汽油/柴油微生物污染下理化指标的研究

王 宇, 张 婧, 时 爽, 潘薪羽



汽油/柴油微生物污染下理化指标的研究

王 宇1, 张 婧1, 时 爽1, 潘薪羽2

（1. 东北石油大学，黑龙江 大庆 163318； 2. 深圳市燃气工程设计有限公司东莞分公司，东莞 广东 523000）

对汽油/柴油在不同量的微生物污染下进行了多个理化指标初步的试验研究，结果表明，通过改变同体积成品油内微生物的含量，其酸度减小；水分增大；界面分层加剧，且微生物对于汽油与柴油的影响略有不同。为今后对于微生物对成品油的研究做了铺垫。

微生物污染；成品油；酸度；水分；水反应

随着采油、油品加工方式的不断发展，微生物对油品的污染也成为人们日益关注的焦点。而工业化进程加速，开采、集输、提炼过程中加剂的种类增多，无疑使得需要处理的油品越来越复杂，且存在很多适宜微生物生长繁殖的环境[1-3]。水源、碳源、氧和其他有机物使得产生的细菌微生物种类繁多，造成油品污染。潘秋月等[4]、研究了微生物的大量繁殖会给油田系统造成损害。不仅使设备堵塞，直接影响生产效率，还有可能因黏泥产生点蚀，导致设备穿孔、停产检修。而经微生物污染后的成品油也会使金属材料的腐蚀和损坏、管道和注水井堵塞，甚至引起过滤器堵塞[5.6]。我国对于微生物对成品油污染的研究至今仍是空白，且缺少对于油品中微生物含量的相关标准。对微生物污染对汽油/柴油各理化指标的试验，可使我们进一步了解到微生物对汽油/柴油各理化指标的影响，为今后更好的防护奠定基础。

本文借助实验，通过改变微生物的浓度，选定多个理化指标进行测定，研究了微生物对成品油理化指标的影响。选取了粘度、铜片腐蚀、水反应、水分、馏程、闪点、酸度、铜片腐蚀进行实验。其中，油品的水分、水反应、酸度都产生较明显的变化。

1 培养基的制备

本实验采用的是液体培养法，所培养微生物由实验室提供，从被微生物污染的汽油/柴油中提取微生物，采用液体培养基进行微生物的富集培养，配置液体培养基并将实验室提供的菌种放入液体培养基中,放置25 ℃的培养箱中培养72 h[7]。液体培养基性质列于下表1中

表1 微生物培养基

2 实验部分

表2为用于实验的纯净油品的基本物性。为确保实验数据具有可比性和重复性[8.9]，将纯净汽油/柴油分为五组，除空白对照组外分别加入0.1、0.15、0.2、0.25 mL的微生物，每组实验进行四次重复试验。

表2 纯净油品的基本物性

2.1 酸度的测定

实验仪器：酸度测定仪、95%乙醇、.氢氧化钾（配成0.05N氢氧化钾乙醇溶液）、.酚酞、碱性蓝6B试剂。运用GB/T 258汽油、煤油、柴油酸度测定法进行测定。实验数据列于表3。

表3 酸度测定实验数据

由图1数据可知，对比纯净成品油，加入微生物后的油品酸度指标变化较明显，随着加入微生物量的增加，油品酸度明显下降。且在0.15 mL时降至最小，之后升高。汽油与柴油相比波动更为明显。说明汽油内微生物含量对汽油段素酸度影响显著。

图1 不同程度微生物污染下汽油与柴油的酸度曲线

酸度大的油品不仅腐化机件，特别的，还会使喷燃烧室和油嘴的积垢和结焦增多[10,11]。成品油中有机酸一般不多，加入微生物后，使得汽油中氧化物的分解和微生物的活动使得有机酸生成，两种反应因微生物量的不同达到不同的平衡值，使得酸度不断变化。

2.2 水分的测定

实验仪器：水分测定仪（如图所示：包括圆底玻璃烧瓶，接受器和直式冷凝管）、无釉瓷片、浮石（使用前烘干）溶剂：直馏汽油（使用前脱水和过滤）。运用GB/T 260 ：石油水分测定法进行测定,并计算得到试样的水分含量（质量分数X和体积分数Y）。具体数据列于表4中。

