生物工程技术,是当今迅速发展中的高新技术。其中的微生物工程技术,利用细菌群体的酶化作用作为促进自然反应的催化剂,在石油开采、石油加工、环境保护方面用途广阔,工业化实施后经济效益显著。
利用细菌增产石油:油田常规方法开采,其原油采收率一般只有30%,大部分的石油仍残留在“窝”中。这些残油,用水驱、气驱、二次采油,投入大,成本高。利用细菌增产石油,却成本低廉、操作简便,可提高油田采收率10%~20%,每桶油的成本仅2美元。细菌采油是选择某些菌种,如野油菜花黄单孢菌、地衣芽孢杆菌、铜绿假单孢杆菌等,注入油藏中,进行工业化的培育。这类菌的新陈代谢作用,将产生大量的二氧化碳气体、酸性表面活性物质,使残存在岩石孔隙中的“死”油变“活”油,从而油井可多产油。美国生物动力学公司,利用细菌采油,使每口井的产油量提高了6倍;我国大庆油田在细菌采油试验区的井,每口井年增产油240吨。
利用细菌生产石油蛋白:蛋白质是人类赖以生存的基本食物。长期以来人类是从粮食、肉类中摄取蛋白质。随着人口的增长及人类优质生活的需要,单从粮、肉中获取蛋白质有供不应求之势。而某些细菌,如假丝酵母菌、产朊酵母菌、甲烷极毛杆菌、甲烷假单胞菌等,“吃”石油就能产蛋白质。选择这类菌种用石油去喂养,并补充少量的氮、无机盐、氧使细菌大量繁殖,然后回收菌体进行加工处理,就能获得富含氨基酸及维生素的优质蛋白。每100公斤石油酵母菌1昼夜可产200公斤蛋白质。据此测算,将现有石油年产量的2%用来生产石油蛋白质,就可供20亿人一年对蛋白质的需求。
利用细菌脱硫:硫是原油的亲家,全世界加工的原油中,大约有一半(15亿吨)需要脱硫。用传统的加氢脱硫装置脱原油中的硫,费时、费钱,利用细菌及其酶化作用催化加速脱硫,如玫红球菌可使硫原子与碳氢化合物之间的链断裂,达到除硫又保烃,从而可降低原油加工成本。工业化细菌脱硫装置(英文缩写为BDS),已由法国道达尔公司建成,每年可产50万吨柴油。这种装置在常温常压下运行,较之传统的油品脱硫工艺装置的投资少一半,而且还可节约操作费用20%。
利用细菌催化生产化工产品:利用细菌催化作用生产的化工产品,具有产品纯度高、转化率高、经济效益高、无污染等优点。如利用红球菌J—1菌种、氯针假单胞菌B23菌种,含有的高活性和高热稳定性的腈水合酶,生产丙烯酰胺,就是一个成功的实例。目前,日本东化学公司建成了年产1.5万吨的细菌法生产丙烯酰胺装置;我国江西农科化学有限公司也建成了类似的年产1500吨的装置。
利用细菌除污:当今人类对环保要求日甚,而石化工厂的尾气、废气、废水又是环境的污染源。利用细菌除污、保护环境,是新的途径。日本NKK公司,利用硫醚杆菌、铁氧化细菌等对含硫的废气进行工业化处理,使废气中的硫化氢生成元素硫及硫酸亚铁溶液而沉淀,防止了硫化氢气体对大气的污染;美国菲利普斯公司在排放的油污水中,利用“吃”甲烷、烃类细菌的新陈代谢作用,使油污水自然净化;韩国最近开发了有200多种菌种的土壤除臭装置,可除去石化工厂排放的废水、废气中的毒质及臭味,除臭率高达99.9%。
别看细菌这种小小“虫”儿,如果让它大举进入石油工业,发挥它的奇特功能,将会为石油企业增添新的活力。