CN105451555A - 杀生物剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了杀生物剂组合物。所述组合物可用于与原油和天然气的生产、运输、存储和分离相关的应用。本申请还公开了使用所述组合物的方法，特别是在与原油和天然气的生产、运输、存储和分离相关的应用中使用所述组合物的方法。

Description

杀生物剂组合物
技术领域
本公开内容通常涉及杀生物剂，并且更具体地涉及包含咪唑啉(例如，丙烯酸化的咪唑啉)、季铵和磷化合物(例如，四-(羟甲基)磷硫酸盐)的杀生物剂。
背景技术
油田系统遭受增加的与微生物控制相关的风险，包括：H2S产生、微生物影响的腐蚀(MIC)和生物淤积。当怀疑系统中有MIC时，关注的主要区域就成为管道表面上的生物膜或者固着生物体。在该工业内，人们普遍认识到，为了有效控制系统内的细菌，除了提供足够的浮游杀灭(planktonickill)以外，应该集中于在处理(固着控制)之后使生物膜再生长动力学最小化。虽然四-(羟甲基)磷硫酸盐、戊二醛和季铵化合物被广泛用作杀生物剂，但是考虑到其在杀生物剂处理之后延迟生物膜再生长动力学的能力时，其效力有限。因此，在油田工业中，急需提供微生物杀灭和生物膜控制，并且特别是渗透和延迟生物膜的再生长动力学。
发明内容
在一个方面中，公开了杀生物剂组合物，其包含：咪唑啉化合物；季铵；和磷化合物。
咪唑啉化合物具有式(I)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R3选自来源于不饱和酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
对于式(I)的化合物而言，R1可为未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(I)的化合物而言，R1可为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(I)的化合物而言，R1可为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
此外，咪唑啉化合物可具有式(II)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R3和Rx各自独立地选自来源于不饱和酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
对于式(2)的化合物而言，R1可为未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(2)的化合物而言，R1可为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(2)的化合物而言，R1可为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；R4是氢；并且R5是氢。
此外，咪唑啉化合物可具有式(III)的结构，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
对于式(3)的化合物而言，R1可为未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(3)的化合物而言，R1可为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
对于式(3)的化合物而言，R1为被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
季铵可具有式
[N+R5aR6aR7aR8a][X-]
其中
R5a、R6a、R7a和R8a各自独立地选自被取代或未被取代的C1-C18-烷基；并且
X是C、Br或I。
对于季铵而言，R5a、R6a、R7a和R8a可以各自独立地选自未被取代的C1-C18-烷基、C1-C18-羟烷基和苄基。
季铵可选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵、四己基氯化铵、四辛基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、鲸蜡基苄基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、二甲基C12-16-烷基苄基氯化铵、单甲基二-C12-16-烷基苄基季铵氯化物、苄基三乙醇胺季铵氯化物、苄基二甲氨基乙醇胺季铵氯化物、椰油烷基二甲基苄基氯化铵、及其组合。
磷化合物可选自烷基三(羟基有机基)磷盐、烯基三(羟基有机基)磷盐、四(羟基有机基)磷盐、及其组合。
此外，磷化合物可选自C1-C3-烷基三(羟甲基)磷盐、C2-C3-烯基三(羟甲基)磷盐、四(羟甲基)磷盐、及其组合。
此外，磷化合物可选自四(羟甲基)磷硫酸盐(THPS)、四(羟甲基)磷氯化物、四(羟甲基)磷磷酸盐、四(羟甲基)磷甲酸盐、四(羟甲基)磷乙酸盐、四(羟甲基)磷草酸盐、及其组合。
所述组合物还可包含反乳化剂。反乳化剂可选自十二烷基苄基磺酸(DDBSA)，二甲苯磺酸的钠盐(NAXSA)，环氧基化化合物和丙氧基化化合物(epoxylatedandpropoxylatedcompounds)，阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，和树脂(酚醛树脂及环氧树脂)，及其组合。
所述组合物还可包含一种或更多种额外的组分，各组分独立地选自腐蚀抑制剂、溶剂、沥青烯抑制剂、石蜡抑制剂、防垢剂、乳化剂、净水剂、分散剂、气体水合物抑制剂、杀生物剂、pH改性剂和表面活性剂。
在另一个方面中，公开了控制生物淤积的方法，所述方法包括向系统中提供有效量的本发明组合物。所述方法可包括控制用于原油和天然气的生产、运输、存储和分离的系统中微生物的增殖。所述方法可包括控制用于燃煤过程(coal-firedprocess)、废水处理、农场、屠宰场、填埋场(land-fill)、市政废水厂、煤炭焦化工艺(cokingcoalprocess)或生物燃料过程的系统中微生物的增殖。
本文还描述了化合物、组合物、方法和工艺。
附图说明
图1描绘了包含季铵和咪唑啉的组合物的杀生物活性。
图2描绘了包含咪唑啉、季铵和磷盐中的一种或更多种的组合物的杀生物活性。
图3描绘了包含不同比率的咪唑啉、季铵和磷盐组分的组合物的杀生物活性。
图4描绘了乳剂倾向研究。
图5A、5B和5C描绘了V08、THPS和戊二醛的腐蚀速率与浓度的关系图。
发明详述
本文公开了杀生物剂组合物、所述组合物的使用方法以及用于其制备的工艺。所述组合物包含至少一种咪唑啉化合物、至少一种季铵以及至少一种磷化合物的协同组合。所述组合物还可包含破乳剂以便于所处理之系统中的油/水分离。
所述组合物特别用于控制用于原油和天然气的生产、运输、存储和分离的设备中微生物的增殖。所述组合物杀灭浮游微生物和固着微生物，并且提供增强的生物膜动力学再生长控制(固着控制)。所述组合物有效对抗常规油田微生物(例如，硫酸盐还原细菌和产酸细菌)，包括诸如脱硫弧菌(Desulfovibrio)、脱硫微菌(Desulfomicrobium)、希瓦氏菌(Shewanella)、梭菌(Clostridium)和假单胞菌(Pseudomonas)等的属。因此，与目前市场上的杀生物剂相比，所述组合物降低了所需的杀生物剂处理速率和处理频率。
1.术语的定义
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解相同的含义。当矛盾时，以本申请文件(包括定义)为准。虽然下文描述了优选的方法和材料，但是与本文所述的那些相似或等效的方法和材料也可用于本发明的实践或测试。本文提及的所有出版物、专利申请、专利及其它参考文献都通过引用整体并入。本文公开的材料、方法和实例仅是说明性的而不旨在限制。
本文使用的术语“包含”“包括”“含有”“具有”“可以”及其变体是指开放式过渡短语、术语或词语，其不排除另外的行为或结构的可能性。除非上下文另有明确指示，否则没有数量词修饰的对象包括复数对象。无论是否明确表述，本公开内容还构思“包括本文所示实施方案或元素”、“由本文所示实施方案或元素组成”和“基本上由本文所示实施方案或元素组成”的其它实施方案。
本文使用的术语“适当的取代基”旨在意指化学上可接受的官能团，优选不消除本发明化合物活性的部分。这样的适当的取代基包括但不限于：卤素基团、全氟烷基、全氟烷氧基、烷基、烯基、炔基、羟基、氧代基、巯基、烷硫基、烷氧基、芳基或杂芳基、芳氧基或杂芳氧基、芳烷基或杂芳烷基、芳烷氧基或杂芳烷氧基、HO-(C＝O)-基团、杂环基、环烷基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基、氨基甲酰基、烷基羰基、烷氧羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、芳基羰基、芳氧基羰基、烷基磺酰基和芳基磺酰基。本领域技术人员会理解，许多取代基可被另外的取代基取代。
本文使用的术语“烷基”是指直链或支链烃基，优选具有1至32个碳原子(即1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、39、30、31或32个碳)的烃基。烷基包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烯基”是指这样的直链或支链烃基，其优选地具有2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、39、30、31或32个碳，并且具有一个或更多个碳-碳双键。烯基包括但不限于：乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基(烯丙基)、异丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基和2-丁烯基。烯基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“炔基”是指这样的直链或支化烃基，其优选具有2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、39、30、31或32个碳，并且具有一个或更多个碳-碳三键。炔基包括但不限于：乙炔基、丙炔基和丁炔基。炔基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烷氧基”是指通过氧原子与母体分子部分连接的如本文定义的烷基。
本文使用的术语“芳基”意指单环、双环或三环芳香基，如苯基、萘基、四氢萘基、茚满基等；其任选地被如上所定义的一个或更多个适当的取代基，优选1至5个适当的取代基取代。
本文使用的术语“芳烷基”是指通过烷基与母体分子部分连接的芳基。芳烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烷基芳烷基”是指通过烷基与母体分子部分连接的烷基芳基。烷基芳烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