表4 水分测定实验数据

由图2数据可知，对比纯净油品，加入微生物后的油品水分指标变化较明显，随着加入微生物量的增加，水分指标不断增大。油品内微生物含量与水分指标逐渐成类似正比趋势，水是微生物存在的必要因素，微生物的量和水的量是一一对应的关系。相比于柴油，汽油的水分含量升高的更快些，在一定程度上表明同等条件下汽油内微生物相比柴油更为活跃。

图2 不同程度微生物污染下汽油与柴油的水分曲线

2.3 水反应的测定

实验仪器：具塞量筒：带玻璃塞，100 mL，分度值1 mL、秒表、容量瓶：100 mL、蒸馏水或同等纯度的水、冲溶液（将1.15 g 无水磷酸氢二钾和0.47 g无水磷酸二氢钾溶解在100 mL水中进行配制）。运用GB/T 1793 航空燃料水反应试验法进行测定。实验具体数据列于表5中。

表5 水反应测定实验数据

其中，随着微生物的不断增加，汽油和柴油都是由完全不存在乳化物和（或）沉淀物变至小液滴粘附于量筒壁上，即分离程度由1级变至3级。汽油的界面由1级→3级→2级即由清澈和清洁→有松散的带状物和少量浮沫→界面处有带状物和膜；柴油的界面情况由1b级→2级→1b级，即由不大于50%的界面的小的清澈的气泡遮盖→有松散的带状物和少量浮沫→小的清澈的气泡遮盖。由以上数据可知，微生物的加入对水反应结果影响较大。界面情况变化尤为明显。水反应的测定可了解油品中水溶性组分及这些组分对油水界面和体积变化的影响。油品中因微生物聚集而形成的类似聚合物一样的细菌膜，随着微生物体积的增加，细菌膜形成的越来越完全，而这并不是无限制的。微生物的注入达到一定的量后，界面情况得到了改善，起到了抑制作用。

3 分析与建议

分析原因，不仅为今后汽油微生物等方面的研究做好铺垫，同时也对油品的标准检测提出了很好的建议。

（1）因微生物聚集而形成的类似聚合物一样的细菌膜，大大增加了柴油机部件的腐蚀。

（2）代谢产物被分散在油品中，增加了油品中悬浮颗粒，且代谢容易生成水，增加了油品中水分的含量。

（3）油品中的细菌产生了大量的生物性表面活化剂，提高了柴油的乳化度且破坏了油水界面，从而给油水分离器带来了操作上的困难。

（4）微生物产生的代谢产物不仅容易堵塞输油管，并且所产生的一部分酸性物质会会腐蚀储油罐。

（5）微生物污染油品可能会引起阀门、过滤器等堵塞，从而引起机器故障等问题，造成安全隐患。

由以上测定结果及分析情况，我们做出以下建议：

针对成品微生物污染问题的最佳措施就是防止污染物的产生，而最佳的防护措施就是在储存和使用过程中操作小心，避免储罐和油箱的引入水或自由水进入油品，不给微生物的产生创造环境。这就必须按期除水测水，以确保水分不超标，燃油洁净；

在试验时发现微生物喜欢在油品底部活动，故也可采用标记微生物等方法跟踪检测；

制定相关标准对微生物污染现象加以控制和监督。目前，国内并未提出燃油微生物含量的国际标准以及相应的取样和检验方法以控制燃油微生物污染的发生，应对其加以重视。

进行石油相关实验研究时应考虑微生物的影响，且操作过程中需注意避免水进入油品中。

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Research on Effect of Microbial Contamination on Gasoline and Diesel Physicochemical Indicators

WANG Yu1, ZHANG Jing1, SHI Shuang1, PAN Xin-yu2

（1. Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China;2. Shenzhen Gas Engineering Co., Ltd. of Dongguan Branch, Guangdong Dongguan 523000, China)

Multiple physical and chemical indicators of gasoline/diesel contaminated by different amount of microorganisms were studied. The results show that, by changing the content of microorganisms in the same volume of oil products, the acidity decreases, the moisture increases and interface delamination intensifies; Impacts of microorganisms on gasoline and diesel have slightly difference.

Microbiological contamination; Oil products; Acidity; Water; Water reactor

TE 624

A

1671-0460（2016）06-1120-03

2016-04-21

王宇（1993-），女，内蒙古呼伦贝尔人，硕士研究生，东北石油大学石油与天然气专业在读，研究方向：长距离管道输送。E-mail：ywang10_10@126.com。