Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий

 

Изобретение относится к области органической химии, в частности к веществам, обладающим способностью подавлять жизнедеятельность бактерий, и может быть использовано для предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий СВБ в различных технологических средах, в частности в нефтяной промышленности. Техническим результатом является простота синтеза, высокая селективность, дешевизна и доступность сырья для производства средства для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, а также хорошая растворимость в воде и слабая - в нефти, проявление ингибирующих коррозию свойств, нетоксичность для людей и животных, взрыво- и пожаробезопасность. Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, содержащее активное действующее вещество, в качестве активного действующего вещества оно содержит 2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-уксусную кислоту С₅Н₉S₂О₂N. 1 табл.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к веществам, обладающим способностью подавлять жизнедеятельность бактерий, и может быть использовано для предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) в различных технологических средах, в частности в нефтяной промышленности.

Известны вещества, подавляющие развитие СВБ, например хлорфенолы /1. Патент США 3288211, 1966/. Хлорфенолы добавляют в воду при заводнении пластов в процессе нефтедобычи.

Недостатком известного способа борьбы с СВБ является низкая растворимость хлорфенолов в воде и высокая - в нефти, что оказывает отрицательное влияние на процессы нефтепереработки ввиду отравления катализаторов этих процессов. К тому же хлорсодержащие соединения грозят возможным усилением коррозии оборудования.

Фирма NALCO для подавления роста СВБ использует биоцид торговой фирмы ROBAN 3999, представляющий собой вещество - 2-метил-5-нитроимидазол-1-этанол. /2. Промышленный каталог фирмы NALCO Chemical; ЭЙ, серия "Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений", зарубежный опыт, 1988, 11/.

К недостаткам ROBAN 3999 следует отнести ту особенность, что со временем эффективность воздействия биоцида на бактерии снижается, поскольку в основе механизма их взаимодействия с ROBAN 3999 лежит нарушение процесса обмена, а замедление интенсивности обмена у бактерий ведет к снижению способности поглощать ими биоцид. Вследствие этого обработку заканчиваемой воды биоцидом ROBAN 3999 проводят в несколько этапов в течение нескольких недель, причем дозировку реагента каждый раз рассчитывают, исходя из меняющейся степени активности анаэробных бактерий, что в эксплуатационной практике весьма затруднительно.

Высокую биоцидную активность имеют производные аминосоединений, например 3-третбутилтетрагидро-1,3-оксазин /3. А.с. СССР 791620, 1980/. Это вещество полностью подавляет рост и развитие СВБ при концентрации 0,01% (100 мг/л).

Однако указанное средство не является доступным; синтез его труден и дорог, что и сдерживает его широкое применение.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому является 2-гидрокси-1-пергидро-[1,3,5-дитиазин-5-ил] -этан /4. Патент РФ 2160233, 2000/. Это биоцидное средство эффективно и легко синтезируется из доступных реагентов.

Недостатком является низкий выход продукта, наряду с ним образуются 1-гидрокси-2-[1,3-оксазетидин-3-ил]этан, 1,2,4-тритиолан.

Техническим результатом изобретения является простота синтеза, высокая селективность, дешевизна и доступность сырья для производства средства для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, а также хорошая растворимость в воде и слабая - в нефти, проявление ингибирующих коррозию свойств, нетоксичность для людей и животных, взрыво- и пожаробезопасность.

Авторами предлагается средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, содержащее активное действующее вещество, в качестве активного действующего вещества оно содержит 2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-уксусную кислоту С₅Н₉S₂О₂N.

Новый биоцидный реагент из класса дитиазинов - 2-[1,3,5-дитиазин-5-ил] -уксусная кислота (далее ДУК) имеет общую формулу Синтез ДУК осуществляют из формалина, α-аминоуксусной кислоты и сероводорода в стехиометрических соотношениях при комнатной температуре.

Эффективность использования ДУК в качестве средства для подавления роста СВБ определяли по методике. В промысловую воду, содержащую СВБ, в стерильных анаэробных условиях вводили указанное средство и выдерживали 24 ч при 32^oС. Затем из этих проб отбирали во флакончики с питательной средой Постгейта по 1 мл жидкости и термостатировали в течение 15 суток при 32^oС. В качестве контроля использовали аналогичные пробы без добавки реагентов. Оценку бактерицидной активности средства проводили по степени подавления СВБ, определенной по количеству образовавшегося сероводорода в течение 15 суток в опытных и контрольных пробах.

ПРИМЕР 1. Синтез 2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-уксусной кислоты.

В реактор, снабженный термометром, обратным холодильником, мешалкой и газоподводной трубкой, термостатированный при 20^oС, вносят 3 М формальдегида в виде водного раствора, прикалывают 1 М α-аминоуксусной кислоты при перемешивании и барботируют сероводород в течение 3 ч. Выделившейся осадок отфильтровывают, промывают водой, перекристаллизовывают из хлороформа. Чистый ДУК - кристаллическое вещество с температурой плавления 153-154^oС. Элементный состав соответствует формуле C₅H₉S₂O₂N. Для испытания биоцидных свойств ДУК применяли в виде 0,5%-ного водного раствора.

ПРИМЕР 2. Модель пластовой воды освобождали от кислорода, заражали культурой сульфатвосстанавливающих бактерий, выделенной из нефтепромысловых пластовых вод, и обрабатывали средством для подавления роста СВБ в определенных дозировках. Пробы выдерживали 24 ч при 20-22^oС, после чего часть обработанной пробы вносили в питательную среду, помещали в термостат и инкубировали 15 суток при 35^oС. Эффективность действия средства оценивали по появлению или отсутствию сероводорода в растворе. Наличие сероводорода индицировали раствором соли железа по выделению черного осадка. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, заявляемое средство обладает высокой эффективностью подавления СВБ, превосходит известный и широко применяемый в нефтедобыче реагент "Дон-52".

Простота синтеза ДУК, высокая селективность, дешевизна и доступность сырья для производства ДУК являются очевидными преимуществами перед реагентом ГПДТЭ при столь же высокой биоцидной эффективности.

Достоинствами заявляемого средства являются также: - хорошая растворимость в воде и слабая - в нефти; - проявление ингибирующих коррозию свойств; - нетоксичность для людей и животных; - взрыво- и пожаробезопасность.

Формула изобретения

Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, содержащее активное действующее вещество, отличающееся тем, что в качестве активного действующего вещества оно содержит 2-[1,3,5-дитиазин-5-ил]-уксусную кислоту С₅Н₉S₂О₂N.

РИСУНКИ

Рисунок 1