术语“羰基”、“(C＝O)”或“-C(O)-”(如在诸如烷基羰基、烷基-(C＝O)-或烷氧羰基的短语中所使用的)是指连接于第二部分如烷基或氨基(即酰胺基)的连接基＞C＝O部分。烷氧羰基氨基(即烷氧基(C＝O)-NH-)是指氨基甲酸烷基酯基团。羰基在本文中也被等价地定义为(C＝O)。烷基羰基氨基是指诸如乙酰胺的基团。
本文使用的术语“环烷基”是指单环、双环或三环碳环基(例如，环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环戊烯基、环己烯基、双环[2.2.1]庚基、双环[3.2.1]辛基和双环[5.2.0]壬基等)；其任选地包含1或2个双键。环烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基，优选1至5个适当的取代基取代。
本文使用的术语“环烷基烷基”是指通过烷基与母体分子部分连接的环烷基。环烷基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烷基环烷基烷基”是指被一个或更多个烷基取代的环烷基烷基。烷基环烷基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“卤代”或“卤素”是指氟、氯、溴或碘基团。
本文使用的术语“杂芳基”是指在环中含有选自O、S和N中的一个或更多个杂原子(例如1至3个杂原子)的单环、双环或三环芳香杂环基。杂芳基包括但不限于：吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吡咯基、唑基(例如，1，3-唑基、1，2-唑基)、噻唑基(例如，1，2-噻唑基、1，3-噻唑基)、吡唑基、四唑基、三唑基(例如，1，2，3-三唑基、1，2，4-三唑基)、二唑基(例如，1，2，3-二唑基)、噻二唑基(例如，1，3，4-噻二唑基)、喹啉基、异喹啉基、苯并噻吩基、苯并呋喃基和吲哚基。杂芳基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基，优选1至5个适当的取代基取代。
本文使用的术语“杂芳基烷基”是指通过烷基与母体分子部分连接的杂芳基。杂芳基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烷基杂芳基烷基”是指被一个或更多个烷基取代的杂芳基烷基。烷基杂芳基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“杂环”或“杂环基”是指包含1至4个杂原子的单环、双环或三环基团，所述杂原子选自N、O、S(O)n、P(O)n、PRz、NH或NRz，其中Rz是适当的取代基。杂环基团任选地包含1或2个双键。杂环基团包括但不限于：氮杂环丁烷基、四氢呋喃基、咪唑烷基、吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、唑烷基、噻唑烷基、吡唑烷基、硫代吗啉基、四氢噻嗪基、四氢-噻二嗪基、吗啉基、氧杂环丁烷基、四氢二嗪基、嗪基、噻嗪基、二氢吲哚基、异二氢吲哚基、奎宁环基、苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基和苯并嗪基。单环饱和或部分饱和的环体系的实例为四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、咪唑烷-1-基、咪唑烷-2-基、咪唑烷-4-基、吡咯烷-1-基、吡咯烷-2-基、吡咯烷-3-基、哌啶-1-基、哌啶-2-基、哌啶-3-基、哌嗪-1-基、哌嗪-2-基、哌嗪-3-基、1，3-唑烷-3-基、异噻唑烷、1，3-噻唑烷-3-基、1，2-吡唑烷-2-基、1，3-吡唑烷-1-基、硫代吗啉-基、1，2-四氢噻嗪-2-基、1，3-四氢噻嗪-3-基、四氢噻二嗪-基、吗啉-基、1，2-四氢二嗪-2-基、1，3-四氢二嗪-1-基、1，4-嗪-2-基和1，2，5-噻嗪-4-基。杂环基团可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基，优选1至3个适当的取代基取代。
本文使用的术语“杂环基烷基”是指通过烷基与母体分子部分连接的杂环基团。杂环基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“烷基杂环基烷基”是指被一个或更多个烷基取代的杂环基烷基。烷基杂环基烷基可未被取代或者被如上所定义的一个或更多个适当的取代基取代。
本文使用的术语“羟基”是指-OH基。
本文使用的术语“氧代”是指双键氧(＝O)基，其中键合对象是碳原子。这种基团也可被认为是羰基。
本文使用的术语“丙烯酸盐/酯”是指由丙烯酸和咪唑啉迈克尔加成所得的材料。将这种化学部分添加至咪唑啉中增加了其水溶性，能够使其达到淹没在水层下面的金属表面。
本文使用的术语“TOFA”是指妥尔油脂肪酸，其是来源于树木的蒸馏产物并且包含CAS号为61790-12-3的脂肪酸、C17H31-35COOH的混合物。其是作为主要组分的油酸、亚油酸和饱和脂肪酸(例如，约46％油酸、约41％亚油酸、约4％硬脂酸和约9％其它酸)的混合物。
本文使用的术语“癸基”意指-C10H21烷基，也称为“癸酰基”。
本文使用的术语“十二烷基”意指-C12H25烷基，也称为“月桂基”。
本文使用的术语“十六烷基”意指-C16H33烷基，也称为“棕榈基”。
本文使用的术语“己基”意指-C6H13烷基，也称为“己酰基”。
本文使用的术语“十八二烯基(octadecadienyl)”意指顺，顺-9，12-十八二烯基，也称为“亚油基(linoleyl)”。
本文使用的术语“十八碳烯基(octadecenyl)”意指顺-9-十八碳烯基，也称为“油烯基”。
本文使用的术语“十八烷基”意指-C18H37烷基，也称为“硬脂基(stearyl)”。
本文使用的术语“辛基”意指-C8H17烷基，也称为“辛酰基”。
本文使用的术语“十四烷基”意指-C14H29烷基，也称为“肉豆蔻基”。
本文使用的术语“肉豆蔻脑酸”或“(Z)-十四碳-9-烯酸”是指
本文使用的术语“棕榈油酸”或“(Z)-十六碳-9-烯酸”是指
本文使用的术语“十六碳烯酸(sapienicacid)”或“(Z)-十六碳-6-烯酸”是指
本文使用的术语“油酸”或“(Z)-十八碳-9-烯酸”是指
本文使用的术语“反油酸”或“(E)-十八碳-9-烯酸”是指
本文使用的术语“异油酸”或“(E)-十八碳-11-烯酸”是指
本文使用的术语“亚油酸”或“(9Z，12Z)-十八碳-9，12-二烯酸”是指
本文使用的术语“亚麻酸”或“(9E，12E)-十八碳-9，12-二烯酸”是指
本文使用的术语“α-亚麻酸”或“(9Z，12Z，15Z)-十八碳-9，12，15-三烯酸”是指
本文使用的术语“花生四烯酸”或“(5Z，8Z，11Z，14Z)-二十碳-5，8，11，14-四烯酸”是指
本文使用的术语“二十碳五烯酸”或“(5Z，8Z，11Z，14Z，17Z)-二十碳-5，8，11，14，17-五烯酸“是指
本文使用的术语“芥酸”或“(Z)-二十二碳-13-烯酸”是指
本文使用的术语“二十二碳六烯酸”或“(4Z，7Z，10Z，13Z，16Z，19Z)-二十二碳-4，7，10，13，16，19-六烯酸”是指
本文使用的术语“十六碳三烯酸”或“(7Z，10Z，13Z)-十六碳-7，10，13-三烯酸”是指
本文使用的术语“亚麻油酸”或“(6Z，9Z，12Z，15Z)-十八碳-6，9，12，15-四烯酸”是指
本文使用的术语“廿碳三烯酸”或“(11Z，14Z，17Z)-二十碳-11，14，17-三烯酸”是指
本文使用的术语“二十碳四烯酸”或“(5Z，8Z，11Z，14Z，17Z)-二十碳-5，8，11，14，17-五烯酸”是指
本文使用的术语“二十一碳五烯酸”或“(6Z，9Z，12Z，15Z，18Z)-二十一碳-6，9，12，15，18-五烯酸”是指
本文使用的术语“鳁酸(clupanodonicacid)”或“(7Z，10Z，13Z，16Z，19Z)-二十二碳-7，10，13，16，19-五烯酸”是指
本文使用的术语“二十二碳五烯酸(osbondacid)”或“(4Z，7Z，10Z，13Z，16Z)-二十二碳-4，7，10，13，16-五烯酸”是指
本文使用的术语“(9Z，12Z，15Z，18Z，21Z)-二十四碳-9，12，15，18，21-五烯酸”是指
本文使用的术语“尼生酸”或“(6Z，9Z，12Z，15Z，18Z，21Z)-二十四碳-6，9，12，15，18，21-六烯酸”是指
本文使用的术语“γ-亚麻酸”或“(6Z，9Z，12Z)-十八碳-6，9，12-三烯酸”是指
本文使用的术语“二十碳二烯酸”或“(11Z，14Z)-二十碳-11，14-二烯酸”是指
本文使用的术语“双同-γ-亚麻酸”或“(8Z，11Z，14Z)-二十碳-8，11，14-三烯酸”是指
本文使用的术语“二十二碳二烯酸”或“(13Z，16Z)-二十二碳-13，16-二烯酸”是指
本文使用的术语“廿二碳四烯酸(adrenicacid)”或“(7Z，10Z，13Z，16Z)-二十二碳-7，10，13，16-四烯酸”是指
本文使用的术语“二十四碳四烯酸”或“(9Z，12Z，15Z，18Z)-二十四碳-9，12，15，18-四烯酸”是指
本文使用的术语“(6Z，9Z，12Z，15Z，18Z)-二十四碳-6，9，12，15，18-五烯酸”是指
本文使用的术语“(Z)-二十碳-11-烯酸”是指
本文使用的术语“二十烯酸(paullinicacid)”或“(Z)-二十碳-13-烯酸”是指
本文使用的术语“米德酸(meadacid)”或“(5Z，8Z，11Z)-二十碳-5，8，11-三烯酸”是指
本文使用的术语“神经酸”或“(Z)-二十四碳-15-烯酸”是指
本文使用的术语“瘤胃酸(rumenicacid)”或“(9Z，11E)-十八碳-9，11-二烯酸”是指
本文使用的术语“α-十八碳三烯酸”或“(8E，10E，12Z)-十八碳-8，10，12-三烯酸”是指
本文使用的术语“β-十八碳三烯酸”或“(8E，10E，12E)-十八碳-8，10，12-三烯酸”是指
术语“兰花酸(jacaricacid)”或“(8E，10Z，12E)-十八碳-8，10，12-三烯酸”
本文使用的术语“α-桐酸”或“(9Z，11E，13E)-十八碳-9，11，13-三烯酸”是指
本文使用的术语“β-桐酸”或“(9E，11E，13E)-十八碳-9，11，13-三烯酸”是指
本文使用的术语“梓树酸(catalpicacid)”或“(9E，11E，13Z)-十八碳-9，11，13-三烯酸”是指
本文使用的术语“石榴酸(punicicacid)”或“(9Z，11E，13Z)-十八碳-9，11，13-三烯酸”是指
本文使用的术语“茹米烯酸(rumelenicacid)”或“(9E，11Z，15E)-十八碳-9，11，15-三烯酸”是指
本文使用的术语“α-十八碳四烯酸”或“(9Z，11E，13E，15Z)-十八碳-9，11，13，15-四烯酸”是指
本文使用的术语“β-十八碳四烯酸”或“(9E，11E，13E，15E)-十八碳-9，11，13，15-四烯酸”是指
本文使用的术语“伯色五烯酸(bosseopentaenoicacid)”或“(5Z，8Z，10E，12E，14Z)-二十碳-5，8，10，12，14-五烯酸”是指
