定优胶的主要应用

背景及概述^[1]

定优胶是继黄原胶、结冷胶、温轮胶后的一种新型微生物多糖，是由微生物发酵生成的水溶性生物聚合物，具有优良的增稠性、假塑性、耐高温、耐高盐及较宽范围的pH适应性等优良特性，可广泛用于石油、建材等行业，应用前景广阔。现有利用微生物发酵生产定优胶的工艺包括发酵和后提取两部分。有研究公开了一种鞘氨醇单胞菌以及利用其制取定优胶发酵液的方法，其主要技术构思是生产菌种选用鞘氨醇单胞菌(Sphingomonassp.)，将菌种接种于含有碳源、氮源、无机盐和水的无菌培养基中进行需氧发酵制取含有定优胶的发酵液，然后将含有定优胶的发酵液进行后提取，提取步骤通常借鉴黄原胶的后提取工艺，其主要技术路线包括：一是将定优胶发酵液与乙醇进行混合，使定优胶在混合液中形成絮状物料，二是采用板框过滤的方法进行固液分离，固体物料再经干燥机干燥、粉碎机粉碎制得定优胶成品。

定优胶目前在国外的主要生产厂家有美国的Kelco公司，国内尚无可进行规模化工业生产的厂家，定优胶作为增稠剂在性能上要求产品的粘度越高越好，但定优胶在发酵生产中由于发酵液黏度大，残存在提取后的产品中的微生物菌体、以及营养物质如蛋白等不易去除的原因，导致成品定优胶纯度难于进一步提高，上述因素直接影响定优胶产品黏度。美国的产品质量1％KCL黏度一般在2000-3000cp，纯度不超过95％。申请人未在国内专利文献中检索到有关改进定优胶后提取工艺以提高产品黏度及纯度的文献报道。因目前尚无国家标准及行业标准对定优胶的性能指标进行限定，而定优胶和黄原胶属于性能相近的微生物多糖，因此本领域技术人员一般借鉴《食品添加剂黄原胶》(GB1886.41-2015)的黏度评价方法对定优胶成品黏度性能进行检测。而由于《食品添加剂黄原胶》(GB1886.41-2015)未见对其纯度有规范的检测方法，因此本领域技术人员一般借鉴《食品添加剂结冷胶》(GB25535-2010)中结冷胶含量的检测方法对定优胶的纯度进行检测。

应用^[2-3]

定优胶可广泛用于石油、建材等行业，其应用举例如下：

1）制备一种适合于高温高盐油藏的定优胶和表面活性剂复合驱油体系，由以下质量百分比的组分组成：定优胶0.1%-0.5%，表面活性剂0.05%-0.6%，其余为矿化水。本发明还公开了一种适合于高温高盐油藏的定优胶和表面活性剂复合驱油体系的制备方法，步骤包括：按配比取各组分，常温下将NaCl、CaCl2和MgCl2加入水中搅拌均匀制备成矿化水，然后在常温下加入表面活性剂和定优胶，搅拌均匀，即得适合于高温高盐油藏的定优胶和表面活性剂复合驱油体系。本发明中定优胶与非离子和两性离子表面活性剂都具有较好的配伍性，既能保持驱替液的洗油能力，又能大幅度的增大波及体积，进而提高原油采收率。

2）制备包括含有基液和胶凝剂的处理液，所述胶凝剂包含澄清定优胶。在一些实施方案中，所述处理液是地下处理液。在一些实施方案中，所述处理液是含有基液、胶凝剂和至少多种粒子的地下处理液，所述胶凝剂包含澄清定优胶。本发明提供多种方法，其中一种方法包括：提供酸性处理液，所述酸性处理液含有基液、酸组分和胶凝剂，所述胶凝剂包含澄清定优胶；以及将所述酸性处理液引入到地层的至少一部分中。在一些实施方案中，可以使所述酸性处理液与地层的成分相互作用，使得所述成分至少部分溶解。在一些实施方案中，所述酸性处理液可以被引入到管道中。

制备^[1]

一种从定优胶发酵液中提取定优胶的方法，是将发酵液离心、萃取后从中提取定优胶；包括如下工艺步骤：

A、发酵液预处理

A1、将含有定优胶的发酵液在pH＝6-8时加入酶活为10万u/g的溶菌酶，溶菌酶在发酵液中的浓度为100-200ppm，搅拌均匀后维持反应3-5小时；

A2、将步骤A1中反应后的发酵液升温至130℃-140℃维持5-8分钟再降至60-70℃，加入酶活力50000u/g的酸性蛋白酶，酸性蛋白酶在发酵液中的浓度为200-400ppm，在pH＝3-4、温度为50℃-60℃条件下，反应2-4小时制成预处理后的发酵液；

B、一次萃取：按照预处理后的发酵液：体积百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.5-0.6的比例将二者混配后搅拌30-40分钟，调混合液的pH＝8.0-9.5，使定优胶呈絮状沉淀；

C、一次离心：将步骤B中的混合液固液分离，得到纤维状定优胶；

D、二次萃取：按照步骤C中制成的纤维状定优胶：体积百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.3-0.5的比例将二者混配后搅拌30-35分钟，调混合液的pH值为6.0-6.5，使定优胶呈絮状沉淀；

E、二次离心：将步骤D中制成的混合液固液分离，得到纤维状定优胶；

F、三次洗脱：按照步骤E中制成的纤维状定优胶：体积百分比不低于85％的乙醇溶液＝1：0.4-0.6的比例将二者混配后搅拌30-35分钟，调混合液的pH值为6.0-6.5，使定优胶呈絮状沉淀，将混合液固液分离得到纤维状定优胶。

主要参考资料

[1] CN201710238005.1一种从定优胶发酵液中提取定优胶的方法

[2] CN201510925450.6适合于高温高盐油藏的定优胶和表面活性剂复合驱油体系

[3] CN200880010376.3包含定优胶的处理液及相关方法