Средство для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий

 

Изобретение относится к веществам, обладающим способностью подавлять жизнедеятельность бактерий, и может быть использовано для предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий в различных технологических средах, в частности в нефтяной промышленности. В качестве средства для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий предлагается использовать 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10, 1^1,8, 1^3,6] додекана общей формулы C₈H₁₆N₄. Синтез его осуществляется из формалина и моноэтаноламина в стехиометрических соотношениях при комнатной температуре. Средство обладает высокой биоцидной эффективностью, слабой растворимостью в нефти и свойствами, подавляющими коррозию. 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 N 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; ЭИ, серия "Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений", зарубежный опыт, 1988 г., N 7]. 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 закачиваемой воды биоцидом ROBAN 3999 проводят в несколько этапов в течение нескольких недель, причем дозировку реагента каждый раз считывают, 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 N 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.

Заявляемый биоцидный реагент - водный раствор 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10,1^1,8, 1^3,6] додекана общей формулы CaH₁₆N₄: Синтез 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10,1^1,8, 1^3,6] додекана (далее ТАЦД) осуществляют по известной методике [4. Дж.Уокер "Формальдегин", М., ГХИ, 1957] из формалина и моноэтаноламина в стехиометрических соотношениях при комнатной температуре. Полученный водный раствор ТАЦД используется в качестве биоцидного средства без выделения и дополнительной очистки.

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

Пример 1. Синтез 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10,1^1,8, 1^3,6]додекана.

В реактор, снабженный термометром, обратным холодильником, мешалкой и капельной воронкой, термостатированный при 20^oC, вносят 1-3 М формальдегида в виде водного раствора и прикапывают 1 М этилендиамина (1,2-диаминоэтана) при перемешивании. Полученный раствор, содержащий до 70% ТАЦД, без дальнейшей обработки используют в качестве биоцидного средства.

Пример 2. Модель пластовой воды освобождали от кислорода, заражали культурой сульфатвосстанавливающих бактерий, выделенной из нефтепромысловых пластовых вод, и обрабатывали реагентом в виде 0,5%-ного раствора в определенных дозировках. Пробы выдерживали 24 часа при 20-22^oC, после чего часть обработанной пробы вносили в питательную среду, помещали в термостат и инкубировали 15 суток при 35^oC. Эффективность действия реагента 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 ТАЦД, дешевизна и доступность сырья для производства ТАЦД являются очевидными преимуществами перед реагентом 3-третбутилтетрагидро-1,3-оксазин 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, отличающееся тем, что в качестве активного действующего вещества используют 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10, 1^1,8, 1^3,6] додекана общей формулы C₈H₁₆N₄.

РИСУНКИ

Рисунок 1