本文使用的术语“皮诺敛酸”或“(5Z，9Z，12Z)-十八碳-5，9，12-三烯酸”是指
本文使用的术语“罗汉松酸(podocarpicacid)”或“(5Z，11Z，14Z)-二十碳-5，11，14-三烯酸”是指
本文使用的术语“丙酸”是指CH3CH2COOH。
本文使用的术语“丁酸”是指CH3(CH2)2COOH。
本文使用的术语“戊酸”是指CH3(CH2)3COOH。
本文使用的术语“己酸”是指CH3(CH2)4COOH。
本文使用的术语“庚酸”是指CH3(CH2)5COOH。
本文使用的术语“辛酸”是指CH3(CH2)6COOH。
本文使用的术语“壬酸”是指CH3(CH2)7COOH。
本文使用的术语“癸酸”是指CH3(CH2)8COOH。
本文使用的术语“十一酸”是指CH3(CH2)9COOH。
本文使用的术语“月桂酸”是指CH3(CH2)10COOH。
本文使用的术语“十三酸”是指CH3(CH2)11COOH。
本文使用的术语“肉豆蔻酸”是指CH3(CH2)12COOH。
本文使用的术语“十五酸”是指CH3(CH2)13COOH。
本文使用的术语“棕榈酸”是指CH3(CH2)14COOH。
本文使用的术语“十七酸”是指CH3(CH2)15COOH。
本文使用的术语“硬脂酸”是指CH3(CH2)16COOH。
本文使用的术语“十九酸”是指CH3(CH2)17COOH。
本文使用的术语“花生酸”是指CH3(CH2)18COOH。
本文使用的术语“二十一酸”是指CH3(CH2)19COOH。
本文使用的术语“山萮酸”是指CH3(CH2)20COOH。
本文使用的术语“二十三酸”是指CH3(CH2)21COOH。
本文使用的术语“木蜡酸”是指CH3(CH2)22COOH。
本文使用的术语“二十五酸”是指CH3(CH2)23COOH。
本文使用的术语“蜡酸”是指CH3(CH2)24COOH。
本文使用的术语“二十七酸”是指CH3(CH2)25COOH。
本文使用的术语“褐煤酸”是指CH3(CH2)26COOH。
本文使用的术语“二十九酸”是指CH3(CH2)27COOH。
本文使用的术语“蜂花酸”是指CH3(CH2)28COOH。
本文使用的术语“三十一酸”是指CH3(CH2)29COOH。
本文使用的术语“虫漆醋酸”是指CH3(CH2)30COOH。
本文使用的术语“叶虱酸”是指CH3(CH2)31COOH。
本文使用的术语“格地酸”是指CH3(CH2)32COOH。
本文使用的术语“蜡塑酸(ceroplasticacid)”是指CH3(CH2)33COOH。
本文使用的术语“三十六酸”是指CH3(CH2)34COOH。
2.组合物
本文公开的组合物包含咪唑啉化合物、季铵和磷化合物。所述组合物还可包含反乳化剂。所述组合物还可包含增效剂。所述组合物还可包含溶剂。所述组合物还可包含一种或更多种额外的组分。
所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物和反乳化剂。
另外，所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物、反乳化剂和增效剂。
此外，所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物、反乳化剂和溶剂。
另外，所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物和溶剂。
此外，所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物、增效剂和溶剂。
另外，所述组合物可包含咪唑啉化合物、季铵、磷化合物、反乳化剂、增效剂和溶剂。
a.咪唑啉化合物
本文公开的组合物包含至少一种咪唑啉化合物。咪唑啉化合物可具有式(I)、(II)或(III)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R3和Rx各自独立地选自来源于不饱和酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
对于这些咪唑啉而言，当R＝H并且羧酸部分去质子化时，羧酸部分的R基团可以不存在。例如，当R12和/或R13是去质子化的羧酸部分时(例如，当R12是-CH2CH2CO2 -时)，R15和/或R17可以不存在。
对于咪唑啉化合物而言，R1可为未被取代的烷基。例如，R1可为未被取代的C1-C10-烷基(例如，甲基、乙基、丙基(例如，正丙基、异丙基)、丁基(例如，正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基)、戊基(例如，正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、仲丁基、3-戊基)、己基、庚基、辛基、壬基或癸基)。另外，R1可为未被取代的C2-C10-烷基。对于这些咪唑啉化合物而言，R1可为未被取代的C2-C8-烷基。另外，R1可为未被取代的C2-C6-烷基。优选地，R1是丙基、丁基或己基。
对于这些咪唑啉而言，R1是被取代的烷基。例如，R1是被取代的C1-C10-烷基、被取代的C2-C10-烷基、被取代的C2-C8-烷基或者被取代的C2-C6-烷基。另外，R1是被一个取代基取代的C1-C10-烷基、C2-C10-烷基、C2-C8-烷基或C2-C6-烷基，所述取代基选自-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)，其中R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和R13如上定义。更具体地说，R1是被一个取代基取代的C2-C6-烷基，所述取代基选自-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17，其中R14、R15、R16和R17如上定义。另外，R1是被一个取代基取代的C2-C6-烷基，所述取代基选自-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自独立地选自氢、C2-C6-烷基、-COR14、-CO2R15、-C2-C6-烷基-COR16和-C2-C6-烷基-CO2R17，其中R14、R15、R16和R17选自氢和C1-C34-烷基。对于这些咪唑啉而言，R1是被一个取代基取代的直链C2-C6-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自独立地选自氢、-COR14、-CO2R15、-C2-C6-烷基-COR16和-C2-C6-烷基-CO2R17，其中R14、R15、R16和R17选自氢和C1-C34-烷基。例如，R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31。另外，R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢。
对于式(I)、(II)和(III)的咪唑啉而言，R2是C4-C34-烷基或C4-C34-烯基。例如，R2是-(CH2)3CH3、-(CH2)4CH3、-(CH2)5CH3、-(CH2)6CH3、-(CH2)7CH3、-(CH2)8CH3、-(CH2)9CH3、-(CH2)10CH3、-(CH2)11CH3、-(CH2)12CH3、-(CH2)13CH3、-(CH2)14CH3、-(CH2)15CH3、-(CH2)16CH3、-(CH2)17CH3、-(CH2)18CH3、-(CH2)19CH3、-(CH2)20CH3、-(CH2)21CH3、-(CH2)22CH3、-(CH2)23CH3、-(CH2)24CH3、-(CH2)25CH3、-(CH2)26CH3、-(CH2)27CH3、-(CH2)28CH3、-(CH2)29CH3、-(CH2)30CH3、-(CH2)31CH3、-(CH2)32CH3、-(CH2)33CH3、-(CH2)34CH3、-(CH2)2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CH(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)3CH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CH(CH2)8CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)6CH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)6CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)3CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)3CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH2CH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)9CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)9CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)9CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)9CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)11CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)11CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)11CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3或-(CH2)13CH＝CH(CH2)7CH3。
对于咪唑啉而言，R2可为来源于饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸的基团。适当的饱和脂肪酸包括但不限于：丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十一酸、山萮酸、二十三酸、木蜡酸、二十五酸、蜡酸、二十七酸、褐煤酸、二十九酸、蜂花酸、三十一酸、虫漆醋酸、叶虱酸、格地酸、蜡塑酸和三十六酸。适当的不饱和脂肪酸包括但不限于：肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、十六碳烯酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸、十六碳三烯酸、亚麻油酸、廿碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、鳁酸、二十二碳五烯酸、(9Z，12Z，15Z，18Z，21Z)-二十四碳-9，12，15，18，21-五烯酸、尼生酸、γ-亚麻酸、二十碳二烯酸、双同-γ-亚麻酸、二十二碳二烯酸、艾得酸、二十四碳四烯酸、(6Z，9Z，12Z，15Z，18Z)-二十四碳-6，9，12，15，18-五烯酸、(Z)-二十碳-11-烯酸、米德酸、芥酸、神经酸、瘤胃酸、α-十八碳三烯酸、β-十八碳三烯酸、兰花酸、α-桐酸、β-桐酸、梓树酸、石榴酸、茹米烯酸、α-十八碳四烯酸、β-十八碳四烯酸、伯色五烯酸、皮诺敛酸和罗汉松酸。优选地，R2来源于椰子油、牛油或妥尔油脂肪酸(TOFA)。
