The occurrence of organic nitrogen compounds in crude petroleum and shale oils poses a problem of considerable importance to the petroleum industry. The deleterious effect of nitrogen compounds on cracking catalysts and the indication that they contribute to gum formation in gasolines are aspects of this problem.
Pyridine - a representative nitrogen compound in heavy oil - was degraded by Rhodococcus sp. KCTC 3218 in a water-heavy oil two phase system. The pyridine degradation rate was affected by the presence of hydrocarbons such as n-hexadecane. This microorganism formed flocs which could be a barrier to mass transfer between the cells in flocs and pyridine dissolved in water. This problem could be overcome by the addition of a surfactant such as Triton X-100. The ratio of water to heavy oil was important to separate the heavy oil phase from water. The culture medium was emulsified by a sort of biosurfactant secreted by this microorganism. The emulsified oil phase returned to its natural state when the ratio of water to heavy oil was 1.5. Above this ratio, the emulsified oil phase remained an emulsion after decantation. Pyridine in heavy oil was completely degraded in 15 hr at this water to heavy oil ratio when the concentration of pyridine in heavy oil is 700 ppm and the cell concentration was 0.32 g/L DCW.
N-methyl pyrrolidone have a good selectivity for pyridine and almost constant distribution coefficients regardless of the concentration of pyridine in the heavy oil.
원유에서의 유기질소 화합물은 석유화학 공업에 상당한 문제점을 불러 일으킨다. 비점이 높고 분자량이 큰 탄화수소를 분자량이 적은 저비점의 경질탄화수소로 전환하는 분해하는 공정이나(cracking), 옥탄가가 낮은 가솔린으로부터 옥탄가가 높은 가솔린을 제조하는 리포밍(reforming) 등에 관여하는 촉매는 대부분 산성 촉매이므로 염기성을 띤 질소 화합물에 의해 활성을 잃게 된다. 본 연구는 이런 유기 질소화합물 가운데 대표적인 화합물인 피리딘을 생물학적 방법으로 제거하고자 했다. 미생물이 존재하는 물과 피리딘이 존재하는 오일을 섞어서 반응을 시키면 오일 가운데 있는 피리딘이 물로 확산되면서 Rhodococcus sp. KCTC 3218에 의해 제거된다. 이 미생물은 n-hexadecane이나 오일의 존재시에 flocs을 형성했는데, 이는 cell의 hydrophobicity의 증가와 미생물에 의해 분비된 일종의 계면활성제 때문에 형성된 것으로 보여진다. Flocs의 형성은 피리딘의 분해 속도에 영향을 미쳤는데, 이는 물에 녹아있는 피리딘이 flocs 안에 존재하는 미생물까지 전달되는데 저항이 생기기 때문이다. 이러한 문제점은 Triton X-100 과 같은 surfactant를 넣어 줌으로써 극복될 수 있었다. 물과 오일의 이상 반응에서 에멀젼화된 오일층이 물과 분리되는 것은 대단히 중요하다. 물과 오일의 비가 1.5와 그 이하 때에는 에멀젼화된 오일층이 쉽게 분리되었지만 2.3 이상부터는 에멀젼화된 오일층은 그대로 남아있었다.
오일 가운데 들어있는 피리딘의 양을 측정하기 위해서 용매를 사용한 추출을 사용했는데 N-methyl pyrrolidone은 오일에 존재하는 피리딘의 양에 관계없이 다소 일정한 분배계수와 높은 선택도를 나타내었다.
