CN102960343B - 一种高浓防腐杀菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高浓防腐杀菌剂。主要解决了现有杀菌剂不能广泛适用水驱、聚驱污水的问题。该高浓防腐杀菌剂的组分及配比按重量百分比如下：杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物30%～70%，二溴次氮基丙酰胺30%～70%。该高浓防腐杀菌剂，水驱、聚驱污水均适用，在加药浓度为5mg/l时可确保污水站外输水、注水井水质细菌残余量达标。

Description

一种高浓防腐杀菌剂

技术领域：

本发明涉及本发明涉及油田采油领域中一种杀菌剂，尤其是一种高浓防腐杀菌剂。

背景技术：

细菌腐蚀危害油田生产，特别是随着二、三次采油技术的发展，多数油田进入高含水开发期，油田注、采水量的不断增加，采出液含水率的增高，加上聚合物的应用，这些都给细菌在油田系统中的繁殖创造了有利条件，使得细菌腐蚀问题日益严重。

油田系统中微生物的生长、代谢和繁殖可造成钻采设备、注水管线及其它金属材料的腐蚀和损坏、管道和注水井的堵塞；使油层孔隙渗透率下降，引起注水量、石油产量、油气质量下降。这些危害给油田生产运行带来巨大的经济损失，全球采油工业每年因腐蚀而损耗的金属可达其金属使用量的18%。据中国石油天然气总公司1992年的统计显示，每年由于腐蚀给油田造成的损失约两亿元。所以研究油田系统细菌控制技术成为迫切需要。

世界上许多产油国都投入了相当的资金和技术致力于细菌处理的研究。美国、法国、加拿大和俄罗斯和荷兰等国家都采用了相应的措施，如采用清洗注水系统、调整注水流程、紫外线或放射性照射等物理方法以及化学处理的方法对注水细菌进行综合治理。其中，由于化学处理方法具有经济、方便、见效快等特点，一直为主要的处理手段。

我国油田注水系统杀菌剂应用起步于20世纪60年代，广泛使用则从20世纪80年代初期开始。针对油田需要杀菌处理的污水主要有三类，水驱污水、聚驱污水及水驱加聚驱污水。油田主要采用向污水中投加杀菌剂的化学处理方法对注水细菌进行治理。

油田污水处理用杀菌剂仅适用水驱污水，不适用于聚驱污水的处理。目前油田广泛使用的季铵盐类杀菌剂属阳离子型，在水驱污水中有较好的效果，而使用在含阴离子聚合物的聚驱污水中则会与聚合物发生反应，降低聚合物粘度，并形成不溶于水的絮状物，附着在设备及管线上，形成一种包括细菌在内的由各种有机物和无机物组成的生物污垢，堵塞及腐蚀注水系统，进入地下则会降低岩石渗透率。

杀菌剂现场应用效果差。油田常用杀菌剂受水质影响较大，水中悬浮颗粒、乳化油珠等物质与杀菌剂相互作用会降低其杀菌活性，甚至使其失效。

发明内容：

本发明在于克服背景技术中存在的问题，而提供一种水驱、聚驱污水均适用的高浓防腐杀菌剂。该高效防腐杀菌剂，在较低加药浓度下确保污水站外输水、注水井水质细菌残余量达标。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该高浓防腐杀菌剂，其组分及配比按重量百分比如下：杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物30%～70%，二溴次氮基丙酰胺30%～70%。

所述的杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物由2-溴-2-硝基丙二醇与甲醛反应合成，反应温度为40～120℃，反应时间为3～8h。

其中2-溴-2-硝基丙二醇摩尔百分比10%～40%，甲醛摩尔百分比60%～90%。

杀菌剂主剂的合成反应过程及机理为：

首先2-溴-2-硝基丙二醇羟基上的氢进攻甲醛羰基上的氧原子，2-溴-2-硝基丙二醇上的带负电荷的氧进攻甲醛上的碳正离子，进行亲核加成反应，羰基双键打开，生成2-溴-2-硝基丙醇羟甲醚，此羟甲醚化合物可以分子内脱水，即甲基羟基与丙醇上的羟基间脱水，形成1,3-二噁烷六元环化合物。

首先在装有冷凝回流管装置的250ml四口烧瓶中加入甲醛溶液和溴硝化合物，甲醛：2-溴-2-硝基丙二醇物料比（摩尔比）3：2～9：1，在40～120℃温度下加热回流，3～8h至反应终点，冷却至室温，过滤除去多余的甲醛，得中间产物羟甲醚化合物，将得到的中间产物羟甲醚化合物和过量的甲苯加入到安装有冷凝管和分水器装置的四口烧瓶中，加热至80～150℃回流，用分水器分水，待体系中无水分出时，冷却，过滤，得脱水关环产物1,3-二噁烷六元环化合物；本合成中涉及的原料配比如下：2-溴-2-硝基丙二醇10%～40%，甲醛60%～90%。