对于咪唑啉而言，R3是-C(RaRb)-C(RcRd)-CO2Re，其中Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢(-H)、卤素和烷基，并且其中Re是氢(-H)或烷基。例如，R3是-C(RaRb)-C(RcRd)-CO2Re，其中Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢(-H)、卤素和C1-C6-烷基，并且其中Re是氢(-H)或C1-C6-烷基。另外，R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)或C1-C6-烷基。此外，当R3是去质子化的羧酸部分时(例如，当R3是-CH2CH2CO2 -时)，Re可以不存在。
对于所述咪唑啉而言，R3可来源于丙烯酸。适当的丙烯酸包括但不限于：丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸和2-(三氟甲基)丙烯酸。例如，R3可以来源于丙烯酸(H2C＝CHCO2H)。
式(I)、(II)或(III)的咪唑啉可具有Rx，Rx是-C(RaRb)-C(RcRd)-CO2Re，其中Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢(-H)、卤素和烷基，并且其中Re是氢(-H)或烷基。另外，Rx可为-C(RaRb)-C(RcRd)-CO2Re，其中Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自氢(-H)、卤素和C1-C6-烷基，并且其中Re是氢(-H)或C1-C6-烷基。此外，Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)或C1-C6-烷基。另外，当Rx是去质子化的羧酸部分时(例如，当Rx是-CH2CH2CO2 -时)，Re可以不存在。
对于本文所述的咪唑啉而言，Rx可以来源于丙烯酸。适当的丙烯酸包括但不限于：丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸和2-(三氟甲基)丙烯酸。例如，Rx可以来源于丙烯酸(H2C＝CHCO2H)。
式(I)、(II)或(III)的咪唑啉可具有R4和R5，R4和R5各自独立地为未被取代的C1-C10-烷基(例如，甲基、乙基、丙基(例如，正丙基、异丙基)、丁基(例如，正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基)、戊基(例如，正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、仲戊基、3-戊基)、己基、庚基、辛基、壬基或癸基)或氢。另外，R4和R5可以各自独立地为未被取代的C1-C6烷基或氢。优选地，R4和R5各自为氢(-H)。
式(I)、(II)或(III)的咪唑啉可具有R6、R7、R8、R9、R10和R11，R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的烷基和未被取代的烯基。例如，R6、R7、R8、R9、R10和R11可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的C1-C34-烷基和未被取代的C2-C34-烯基。另外，R6、R7、R8、R9、R10和R11可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的C1-C10-烷基和未被取代的C2-C10-烯基。
另外，R6、R7、R8、R9、R10和R11可在每次出现时各自独立地选自氢和来源于脂肪酸的基团。
对于所述咪唑啉化合物而言，R12和R13可在每次出现时各自独立地选自氢、C1-C10-烷基、-COR14、-CO2R15、-C1-C10-烷基-COR16和-C1-C10-烷基-CO2R17。另外，R12和R13可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的C1-C10-烷基、-COR14、-CO2R15、-C1-C10-烷基-COR16和-C1-C10-烷基-CO2R17。
对于所述咪唑啉而言，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的烷基和未被取代的烯基。另外，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的C1-C34-烷基和未被取代的C2-C34-烯基。此外，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、未被取代的C1-C10-烷基和未被取代的C2-C10-烯基。另外，当羧酸部分去质子化时，R15和/或R17可以不存在。
咪唑啉化合物可具有R14、R15、R16和R17，R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢和来源于脂肪酸的基团。另外，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、C4-C34-烷基和C4-C34-烯基。此外，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、-(CH2)3CH3、-(CH2)4CH3、-(CH2)5CH3、-(CH2)6CH3、-(CH2)7CH3、-(CH2)8CH3、-(CH2)9CH3、-(CH2)10CH3、-(CH2)11CH3、-(CH2)12CH3、-(CH2)13CH3、-(CH2)14CH3、-(CH2)15CH3、-(CH2)16CH3、-(CH2)17CH3、-(CH2)18CH3、-(CH2)19CH3、-(CH2)20CH3、-(CH2)21CH3、-(CH2)22CH3、-(CH2)23CH3、-(CH2)24CH3、-(CH2)25CH3、-(CH2)26CH3、-(CH2)27CH3、-(CH2)28CH3、-(CH2)29CH3、-(CH2)30CH3、-(CH2)31CH3、-(CH2)32CH3、-(CH2)33CH3、-(CH2)34CH3、-(CH2)2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CH(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)3CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)3CH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CH(CH2)8CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)5CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)6CH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)6CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)3CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)7CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH＝CH(CH2)3CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH2CH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH＝CHCH＝CHCH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)7CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)9CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)9CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3、-(CH2)9CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH3、-(CH2)9CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)11CH＝CH(CH2)5CH3、-(CH2)11CH＝CH(CH2)7CH3、-(CH2)11CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)4CH3和-(CH2)13CH＝CH(CH2)7CH3。
对于式(I)、(II)和(III)的咪唑啉而言，R14、R15、R16和R17可在每次出现时各自独立地选自氢、来源于饱和脂肪酸的基团和来源于不饱和脂肪酸的基团。适当的饱和脂肪酸包括但不限于：丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、十九酸、花生酸、二十一酸、山萮酸、二十三酸、木蜡酸、二十五酸、蜡酸、二十七酸、褐煤酸、二十九酸、蜂花酸、三十一酸、虫漆醋酸、叶虱酸、格地酸、蜡塑酸和三十六酸。合适的不饱和脂肪酸包括但不限于：肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、十六碳烯酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、α-亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、芥酸、二十二碳六烯酸、十六碳三烯酸、亚麻油酸、廿碳三烯酸、二十碳四烯酸、二十一碳五烯酸、鳁酸、二十二碳五烯酸、(9Z，12Z，15Z，18Z，21Z)-二十四碳-9，12，15，18，21-五烯酸、尼生酸、γ-亚麻酸、二十碳二烯酸、双同-γ-亚麻酸、二十二碳二烯酸、艾得酸、二十四碳四烯酸、(6Z，9Z，12Z，15Z，18Z)-二十四碳-6，9，12，15，18-五烯酸、(Z)-二十碳-11-烯酸、米德酸、芥酸、神经酸、瘤胃酸、α-十八碳三烯酸、β-十八碳三烯酸、兰花酸、α-桐酸、β-桐酸、梓树酸、石榴酸、茹米烯酸、α-十八碳四烯酸、β-十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、皮诺敛酸和罗汉松酸。另外，R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地为氢或者来源于椰子油、牛油或妥尔油脂肪酸(TOFA)的基团。
