生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用

張睿哲

摘 要：生物工程技術(shù)是一種重要的新興技術(shù)，近幾年來(lái)隨著不斷地創(chuàng)新與發(fā)展，該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金加工等行業(yè)?；诖?，文章首先對(duì)生物技術(shù)的基本概念進(jìn)行闡述，然后重點(diǎn)探討了生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用，以期為石油化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；石油化工；應(yīng)用研究

生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)方法，該技術(shù)主要是利用特定的工程學(xué)原理生產(chǎn)人們所需的產(chǎn)品。生物技術(shù)在產(chǎn)生初期，主要用于醫(yī)藥和食品行業(yè)，隨著科技水平的不斷提升，生物技術(shù)逐步被應(yīng)用于石油化工、冶金制造等行業(yè)，生物技術(shù)的使用改變了傳統(tǒng)石油化工的生產(chǎn)模式，具有更加高效、低能耗、污染少、成本低的優(yōu)點(diǎn)，相信在不久的將來(lái)，生物技術(shù)必將在促進(jìn)石油化工行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更大作用。

1 生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 生物技術(shù)概述

生物技術(shù)是基于微生物發(fā)酵工藝學(xué)而產(chǎn)生的一門綜合性學(xué)科，其最初多為酶工程、發(fā)酵工程的發(fā)展服務(wù)，后來(lái)學(xué)者對(duì)生物技術(shù)的研究不斷深入，有學(xué)者在1923年提出：可利用微生物技術(shù)解決石油回收過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，到60年代，生物技術(shù)開(kāi)始被大范圍應(yīng)用于石油化工行業(yè)，尤其是生物催化劑固定化技術(shù)的應(yīng)用使得精細(xì)化石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成為可能。隨著各類學(xué)科融合度的提升，尤其是信息技術(shù)的大規(guī)模使用，各類生物催化劑、純化分離等技術(shù)的發(fā)展更有利于石油化工行業(yè)生產(chǎn)模式的改變。

1.2 國(guó)外行業(yè)現(xiàn)狀簡(jiǎn)析

微生物技術(shù)被使用在石油化工行業(yè)距今已有較長(zhǎng)的歷史，各種乙醚、丙醇等產(chǎn)品的發(fā)酵工藝的應(yīng)用使得工業(yè)生產(chǎn)制造效率邁上新的臺(tái)階，尤其是在20世紀(jì)70年代生物催化劑固定技術(shù)的使用，使得分子生物學(xué)的發(fā)展有了長(zhǎng)足進(jìn)步，細(xì)胞融合技術(shù)更是為石油化工行業(yè)研制各類生化產(chǎn)品提供了可能。目前一些大型國(guó)際化公司，例如，德國(guó)拜爾、英國(guó)ICI都在生物技術(shù)研究方面投入了大量的研發(fā)力量，截至2015年，生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售額為12000億美元，其中，石油化工產(chǎn)值占比達(dá)到28%。

1.3 國(guó)內(nèi)行業(yè)現(xiàn)狀簡(jiǎn)析

我國(guó)生物技術(shù)的研發(fā)起步較晚，我國(guó)真正意義上開(kāi)始對(duì)生物技術(shù)進(jìn)行深入的研究始于1986年，提出的“863”計(jì)劃。該技術(shù)被提出，我國(guó)的生物化工研究體系在不斷完善，生產(chǎn)技術(shù)愈發(fā)成熟，有效地促進(jìn)了我國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。尤其是近些年來(lái)生物燃料的開(kāi)發(fā)促進(jìn)了我國(guó)生物化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，比如，2016年我國(guó)谷氨酸進(jìn)出口貿(mào)易總量39523410千克，2017年進(jìn)出口貿(mào)易總量79505549千克；2018年1季度進(jìn)出口貿(mào)易總量16059511千克。

