一种改性溶菌酶制剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物制剂技术领域，具体涉及一种改性溶菌酶制剂、其制备方法以及在油田回注水处理中的应用。该制剂由溶菌酶、改性剂和增强剂按照质量比为1：1

【技术实现步骤摘要】
一种改性溶菌酶制剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物制剂
，具体涉及一种改性溶菌酶制剂、其制备方法以及在油田回注水处理中的应用。

技术介绍

[0002]目前，在油田开发中普遍采用注水采油工艺。我国大部分的油田已经采用了这种方式，平均每生产一吨原油约需要注水两到三吨。在油田注水系统中，各种微生物在其生长、代谢及繁殖的过程中，可引起设备、管线和其他金属材料的严重腐蚀，并堵塞管道，损害油层，这会导致注水压力上升，石油产量、油气质量下降，为油田生产带来极大的危害。造成金属材料腐蚀的微生物主要是参与自然界硫、铁元素循环的细菌，即厌氧的硫酸盐还原菌和好氧的铁细菌及硫杆菌。目前的回注水处理系统一般是封闭的，形成的厌氧环境非常有利于硫酸盐还原菌的生长繁殖，因此，硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing Bacteria,SRB)成为微生物腐蚀的主要因素。在油田注水系统的厌氧条件下，硫酸盐还原菌(SRB)大量生长繁殖，主要危害包括：(1)细菌产生多糖汇集成生物膜，生物膜粘附菌体细胞或其它固体颗粒，在地层孔隙系统中形成桥塞现象，降低了地层的有效渗透率；(2)细菌腐蚀产物硫化亚铁和氢氧化亚铁沉淀与水中成垢离子共同沉积成污垢，造成管道堵塞，注水压力上升，注入量降低；(3)硫酸盐还原菌腐蚀地下管线、泵、井筒等，使其遭到破坏；(4)硫酸盐还原菌的繁殖可以使系统硫化氢含量增加，加重化学腐蚀；(5)腐蚀产物中含有的硫化亚铁，导致水质明显恶化，水变黑、发臭，不仅使管道设备破坏，而且还可能把杂质引入油品中，使其性能变差。鉴于此，普遍认为硫酸盐还原菌诱发的腐蚀在注水系统腐蚀中占主导地位。
[0003]目前油田常用的处理方法是在回注水中加杀菌剂，但杀菌效果不好，主要原因有：杀菌剂长期使用会引起细菌的抗药性，杀菌效果下降；细菌大量生产繁殖，产生细菌粘液吸附在管壁上，形成生物膜，也可沉淀在罐底形成底泥，在回注水中加入的杀菌剂难以渗透到生物膜内，无法杀死膜内的细菌，这些细菌仍然可以不断释放到回注水中，再次生长繁殖；常用的阳离子杀菌剂会吸附到阴离子悬浮物上引起沉淀并形成污泥，起不到杀菌作用，还会与阳离子聚合物发生反应，对化学驱聚合物溶液粘度有不良影响。
[0004]溶菌酶(Lysozyme)是分子量为14.4kDa的酶类，它能够通过催化肽聚糖中N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡萄糖残基间和壳糊精中N-乙酰葡糖胺残基间的1，4-β链的水解，而破坏细菌的细胞壁，达到杀死细菌的目的，因此可以作为抑菌剂，已经在食物领域中得到应用。溶菌酶作为酶类具高效性，其抗菌活性为同类化学物质的几十倍甚至上千倍，作为人体固有活性物质，对人体无任何副作用。溶菌酶成本低廉、获取途经多、来源广阔，近年来随着克隆技术的广泛应用，使得微生物提取溶菌酶成为溶菌酶大量生产的一大途径。溶菌酶作为一种非广谱抗菌剂，主要作用于革兰氏阳性细菌，其作用机理为能够水解细胞壁的主要成分肽聚糖，而革兰氏阴性菌细胞壁中肽聚糖含量很少，且被一层较厚的脂多糖类物质所覆盖，所以对革兰氏阴性细菌几乎没有作用，极大限制了溶菌酶作为天然抑菌剂的推广。
[0005]油田回注水中的硫酸盐还原菌绝大部分为sulfovibrio属和Desulfotomaculum
属，为革兰氏阴性菌。因此，传统的溶菌酶不能作为油田回注水中硫酸盐还原菌的抗菌剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷而提供一种成本低廉且杀菌效果好的适用于油田回注水处理的改性溶菌酶制剂及其制备方法。该改性溶菌酶制剂对革兰氏阴性菌，尤其对于sulfovibrio属和Desulfotomaculum属的硫酸盐还原菌抑菌效果提高明显，对于油田回注水中硫酸盐还原菌具有很好的杀灭效果，杀菌率可达100％。
[0007]因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术公开了一种改性溶菌酶制剂，该制剂由溶菌酶、改性剂和增强剂组成。
[0008]其中，所述溶菌酶包括来自动植物的溶菌酶以及通过酶制备、分离、纯化或重组方式获得的溶菌酶。所述改性剂为异喹啉或肉桂醛。所述增强剂为羟基乙叉二膦酸钠、氨基三甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠中的一种。所述溶菌酶、改性剂和增强剂质量比例为1：1-4：1-7。