优选地，咪唑啉是式(I)的化合物，其中R1是未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
或者，咪唑啉是式(I)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
另外，咪唑啉是式(I)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在(例如，R12是-C2-烷基-CO2 -)；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
此外，咪唑啉是式(II)的化合物，其中R1是未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，Rx是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
咪唑啉可为式(II)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，Rx是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
咪唑啉可为式(II)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在(例如，R12是-C2-烷基-CO2 -)；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，Rx是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
咪唑啉可为式(III)的化合物，其中R1是未被取代的C2-C6-烷基；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
咪唑啉可为式(III)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
咪唑啉可为式(III)的化合物，其中R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在(例如，R12是-C2-烷基-CO2 -)；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R4是氢；并且R5是氢。
无论是否明确地描述，应理解，式(I)、式(II)和式(III)各自旨在涵盖所述式的互变异构形式、外消旋形式、对映体形式、非对映体形式、两性离子形式和盐形式。当R3和/或Rx来源于丙烯酸时，咪唑啉可以以两性离子形式存在。
基于组合物的总重量，咪唑啉化合物可以以1重量％至50重量％、2重量％至40重量％、3重量％至30重量％、4重量％至20重量％、5重量％至17重量％、6重量％至16重量％、7重量％至15重量％、8重量％至14重量％、9重量％至13重量％或10重量％至12重量％的量存在于组合物中。基于组合物的总重量，咪唑啉化合物可以占组合物的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约16重量％、约17重量％、约18重量％、约19重量％或约20重量％。基于组合物的总重量，组合物可包含约11重量％的咪唑啉化合物。基于组合物的总重量，组合物可包含11重量％的咪唑啉化合物。
b.季铵
本文公开的组合物包含季铵。合适的季铵包括但不限于：烷基、羟烷基、烷基芳基、芳烷基或芳基胺季盐。
适当的烷基、羟烷基、烷基芳基、芳烷基或芳基胺季盐包括式[N+R5aR6aR7aR8a][X-]的那些烷基芳基、芳烷基和芳基胺季盐，其中R5a、R6a、R7a和R8a包含1至18个碳原子，并且X是Cl、Br或I。对于季铵而言，R5a、R6a、R7a和R8a可以各自独立地选自烷基(例如，C1-C18烷基)、羟烷基(例如，C1-C18羟烷基)和芳烷基(例如，苄基)。具有烷基或烷基芳基卤化物的单环芳香胺盐或多环芳香胺盐包括式[N+R5aR6aR7aR8a][X-]的盐，其中，R5a、R6a、R7a和R8a包含1至18个碳原子，并且X是Cl、Br或I。
适当的季铵盐包括但不限于：四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵、四己基氯化铵、四辛基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、鲸蜡基苄基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、二甲基烷基苄基季铵化合物、单甲基二烷基苄基季铵化合物、三甲基苄基季铵化合物和三烷基苄基季铵化合物，其中烷基可包含约1至约24个碳原子、约10至约18个碳原子或者约12至约16个碳原子，如例如，C12-16苄基二甲基氯化铵。适当的季铵化合物(季化合物(quat))包括但不限于：三烷基、二烷基、二烷氧基烷基、单烷氧基、苄基和咪唑啉季铵化合物及其盐等及其组合。季铵盐可为烷基胺苄基季铵盐、苄基三乙醇胺季铵盐或苄基二甲氨基乙醇胺季铵盐。
季铵可为由下式表示的苯甲烃铵(benzalkonium)盐：
其中n是8、10、12、14、16或18；并且X是Cl、Br或I。
季铵可为苯甲烃铵盐的混合物，其中n是8、10、12、14、16和18。
季铵可为苯甲烃铵盐的混合物，其中n是12、14、16和18。
季铵可为苯甲烃铵盐的混合物，其中n是12、14和16。
季铵可为苯甲烃铵盐的混合物，其中n是12、14、16和18，并且X是Cl。
季铵可为苯甲烃铵盐的混合物，其中n是12、14和16，并且X是Cl。
季铵可为烷基吡啶季盐，例如由以下通式表示的那些：
其中R9a是烷基、芳基或芳烷基，其中所述烷基具有1至约18个碳原子并且B是Cl、Br或I。其中，这些化合物是烷基吡啶盐和烷基吡啶苄基季化合物。示例性化合物包括甲基吡啶氯化物、乙基吡啶氯化物、丙基吡啶氯化物、丁基吡啶氯化物、辛基吡啶氯化物、癸基吡啶氯化物、月桂基吡啶氯化物、鲸蜡基吡啶氯化物、苄基吡啶和烷基苄基吡啶氯化物，优选地，其中烷基是C1-C6烃基。
基于组合物的总重量，季铵可以以0.1重量％至80重量％、1重量％至40重量％、5重量％至35重量％、10重量％至30重量％、15重量％至25重量％、16重量％至24重量％、17重量％至23重量％、18重量％至22重量％或19重量％至21重量％的量存在于组合物中。基于组合物的总重量，季铵占组合物的约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％、约14重量％、约15重量％、约16重量％、约17重量％、约18重量％、约19重量％、约20重量％、约21重量％、约22重量％、约23重量％、约24重量％、约25重量％、约26重量％、约27重量％、约28重量％、约29重量％、约30重量％、约31重量％、约32重量％、约33重量％、约34重量％或约35重量％。基于组合物的总重量，季铵以约20重量％或约21重量％的量存在。基于组合物的总重量，季铵以20.5重量％的量存在。
组合物可包含5重量％至35重量％的季铵，所述季铵包含C12-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为4重量％至20重量％)、C14-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为1重量％至10重量％)、C16-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为0.1重量％至5重量％)以及C18-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为0.5重量％或更少)。组合物可包含约20重量％或约21重量％的季铵，所述季铵包含C12-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为14.5重量％)、C14-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为5重量％)、C16-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为1重量％)以及C18-苄基二甲基氯化铵(例如，基于组合物的总重量为0.2重量％或更少)。
c.磷化合物
本文公开的组合物包含至少一种磷化合物，并且更具体地为磷盐。适当的磷盐包括但不限于：烷基三(羟基有机基)磷盐、烯基三(羟基有机基)磷盐和四(羟基有机基)磷盐。烷基三(羟基有机基)磷盐可为C1-C3-烷基三(羟甲基)磷盐。烯基三(羟基有机基)磷盐可为C2-C3-烯基三(羟甲基)磷盐。四(羟基有机基)磷盐可为四(羟甲基)磷盐，其包括但不限于：四(羟甲基)磷硫酸盐(THPS)、四(羟甲基)磷氯化物、四(羟甲基)磷磷酸盐、四(羟甲基)磷甲酸盐、四(羟甲基)磷乙酸盐和四(羟甲基)磷草酸盐。磷盐可为四(羟甲基)磷硫酸盐(THPS)。
基于组合物的总重量，磷盐可以以0.1重量％至80重量％、0.5重量％至50重量％、1重量％至14重量％、2重量％至13重量％、3重量％至12重量％、4重量％至11重量％、5重量％至10重量％、6重量％至9重量％或7重量％至8重量％的量存在于组合物中。基于组合物的总重量，磷盐占组合物的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％、约5重量％、约6重量％、约7重量％、约8重量％、约9重量％、约10重量％、约11重量％、约12重量％、约13重量％或约14重量％。基于组合物的总重量，磷盐可以以约7重量％的量存在。基于组合物的总重量，磷盐可以以7.5重量％的量存在。
d.反乳化剂
本文公开的组合物可包含反乳化剂(也称为破乳剂)。适当的破乳剂包括但不限于：十二烷基苄基磺酸(DDBSA)、二甲苯磺酸的钠盐(NAXSA)、环氧基化化合物和丙氧基化化合物、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂以及树脂，例如聚氧化烯、乙烯基聚合物、聚胺、聚酰胺、酚醛树脂和有机硅聚醚(siliconepolyethers)。破乳剂可为乙烯基聚合物，例如：丙烯酸与叔丁基酚、甲醛、马来酸酐、环氧丙烷和环氧乙烷的聚合物(CAS登记号：178603-70-8)。
基于组合物的总重量，反乳化剂可以以0.1重量％至30重量％、0.5重量％至10重量％或1重量％至5重量％的量存在。基于组合物的总重量，反乳化剂占组合物的约1重量％、约2重量％、约3重量％、约4重量％或约5重量％。基于组合物的总重量，组合物包含约2重量％或约3重量％的反乳化剂。基于组合物的总重量，组合物包含2.6重量％的反乳化剂。
e.增效剂
本文公开的组合物可包含增效组分。适当的增效剂化合物包括但不限于：巯基乙酸、3，3′-二硫代二丙酸、硫代硫酸盐、硫脲、2-巯基乙醇、L-半胱氨酸和叔丁基硫醇。增效化合物可为2-巯基乙醇。