将合成的杀菌剂主剂与二溴次氮基丙酰胺复配。首先向烧杯内投入二溴次氮基丙酰胺，开启搅拌后加入杀菌剂主剂，搅拌均匀即可。杀菌剂主剂、二溴次氮基丙酰胺的原料配比如下：杀菌剂主剂40%～60%，二溴次氮基丙酰胺40%～60%。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该高浓防腐杀菌剂，适用于水驱污水及聚驱污水的处理；杀菌剂现场应用效果好，在加药浓度5mg/l下确保污水站外输水、注水井水质细菌残余量达标，投加本发明杀菌剂的水处理成本低于常规杀菌剂。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

首先在装有冷凝回流管装置的250ml四口烧瓶中加入1.5mol（45g）甲醛和1mol（155g）2-溴-2-硝基丙二醇，60℃温度下加热回流，反应3h至反应终点，冷却至室温，过滤除去多余的甲醛，得中间产物羟甲醚化合物；然后，再在安装有冷凝管和分水器装置的四口烧瓶中，加入过量的甲苯和中间产物羟甲醚化合物，加热至100℃回流，用分水器分水，待体系中无水分出时，冷却，过滤，得脱水关环产物1,3-二噁烷六元环化合物。

将合成的杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物与二溴次氮基丙酰胺复配：首先向烧杯中投入40g二溴次氮基丙酰胺，开启搅拌后加入60g杀菌剂主剂，搅拌均匀即可。

实施例2

首先在装有冷凝回流管装置的250ml四口烧瓶中加入2mol甲醛和1mol 2-溴-2-硝基丙二醇，60℃温度下加热回流，反应3h至反应终点，冷却至室温，过滤除去多余的甲醛，得中间产物羟甲醚化合物；然后，再在安装有冷凝管和分水器装置的四口烧瓶中，加入过量甲苯和中间产物羟甲醚化合物，加热至90℃回流，用分水器分水，待体系中无水分出时，冷却，过滤，得脱水关环产物1,3-二噁烷六元环化合物。

将合成的杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物与二溴次氮基丙酰胺复配：首先向烧瓶中投入50g二溴次氮基丙酰胺，开启搅拌后加入50g杀菌剂主剂，搅拌均匀即可。

实施例1中杀菌剂主剂：二溴次氮基丙酰胺＝60：40时配方在加药浓度为5mg/l时的效果如下表1：

表1为实施例1加药浓度为5mg/l时的杀菌效果

实施例2中杀菌剂主剂：二溴次氮基丙酰胺＝50：50时配方在加药浓度为5mg/l时的效果如下表2：

表2为实施例2加药浓度为5mg/l时的杀菌效果

本发明杀菌剂室内实验效果：

对比本发明杀菌剂与其他常用聚驱杀菌剂效果，试验数据如下表

表3本发明杀菌剂与其他常用聚驱杀菌剂效果对比

与油田常用杀菌剂相比，本发明杀菌剂在加药浓度为5mg/l（标准加药浓度为50mg/l）时即满足标准规定的各项指标，杀菌效果明显好于其他类产品。

本发明在大庆油田采油六厂喇I-1联合站、喇16深度污水站、140转油放水站、600转油放水站及喇Ⅱ联合站成功应用，现场应用结果表明：

1、本发明杀菌剂现场加药浓度为控制在5mg/L以内即可使外输水、注水井中硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌残余量全部达标，为标准加药浓度的1/10,现场应用效果优于常规杀菌剂。

2、投加本发明杀菌剂的水处理成本低于常规杀菌剂。

Claims (2)

1.一种高浓防腐杀菌剂，其特征在于：其组分及配比按重量百分比如下：杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物与二溴次氮基丙酰胺的比例为3:2或1:1。

2.根据权利要求1所述的一种高浓防腐杀菌剂，其特征在于：所述的杀菌剂主剂1,3-二噁烷六元环化合物由2-溴-2-硝基丙二醇与甲醛反应合成，反应温度为40～120℃，反应时间为3～8 h。

3. 根据权利要求2所述的一种高浓防腐杀菌剂，其特征在于：所述的甲醛：2-溴-2-硝基丙二醇摩尔比为3：2～9：1。