2 生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用

2.1 在石油化工脫硫中的應(yīng)用

生物催化脫硫技術(shù)（BDS）的基本原理是利用微生物轉(zhuǎn)移選擇性對(duì)原油以及石油分餾中的硫進(jìn)行脫除，該脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，整個(gè)脫硫工程在常溫條件下進(jìn)行，且不需要利用高壓，且相比傳統(tǒng)脫硫技術(shù)，該技術(shù)不需要?dú)錃鈪⒓臃磻?yīng)，不僅極大地降低了脫硫成本，還簡(jiǎn)化了脫硫流程，相比與傳統(tǒng)脫硫技術(shù)，生物脫硫技術(shù)的脫硫效率增加約40%，經(jīng)濟(jì)效益增加了58%，因此，現(xiàn)今常使用該方法對(duì)原油以及石油分餾中的硫進(jìn)行脫除。

2.2 在石油污染修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用

石油的污染主要包括在運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的石油泄漏污染和石油生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的排放污染。對(duì)石油污染進(jìn)行處理的手段一般有物理、化學(xué)、生物等方法，其中，生物法是使用最多的一種方法，其消除石油污染的原理主要是利用微生物代謝活性對(duì)污染物進(jìn)行處理。在自然界中能夠降解石油烴的微生物較多，且多數(shù)以細(xì)菌為主。此外，微生物表面的活性劑因?yàn)槟軌驅(qū)N水化合物乳化，且相比于化學(xué)表面活性劑具有毒性低、殘存少等優(yōu)點(diǎn)，因此可用來(lái)消除海洋石油污染，此外，一些“超級(jí)細(xì)菌”的研發(fā)成功，使得治理石油污染更加地高效、快捷。

2.3 在生物環(huán)保中應(yīng)用

石油化工生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，這些廢水的種類繁多，不僅有原油煉制產(chǎn)生的油質(zhì)廢水，還包含生產(chǎn)中出現(xiàn)的有毒、有害工業(yè)廢水。在實(shí)際應(yīng)用中，通?？衫梦⑸锷嫣攸c(diǎn)，把廢水中的有毒、有害物質(zhì)作為自身營(yíng)養(yǎng)源或能源，進(jìn)而達(dá)到對(duì)廢水進(jìn)行凈化的目的，例如，現(xiàn)今常使用的汞廢水處理微生物技術(shù)的應(yīng)用。就目前而言，我國(guó)對(duì)石油化工生產(chǎn)廢水處理手段較多，但遠(yuǎn)未滿足我國(guó)石油化工行業(yè)實(shí)際需求，出現(xiàn)該問(wèn)題的主要原因在于微生物對(duì)廢水中的有害、有毒物質(zhì)的降解速率較慢，且無(wú)法保持持續(xù)反應(yīng)。因此，現(xiàn)今就有學(xué)者提出可利用基因工程技術(shù)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行改良，或者借助基因工程構(gòu)建出能夠滿足需求的降解微生物。

4 生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用發(fā)展展望

結(jié)合現(xiàn)今的實(shí)際情況來(lái)看，由于生物技術(shù)需要大量的資金投入、較長(zhǎng)的研究周期，因此國(guó)家需要進(jìn)行引導(dǎo)，從加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研出發(fā)，鼓勵(lì)企業(yè)或?qū)W者進(jìn)行深層次的研究，相信隨著各種新型設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用和社會(huì)對(duì)生物技術(shù)重視的逐漸加深，院校、產(chǎn)業(yè)化基地必將為推動(dòng)生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用發(fā)揮更大作用。

5 結(jié)論

生物技術(shù)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有原料的生產(chǎn)、改進(jìn)、應(yīng)用生物學(xué)研究、生物工藝研究以及生物技術(shù)生產(chǎn)化學(xué)品等，就當(dāng)下而言，生物技術(shù)在解決能源危機(jī)、消除污染方面具有良好的發(fā)展前景，相信在不久的將來(lái)，生物技術(shù)必將為我國(guó)石油化工行業(yè)的發(fā)展提供更大助力。

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