基于组合物的总重量，增效剂可以以0.01重量％至10重量％、0.1重量％至8重量％、0.5重量％至7重量％、1重量％至6重量％、2重量％至5重量％或3重量％至4重量％的量存在。基于组合物的总重量，增效剂可以占组合物的约0.5重量％、约1重量％、约1.5重量％、约2.0重量％、约2.5重量％、约3.0重量％、约3.5重量％、约4.0重量％、约4.5重量％、约5.0重量％、约5.5重量％或约6.0重量％。基于组合物的总重量，组合物可包含约3.5重量％的增效剂。基于组合物的总重量，组合物可包含3.5重量％的增效剂。
f.溶剂
本文公开的组合物可包含溶剂。适当的溶剂包括但不限于：醇类、烃类、酮类、醚类、芳香族化合物、酰胺类、腈类、亚砜类、酯类、乙二醇醚、水性系统及其组合。溶剂可为水、异丙醇、甲醇、乙醇、2-乙基己醇、重质芳香族石脑油、甲苯、乙二醇、乙二醇单丁基醚(EGMBE)、二甘醇单乙基醚或二甲苯。适于组合物配制的代表性极性溶剂包括：水、盐水、海水、醇类(包括直链或支链脂肪族醇，如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2-乙基己醇、己醇、辛醇、癸醇、2-丁氧基乙醇等)、二醇类和衍生物(乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、乙二醇单丁基醚等)、酮类(环己酮、二异丁基酮)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N，N-二甲基甲酰胺等。适于组合物配制的代表性非极性溶剂包括脂肪族溶剂，如戊烷、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、癸烷、十二烷、柴油等；芳香族溶剂，如甲苯、二甲苯、重质芳香族石脑油、脂肪酸衍生物(酸类、酯类、酰胺类)等。
溶剂可为甲醇、异丙醇、2-乙基己醇或其组合。另外，溶剂可为甲醇、异丙醇、2-乙基己醇、水或其组合。
基于组合物的总重量，本发明的组合物可包含按重量计0％至99％、1％至98％、10％至80％、20％至70％、30％至60％或40％至55％的一种或更多种溶剂。
基于组合物的总重量，本发明的组合物可包含按重量计约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或约95％的一种或更多种溶剂。本发明的组合物包含约40％的一种或更多种醇溶剂和约15％的水。本发明的组合物可包含约40％的甲醇/异丙醇混合物和约15％的水。本发明的组合物可包含40％的甲醇/异丙醇混合物和14.9％的水。
本发明的组合物任选地包含一种或更多种额外的添加剂。适当的添加剂包括但不限于：腐蚀抑制剂、沥青烯抑制剂、石蜡抑制剂、防垢剂、乳化剂、净水剂、分散剂、硫化氢清除剂、气体水合物抑制剂、杀生物剂、pH改性剂和表面活性剂。
g.腐蚀抑制剂
包含在组合物中的适当腐蚀抑制剂包括但不限于：单烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯或三烷基磷酸酯或者烷基芳基磷酸酯；羟胺的磷酸酯；多元醇的磷酸酯；以及单体脂肪酸或低聚脂肪酸。
适当的单烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯和三烷基磷酸酯以及烷基芳基磷酸酯及单乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的磷酸酯通常包含1至约18个碳原子。优选的单烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯和三烷基磷酸酯，烷基芳基磷酸酯或芳烷基磷酸酯是通过使C3-C18脂肪醇与五氧化二磷反应制备的那些。磷酸酯中间体的酯基与磷酸三乙酯交换，磷酸三乙酯产生更宽分布的烷基磷酸酯。或者，可通过与烷基二酯、低分子量烷基醇或二醇的混合物混合来制备磷酸酯。低分子量烷基醇或二醇优选包括C6至C10醇或二醇。另外，优选包含一个或更多个2-羟乙基的多元醇的磷酸酯及其盐，和通过使聚磷酸或五氧化二磷与羟胺(例如二乙醇胺或三乙醇胺)反应获得的羟胺磷酸酯。
腐蚀抑制剂可为单体脂肪酸或低聚脂肪酸。优选的是C14-C22饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸以及通过使一种或更多种这样的脂肪酸聚合而获得的二聚体、三聚体和低聚体产物。
h.沥青烯抑制剂
适当的沥青烯抑制剂包括但不限于：脂肪族磺酸，烷基芳基磺酸，芳基磺酸盐/酯，木质磺酸盐/酯、烷基酚/醛树脂和类似的磺化树脂，聚烯烃酯，聚烯烃酰亚胺，具有烷基、烷撑基苯基或烷撑基吡啶基官能团的聚烯烃酯，聚烯烃酰胺，具有烷基、烷撑基苯基或烷撑基吡啶基官能团的聚烯烃酰胺，具有烷基、烷撑基苯基或烷撑基吡啶基官能团的聚烯烃酰亚胺，烯基/乙烯基吡咯烷酮共聚物，聚烯烃与马来酸酐或乙烯基咪唑的接枝聚合物，超支化聚酯酰胺，聚烷氧基化沥青烯，两性脂肪酸，烷基琥珀酸盐，脱水山梨糖醇单油酸酯，以及聚异丁烯琥珀酸酐。
i.石蜡抑制剂
适当的石蜡抑制剂包括但不限于石蜡结晶改良剂(crystalmodifier)和分散剂/结晶改良剂组合。适当的石蜡结晶改良剂包括但不限于丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯酸烷基酯-乙烯基吡啶共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐酯共聚物、支化聚乙烯、萘、蒽、微晶蜡和/或沥青烯。适当的分散剂包括但不限于十二烷基苯磺酸盐/酯、烷氧化的烷基酚和烷氧化的烷基酚树脂。
j.防垢剂
适当的防垢剂包括但不限于：磷酸盐、磷酸酯、磷酸、膦酸盐、膦酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺基-甲基丙烷磺酸酯/丙烯酸共聚物(AMPS/AA)的盐、亚膦酸化马来酸共聚物(PHOS/MA)和聚马来酸/丙烯酸/丙烯酰胺基-甲基丙烷磺酸酯三元共聚物(PMA/AMPS)的盐。
k乳化剂
适当的乳化剂包括但不限于：羧酸盐，羧酸或羧酸酐与胺之间酰化反应的产物，糖类的烷基、酰基和酰胺衍生物(烷基-糖乳化剂)。
l.净水剂
适当的净水剂包括但不限于无机金属盐，如明矾、氯化铝和氢氯酸铝，或者有机聚合物，如丙烯酸基聚合物、丙烯酰胺基聚合物、聚合胺、聚合烷醇胺、聚合硫代氨基甲酸酯和阳离子聚合物，如二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)。
m.分散剂
适当的分散剂包括但不限于：具有2至50个碳的脂肪族膦酸，如羟乙基二膦酸和氨基烷基膦酸，例如具有2至10个N原子的多氨基亚甲基膦酸酯，例如每个N原子携带至少一个亚甲基膦酸基团；后者的实例为乙二胺四(亚甲基膦酸酯)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸酯)和在每个N原子之间具有2至4个亚甲基的三胺-和四胺-多亚甲基膦酸酯，每个膦酸酯中亚甲基的数量中至少2个是不同的。另一些适当的分散剂包括木质素或木质素衍生物，如木质素磺酸盐/酯和萘磺酸和衍生物。
n.硫化氢清除剂
适当的额外硫化氢清除剂包括但不限于：氧化剂(例如，无机过氧化物，如过氧化钠或二氧化氯)、醛类(例如，1至10个碳的醛，如甲醛或戊二醛或(甲基)丙烯醛)、三嗪类(例如，单乙醇胺三嗪、单甲胺三嗪和来自多个胺的三嗪或其混合物)和乙二醛。
o.气体水合物抑制剂
适当的气体水合物抑制剂包括但不限于：热力学水合物抑制剂(THI)、动力学水合物抑制剂(KHI)和防聚剂(anti-agglomerates)(AA)。适当的热力学水合物抑制剂包括但不限于：NaCl盐、KCl盐、CaCl2盐、MgCl2盐、NaBr2盐、甲酸盐(例如，甲酸钾)、多元醇(例如，葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、乳糖、葡萄糖酸盐/酯、单乙二醇、二甘醇、三甘醇、单丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、单丁二醇、二丁二醇、三丁二醇、甘油、双甘油、三甘油和糖醇(例如，山梨醇、甘露醇)、甲醇、丙醇、乙醇、甘醇醚(例如，二乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚)以及醇的烷基酯或环酯(例如，乳酸乙酯、乳酸丁酯、苯甲酸甲基乙基酯)。适当的动力学水合物抑制剂和防聚剂包括但不限于：聚合物和共聚物，多糖(例如，羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、淀粉衍生物和黄原胶)、内酰胺(例如，聚乙烯基己内酰胺、聚乙烯基内酰胺)、吡咯烷酮(例如，各种分子量的聚乙烯基吡咯烷酮)、表面活性剂(例如，脂肪酸盐、乙氧基化醇、丙氧基化醇、山梨糖醇酯、乙氧基化山梨糖醇酯、脂肪酸的聚甘油酯、烷基葡糖苷、烷基聚葡糖苷、烷基硫酸盐/酯、烷基磺酸盐/酯、烷基酯磺酸盐/酯、烷基芳香族磺酸盐/酯、烷基甜菜碱、烷基酰胺基甜菜碱)、烃基分散剂(例如，木质素磺酸盐/酯、亚氨基二琥珀酸盐/酯、聚天冬氨酸盐/酯)、氨基酸和蛋白质。
p.杀生物剂
适当的额外杀生物剂包括但不限于：氧化性杀生物剂和非氧化性杀生物剂。适当的非氧化性杀生物剂包括例如醛类(例如，甲醛、戊二醛和丙烯醛)、胺类化合物(例如，季铵化合物和椰油二胺(cocodiamine))、卤代化合物(例如，溴硝丙二醇和2-2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA))、硫化合物(例如，异噻唑酮、氨基甲酸盐/酯和甲硝唑)和季磷盐(例如，四(羟基甲基)硫酸磷(THPS))。适当的氧化性杀生物剂包括例如次氯酸钠、三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸、次氯酸钙、次氯酸锂、氯化乙内酰脲、稳定的次溴酸钠、活化的溴化钠、溴化乙内酰脲、二氧化氯、臭氧和过氧化物。
q.pH改性剂
适当的pH改性剂包括但不限于：碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐及其混合物或组合。示例性pH改性剂包括NaOH、KOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、MgO和Mg(OH)2。
r.表面活性剂
适当的表面活性剂包括但不限于：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。阴离子表面活性剂包括烷基芳基磺酸盐、烯烃磺酸盐、石蜡磺酸盐、醇硫酸盐、醇醚硫酸盐、烷基羧酸盐和烷基醚羧酸盐，以及烷基和乙氧基烷基磷酸酯，以及单烷基和二烷基磺基琥珀酸酯和磺基琥珀酰胺酸盐/酯。阳离子表面活性剂包括烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、二烷基二甲基季铵盐和咪唑啉盐。非离子表面活性剂包括醇烷氧化物，烷基酚烷氧化物，环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷的嵌段共聚物，烷基二甲基胺氧化物，烷基-双(2-羟基乙基)胺氧化物，烷基酰胺基丙基二甲基胺氧化物，烷基酰胺基丙基-双(2-羟基乙基)胺氧化物，烷基聚葡糖苷，聚烷氧基化甘油酯，山梨醇酯和聚烷氧基化山梨醇酯，以及烷酰基聚乙二醇酯和二酯。还包括甜菜碱和磺酸内盐(sultane)，两性表面活性剂如烷基两性乙酸酯和两性二乙酸酯、烷基两性丙酸酯和两性二丙酸酯以及烷基亚氨基二丙酸酯。
