提物稀釋、或?qū)柡偷幕碧侵l(fā)酵液的上清液稀釋或直接作為石油采出水用生物緩蝕劑使用。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槐糖脂在石油采出水用生物緩蝕劑中的應(yīng)用，其特征在于:將槐糖脂配制成濃度為10-50mg/L的水溶液。
【文檔編號(hào)】C09K8/54GK103555308SQ201310539773
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月5日
【發(fā)明者】宋丹丹, 尚玉俊, 梁生康, 王秀莉 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心