[0009]另一方面，本专利技术公开了一种改性溶菌酶制剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0010](1)将改性剂加入到溶菌酶溶液中，反应得到粗产物。
[0011](2)利用滤膜对上述粗产物进行超滤和浓缩，其次将冷冻干燥后得到粗酶产物溶于缓冲溶液中，最后经过透析和层析，冷冻干燥得到纯化改性溶菌酶。
[0012](3)将上述纯化改性溶菌酶加入无菌水配成溶液，室温下加入增强剂，搅拌均匀后得到改性溶菌酶制剂。
[0013]第三方面，本专利技术公开了上述改性溶菌酶制剂在油田回注水处理中的应用。
[0014]所述改性溶菌酶制剂在油田回注水处理中的应用，具体应用工艺如下：
[0015](1)回注水水质水性检测分析，检测分析项目包括pH、温度、矿化度和硫酸盐还原菌含量。
[0016](2)改性溶菌酶制剂浓度的优化，根据杀菌率达到100％优选出改性溶菌酶制剂的浓度。
[0017](3)改性溶菌酶制剂的投加，在联合站原有流程中药剂投加位置投加改性溶菌酶制剂，投加浓度按步骤(2)中确定的浓度。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
[0019](1)本专利技术改性溶菌酶制剂杀菌效率高，可以有效杀灭生物膜内细菌，并且保持硫酸盐还原菌在回注水沿程不滋生，解决硫酸盐还原菌导致的钻采设备、注水管线和其他金属材料腐蚀问题，以及硫酸盐还原菌导致的水中固体悬浮物量增多、堵塞设备、损害油层等问题。
[0020](2)本专利技术改性溶菌酶制剂对革兰氏阴性菌，尤其对于sulfovibrio属和Desulfotomaculum属的硫酸盐还原菌抑菌效果提高明显，对于油田回注水中硫酸盐还原菌具有很好的杀灭效果，杀菌率可达100％。
[0021](3)本专利技术减少或替代杀菌剂使用，具有安全环保、成本低，作用时间长的优点，因此具有良好的经济和社会效益，在油田采出液和回注水处理中应用前景广阔。
具体实施方式
[0022]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0023]根据本专利技术的第一方面，本专利技术公开了一种改性溶菌酶制剂，该制剂由溶菌酶、改性剂和增强剂组成。
[0024]其中，溶菌酶包括来自动植物的溶菌酶以及通过酶制备、分离、纯化或重组方式获得的溶菌酶。溶菌酶可以工业规模上的纯化形式购买到。典型地，纯化的酶为白色固体形式。
[0025]优选地，改性剂为异喹啉或肉桂醛，改性剂可以对溶菌酶结构进行改变，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性溶菌酶制剂，其特征在于，该制剂由溶菌酶、改性剂和增强剂按照质量比为1：1-4：1-7的比例组成；其中所述溶菌酶包括来自动植物的溶菌酶以及通过酶制备、分离、纯化或重组方式获得的溶菌酶，所述改性剂为异喹啉或肉桂醛；所述增强剂为羟基乙叉二膦酸钠、氨基三甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸钠中的一种。2.根据权利要求1所述改性溶菌酶制剂，其特征在于，所述溶菌酶、改性剂和增强剂质量比例为1：2-3：3-6。3.根据权利要求1或2所述改性溶菌酶制剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)将改性剂加入到溶菌酶溶液中，反应得到粗产物；(2)利用滤膜对上述粗产物进行超滤和浓缩，其次将冷冻干燥后得到的粗酶产物溶于缓冲溶液中，最后经过透析和层析，冷冻干燥得到纯化改性溶菌酶；(3)将上述纯化改性溶菌酶加入无菌水配成溶液，室温下加入增强剂，搅拌均匀后得到改性溶菌酶制剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，步骤(1)中，所述反应条件为温度30-38℃，反应时间3-8h，搅拌速度为200-400rpm。5.根据权利要求3所述的制备方法，步骤(2)中，所述的滤膜为PVDF，NC，PVF和PTEE膜中的一种。6.根据权利要求3所述的制备方法，步骤(2)中，所述的超滤用膜分子量10-50万，所述的浓缩用膜分子量5000-10000。7.根据权利要求3所述的制备方法，步骤(2)中，所述缓冲溶液为中性磷酸钠缓冲液或磷酸钾缓冲液。8.根据权利要求3或7所述的制备方法，步骤(2)中，所述缓冲溶液的质量浓度为5-200mmol/L，基于1重量份的溶菌酶，缓冲溶液加入为50-100份。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪卫东，徐闯，冯逸茹，于丹丹，王冠，岳胜辉，冯云，徐鹏，袁长忠，潘永强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：