表面活性剂可为季铵化合物、胺氧化物、离子表面活性剂或非离子表面活性剂或其组合。适当的季铵化合物包括但不限于：烷基苄基氯化铵、苄基椰油烷基(C12-C18)二甲基氯化铵、二椰油烷基(C12-C18)二甲基氯化铵、二牛油基二甲基氯化铵、二(氢化牛油基烷基)二甲基季铵甲基氯化物、甲基双(2-羟乙基椰油烷基(C12-C18)季铵氯化物、二甲基(2-乙基)牛油基硫酸甲酯铵、n-十二烷基苄基二甲基氯化铵、n-十八烷基苄基二甲基氯化铵、n-十二烷基三甲基硫酸铵、大豆烷基三甲基氯化铵和氢化牛油基烷基(2-乙基己基)二甲基季铵硫酸甲酯。
s.额外的组分
根据本发明制成的组合物还可包含提供有益性质的额外的功能试剂或添加剂。本领域技术人员会理解，额外的试剂或添加剂会根据制造中的特定组合物及其预定用途而变化。
或者，所述组合物不包含任何额外的试剂或添加剂。
3.合成
结合以下合成方案和方法可更好地理解本发明的化合物和组合物，所述合成方案和方法说明了可制备化合物的手段。
方案1
如方案1所示，可通过使式(2)的咪唑啉与式(3)的丙烯酸反应来制备式(1)的化合物，其中R1、R2、R3、R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re如上定义。式(2)的咪唑啉可由使二胺(例如乙二胺(EDA)、二乙撑三胺(DETA)或三乙撑四胺(TETA))与长链脂肪酸(例如妥尔油脂肪酸(TOFA))反应来制备。引入代表性反应方案中的式(3)化合物通常包含α，β-不饱和羧基脂肪酸及其酰胺和酯衍生物；不饱和磺酸基和膦酸基脂肪酸；及其组合。式(3)的化合物可选自被取代和未被取代的具有3至约11个碳原子的α，β-不饱和羧基脂肪酸及其酰胺和酯衍生物，或其盐；被取代和未被取代的具有2至约11个碳原子的α，β-不饱和脂肪酸或其盐；及其组合。
对于方案1而言，R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re各自为氢。此外，R1是C2-C10-烷基、C2-C8-烷基或C2-C6-烷基；并且R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re各自为氢。另外，R1是C2-C10-烷基、C2-C8-烷基或C2-C6-烷基；R2是C17基团；并且R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re各自为氢。同样，R1是C2-C10-烷基、C2-C8-烷基或C2-C6-烷基；R2是来源于椰子油、牛油或妥尔油脂肪酸(TOFA)的基团；并且R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re各自为氢。
方案2
如方案2所示，可通过使式(2)的咪唑啉与式(3)的丙烯酸反应来制备式(4)的化合物，其中R1、R2、R3、Rx、R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re如上定义。
对于方案2而言，R4、R5、Ra、Rb、Rc和Re各自为氢。此外，R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，Rx是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。另外，R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢或者不存在(例如，R12是-C2-烷基-CO2 -)；R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，R3是-CH2CH2CO2 -)；Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢(-H)、C1-C6-烷基，或者Re不存在(例如，Rx是-CH2CH2CO2 -)；R4是氢；并且R5是氢。
用于本发明组合物的咪唑啉还可以是市售的。
化合物可例如通过取代基的操作被进一步改性。这些操作可包括但不限于：还原、氧化、有机金属交叉偶联、烷基化、酰化和水解反应，这对本领域技术人员来说是公知的。在一些情况中，可以改变进行前述反应方案的顺序以便于反应或者避免不期望的反应产物。
4.使用方法
本发明的组合物可用于其中期望在表面控制生物淤积和/或抑制腐蚀的任何工业。组合物可优选被用作油气应用中的杀生物剂。通过用有效量的本发明组合物处理气体流或液体流，组合物可提供显著的浮游杀灭并且通过延迟生物膜的再生长动力学来提供增强的生物膜控制。
所述组合物可用于水系统、冷凝物/油系统/气系统或其任何组合中。
所述组合物可应用于原油或天然气的生产、运输、存储和/或分离中产生或使用的气体或液体中。
所述组合物可应用于燃煤过程(例如燃煤发电厂)中使用或产生的气体流。
所述组合物可应用于废水处理、农场、屠宰场、填埋场、市政废水厂、煤炭焦化工艺或生物燃料过程中产生或使用的气体或液体中。
可添加所述组合物的流体可为水性介质。所述水性介质可包括水、气体和任选的液体烃。可引入所述组合物的流体可为液体烃。所述液体烃可为包括但不限于以下的任何类型的液体烃：原油、重油、经加工残油、沥青油、焦化油、焦化气油、流体催化裂化器原料、气油、石脑油、流体催化裂化浆料、柴油燃料、燃料油、喷气燃料、汽油和煤油。所述流体或气体可为精制烃产物。
用本发明组合物处理的流体或气体可处于任何选择的温度下，如环境温度或高温下。流体(例如，液体烃)或气体可在约40℃至约250℃的温度下。流体或气体可在-50℃至300℃、0℃至200℃、10℃至100℃或20℃至90℃的温度下。
可将本发明组合物以各种水平含水率(watercut)添加至流体中。例如，含水率可为0％至100％体积/体积(v/v)、1％至80％v/v或1％至60％v/v。流体可为包含各种盐度水平的水性介质。流体的盐度可为总溶解固体(totaldissolvedsolids，TDS)的0％至25％、约1％至24％或约10％至25％重量/重量(w/w)。
添加本发明组合物的流体或气体包含在和/或暴露于许多不同类型的装置中。例如，流体或气体可包含在将流体或气体从一点运输至另一点的装置中，如油和/或气管道。装置可为油和/或气精炼厂的一部分，如管道、分离容器、脱水单元或气体管线。流体可包含在和/或暴露于油萃取和/或生产中使用的装置(如井口)中。所述装置可为燃煤发电厂的一部分。所述装置可为洗涤器(例如，湿式烟道气脱硫器、喷雾干燥吸收器、干式吸附剂注射器、喷雾塔、接触塔或泡罩塔等)。所述装置可为货船、存储容器、收集罐或与罐、容器或处理单元连接的管道。流体或气体可包含在水系统、冷凝液/油系统/气系统或其任意组合中。
可通过用于确保分散于流体或气体中的任何合适方法来将本发明组合物引入流体或气体中。在流动管线上游一点处添加抑制剂组合物，其中所述点处期望防腐蚀。可使用机械设备(如化学注射泵、丁字管、注射配件、雾化器、管等)来注射所述组合物。根据应用和需求，可在有或没有一种或更多种额外的极性或非极性溶剂下引入本发明组合物。可使用中央管线(umbilicalline)将本发明组合物泵送至油和/或气管线中。可使用毛细管注射系统将所述组合物递送至选择的流体中。可将所述组合物引入液体中并混合。可将组合物作为水性或非水性溶液、混合物或浆料注射至气体流中。可使所述流体或气体穿过包含本发明化合物或组合物的吸收塔。
可将所述组合物应用于流体或气体以提供任何选择的浓度。事实上，通常将本发明组合物添加至流动管线中以提供约0.01至约10,000ppm有效处理剂量的所述组合物。可将组合物应用至流体或气体中以提供约1百万分率(partspermillion，ppm)至约1,000,000ppm、约1ppm至约100,000ppm、约10ppm至约75,000ppm、约10ppm至约10,000ppm、约50ppm至约10,000ppm或者约100ppm至约500ppm的总活性物质(例如，咪唑啉、季铵、磷盐、反乳化剂和增效剂)浓度。可将组合物应用至流体中以提供约10ppm至约10,000ppm、约10ppm至约500ppm、约50ppm至约500ppm或约100ppm至约500ppm的活性物质浓度。可将组合物应用至流体或气体中以提供约50ppm、约100ppm、约150ppm、约200ppm、约250ppm、约300ppm、约350ppm、约400ppm、约450ppm、约500ppm、约550ppm、约600ppm、约650ppm、约700ppm、约750ppm、约800ppm、约850ppm、约900ppm、约950ppm或约1,000ppm的活性物质浓度。每个系统可具有其自己剂量水平的要求，并且组合物足以降低腐蚀速率的有效剂量水平可以随着其使用的系统变化。
所述组合物可以连续、分批或其组合应用。组合物剂量可以是连续的。
所述组合物剂量可以是间歇的(即，分批处理)。
所述组合物剂量可以是连续/维持和/或间歇的。
用于连续处理的剂量率通常为约10ppm至约500ppm或者约10ppm至约200ppm。
用于分批处理的剂量率通常为约10ppm至约10,000ppm。
所述组合物可作为药丸应用于管道，提供高剂量(例如，10,000ppm)的组合物。
其中使用组合物的流动管线的流速可为0英尺/秒至100英尺/秒或者0.1英尺/秒至50英尺/秒。在一些情况中，所述组合物可以用水来配制以便于添加至流动管线中。
组合物可提供50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％或100％的浮游杀灭。在与杀生物剂组合物的4小时接触期之后，在动态流动循环测试中，组合物可提供50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％或100％的浮游杀灭。
可通过这样的测试系统表征动态流动回路：大约保持选择体积的流体(例如，1.5升)在1018碳钢生物柱体(biostud)(例如，位于改进型Robbin装置的6点钟位置)上持续循环。测试流体可以以选择的速率(例如，约3.1加仑/分钟)泵送通过所述系统，所述测试流体允许微生物和固体沉积在生物柱体上。在生物膜生长期(例如，7周)期间可使用ATP定量监测微生物种群的健康(例如，每周)。在结束成熟生物膜的建立之后，可以开始杀生物剂效力的研究。在所述研究期间，可在杀生物剂处理前后以预定间隔(例如，4小时、24小时、72小时或120小时)收集固体和流体样品。在将杀生物剂添加至单个流动回路之前可以获得基线读数(例如，固体样品和流体样品)。为了研究生物膜在分批杀生物剂处理之后能够多快地再生长，可将每个流动回路中全部经杀生物剂处理的流体从所述系统中除去并且将未经处理的生产流体添加返回至所述系统。可在添加新的流体之后以选择的时间间隔(例如，24小时、48小时和72小时或120小时)除去额外的固体样品(例如，柱体)，从而确定生物膜能够多快地再生长成其预处理尺寸。
参考以下实施例会更好地理解本发明的化合物、组合物、方法和工艺，所述实施例旨在举例说明而非限制本发明的范围。
5.实施例
参考以下实施例可更好地理解前述内容，所述实施例出于举例说明的目的而给出，并非旨在限制本发明的范围。
可以如实施例1至实施例5所述和美国专利No.6,488,868、7,057,050和7,951,754中所述来制备咪唑啉，其内容通过引用整体并入本文。咪唑啉也可以是市售的。
实施例1
为了制备其中R2为-C17H35、-C17H33或-C17H31的上述咪唑啉，将60克的妥尔油脂肪酸(TOFA)装入配备有高架搅拌器、热电偶、加料漏斗和迪安-斯达克榻分水器(Dean-Starktrap)的250ml4-颈烧瓶中。将TOFA加热至60℃然后快速地逐滴添加25克正丙基乙二胺。所得混合物由淡黄色转为深红色并且放热至100℃。然后将混合物加热至120℃-140℃保持3小时。使分水器中收集的烃返回烧瓶中。其后将混合物加热至160℃保持1小时同时允许将水收集在迪安-斯达克榻分水器中。
然后将所得混合物在165℃下加热2小时并且然后在225℃下加热额外1小时，在此期间，收集任何另外释放出的水。应用氮气吹扫并且提高高架搅拌器的速度以便于除去水。在将混合物另外加热至225℃保持额外1.5小时之后，冷却反应混合物并且然后使65.9克所得的咪唑啉混合物与18.7克丙烯酸反应，将所述丙烯酸小心地逐滴添加至咪唑啉产物中。观察到约70℃至89℃的温度上升。放热停止之后，使反应温度升高至约100℃保持2小时。回收所得的正丙基-2-十七碳烯基咪唑啉丙烯酸酯。
实施例2
为了制备其中R2为-C17H35、-C17H33或-C17H31的上述咪唑啉，将60克妥尔油脂肪酸(TOFA)装入配备有高架搅拌器、热电偶、加料漏斗和迪安-斯达克榻分水器的250ml4-颈烧瓶中。使TOFA加热至60℃然后快速地逐滴添加28.5克(0.245mol)的正丁基乙二胺。所得混合物由淡黄色转为深红色并且放热至84℃。然后将混合物加热至160℃保持3.5小时直到没有另外的水释放出。使分水器中收集的烃返回烧瓶中。其后将混合物加热至160℃保持1小时同时允许将水收集在迪安-斯达克榻分水器中。
然后，将50克(0.132摩尔)所得混合物在225℃下加热额外的1小时，在此期间，收集任何另外释放出的水。应用氮气吹扫并且提高高架搅拌器的速度以便于除去水。在将混合物另外加热至225℃保持额外1.5小时之后，冷却反应混合物然后使45.25克所得咪唑啉混合物与10.4克丙烯酸反应，将所述丙烯酸小心地逐滴添加至咪唑啉产物中。观察到温度上升至约88℃。放热停止之后，使反应温度升高至约120℃保持2小时。回收所得正丁基-2-十七碳烯基咪唑啉丙烯酸酯。
实施例3
为了制备其中R2为-C17H35、-C17H33或-C17H31的上述咪唑啉，将60克妥尔油脂肪酸(TOFA)装入配备有高架搅拌器、热电偶、加料漏斗和迪安-斯达克榻分水器的250ml4-颈烧瓶中。将TOFA加热至60℃并快速地逐滴添加35.3克(0.265mol)的正己基乙二胺。所得混合物由淡黄色转为深红色并且放热至87℃。将混合物加热至160℃保持3.5小时直到没有另外的水释放出。使分水器中收集的烃返回烧瓶中。其后将混合物加热至160℃保持1小时同时允许将水收集在迪安-斯达克榻分水器中。
然后将61克所得混合物在225-230℃下加热1小时然后在225℃下加热额外的1小时，在此期间，收集任何另外释放出的水。应用氮气吹扫并提高高架搅拌器的速度以便于除去水。在将混合物另外加热至225℃保持额外1.5小时之后，冷却反应混合物然后使55.93克所得咪唑啉混合物在3-颈250ml烧瓶中与18.7克丙烯酸反应，将所述丙烯酸小心地逐滴添加至咪唑啉产物中。观察到温度上升至92℃。放热停止之后，使反应温度升高至约120℃保持2小时。回收所得正己基-2-十七碳烯基咪唑啉丙烯酸酯。
实施例4
为了制备其中R2和R14独立地为-C17H35、-C17H33或-C17H31的上述咪唑啉化合物，称量220.4克(0.78摩尔)妥尔油脂肪酸混合物(“TOFA”-由约46％油酸、约41％亚油酸、约4％硬脂酸和约9％其它酸组成)并且装入配备有高架搅拌器、热电偶、加料漏斗和迪安-斯达克榻分水器的500ml圆底四颈烧瓶中。将TOFA加热至约70℃并且在搅拌下逐滴添加38.8克(0.38mol)二乙撑三胺。观察到约35℃的放热。将混合物进一步在130℃下加热1小时并且在160℃下加热2小时。然后在氮气吹扫下将混合物在250℃下保持2小时。收集了17.6ml(约86％理论量的水用于100％咪唑啉形成)的水。冷却混合物并且在搅拌下逐滴添加60.8克(0.84摩尔)的冰丙烯酸，其具有47℃至67℃的放热。将该最终混合物在120℃至125℃下加热2小时以确保完全反应。
实施例5
为了制备其中R2为-C17H35、-C17H33或-C17H31的上述咪唑啉，将175g(0.62mol)TOFA装入配备有高架搅拌器、加料漏斗、热电偶和迪安-斯达克榻分水器的500ml圆底四颈烧瓶中。使所述酸加热至60℃并且在整个反应的液体表面上维持氮气的吹扫。当温度达到60℃时，快速地逐滴添加82g(0.8mol)DETA。观察到约40℃的放热。在搅拌下将混合物加热至175℃直到收集到理论量的用于酰胺形成的水(11g)。此时混合物的红外光谱表明酰胺(在约1630cm-1和1550cm-1处吸收)和游离N-H(在约3315cm-1处吸收)的存在。将温度升高至225℃并且在此维持2小时(收集到84％的理论量的用于100％咪唑啉形成的水)。红外光谱表现出表明是咪唑啉的上述相同的两个宽带及其间约1610cm-1的尖锐强带。
称量69.8g(0.2mol，假定胺咪唑啉的复合分子量是349克/摩尔)的所得胺咪唑啉混合物并装入配备有高架搅拌器、加料漏斗和热电偶的250ml圆底四颈烧瓶中。通过加料漏斗向其中添加43.2g(0.6mol)丙烯酸。记录放热并将混合物在120℃下加热2小时。
杀生物剂测试
通过动态流动回路测试进行本文公开的杀生物剂组合物的评估，其中可以监测浮游生物体和固着生物体两者。为了开始该测试，将来自油田的流体以及来自油田的经培养的生物体放置在所述系统中并且使其生长约7周，提供然后可以通过杀生物剂处理来挑战的成熟生物膜。
测试系统容纳约1.5升的流体，其在位于改进型Robbin装置的6点钟位置处的1018碳钢生物柱体上连续循环。在6点钟位置处，装置容纳最多8个生物柱体。将生产流体以约3.1加仑/分钟的速率泵送通过所述系统，其允许微生物和固体沉积在生物柱体上。在生物膜生长阶段期间使用ATP定量每周监测微生物种群的健康。
在结束成熟生物膜的建立之后，开始固着杀灭研究。在研究期间，在杀生物剂处理前后以预定间隔收集了固体和流体样品。在该系统中测试了以下化学品：(研究1)相对于THPS/季化合物#2、(研究2)THPS/季化合物#1和(研究3)THPS/季化合物/咪唑啉对THPS进行测试。在所有研究期间，在将化学品添加至各流动回路之前，获取了基线读数。这由流体样品以及两个生物柱体组成。除去基线样品之后，将(研究1)THPS或THPS/季化合物#2、(研究2)THPS/季化合物#1、(研究3)THPS/季化合物/咪唑啉以预定浓度添加至流动回路中，接触4小时的时间。4小时处理之后，将第二流体样品和两个取样片(coupon)从各流动回路中除去。然后将各流动回路中的总流体从所述系统中除去并且添加回未经处理的生产流体以模仿分批杀生物剂处理然后继续生产。在添加新流体之后，在24小时、48小时和72小时或120小时除去额外的生物柱体以确定生物膜能够多快地再生长成其预处理尺寸。
该化学过程的一个特征是当存在咪唑啉时即使咪唑啉本身对浮游生物体没有增强的杀灭，制剂也具有增强的生物膜杀灭。图1示出了浮游杀生物剂效力杀灭研究，其中将不同量的咪唑啉与杀生物季铵混合。随着咪唑啉量的增加，微生物杀灭降低，如图1所示。
图2是三个单独实验的合辑，通过使用单独的THPS、THPS与两种不同季化合物之一组合或者THPS与季化合物+丙烯酸化咪唑啉例示了杀灭生物膜中存在的微生物的能力。处理之前最初的数据点设定为100％并且所有其它读数被报告为与基线相比的百分比变化。THPS单独提供了最初的生物膜杀灭，但是生物膜大于其在24小时内处理之前的。与单独的THPS相比，利用季化合物#2的THPS+季化合物提供了增强的控制，但是利用季化合物#1没有增强的控制。季化合物#2是N，N-二甲基、N-烷基-苄基氯化铵，其中烷基是C12、C14和C16烷基的混合物。所使用的咪唑啉可从Nalco以商标名CleanNCor市售获得。THPS/季化合物/咪唑啉提供协同的效果，其中当测试停止时生物膜生长降低至小于最初尺寸的0.3％并且维持至少120小时。
还在与杀生物剂接触4小时的时间之后立即评估了动态流动回路中的浮游杀灭。该测试的结果示于表1中。与单独的THPS相比，添加季化合物确实提供了一些增强的杀灭。向THPS中添加季化合物+咪唑啉提供了协同的效果，其中与仅仅THPS或THPS+季化合物相比，浮游杀灭显著增强。
表1
季化合物#1＝苄基-(C12-C16直链烷基)-二甲基-氯化铵
季化合物#2＝来自THPS/季化合物/咪唑啉共混物的相同季化合物(没有咪唑)
基于这些结果，采用了上述浮游杀灭研究和静态固着杀灭研究以确定产生最大协同效果的THPS/季化合物/咪唑啉之比。结果表明名为N-HF#2和N-HF#3的制剂提供了对浮游测试和静态固着测试两者最好的总体杀灭，如图3所示。N-HF#2包含45重量％的CleanNCor并且N-HF#3包含40重量％的CleanNCor.c
用破乳剂制备了额外的制剂以在使用协同杀生物制剂时增强油/水分离。对于该测试，将来自油田的原油和合成的盐水添加到250mL烧瓶中。在加入指定的化学物质之后，将烧瓶以2000rpm混合30秒。一旦完成混合，在5分钟、20分钟和60分钟之后记录每个层的高度。
图4示出了20分钟之后，相对于在100ppm、500ppm和1000ppm之浓度下没有破乳剂的协同杀生物剂制剂和含有破乳剂的协同杀生物剂制剂的空白或阴性对照。观察结果揭示了原油乳剂似乎在含有破乳剂的制剂中比没有破乳剂的制剂中更密集。这为杀生物制剂提供了额外的益处。
在确定产生最大协同效果的比率和添加破乳剂之后，制备了根据表2的示例性杀生物剂制剂。进行了固着杀灭研究以确定表2制剂的效力。该测试揭示了4小时接触时间之后浮游群落98.6％的减少和固着群落95.2％的减少。
表2
实施例6：
进行了研究以评估所述杀生物剂和两种另外的常用杀生物剂产品的腐蚀性。在该评估中，在80℃下使用齿轮箱腐蚀试验在浓度高达5,000ppm的不同杀生物剂的存在下，监测了C1018碳钢在100％含水率的CO2饱和盐水中的腐蚀速率。图5(A-C)中提供了三种杀生物剂类型V08、75％THPS和50％戊二醛的结果。所有样品按照一式三份进行。在24小时齿轮箱试验中空白或基线腐蚀速率提供了58.60mpy(密耳渗透/年)的平均腐蚀速率，而75％THPS和50％戊二醛杀生物剂分别导致53.78mpy和30.07mpy的腐蚀速率。THPS和戊二醛随着各自浓度的增加而出现了相似的趋势。然而，V08在100ppm下产生了5.14mpy的腐蚀速率。所述数据表明V08的浓度与腐蚀速率成反比。V08产品包含水、2-乙基己醇、异丙醇、来自Nalco的CleanNCor、THPS和丙烯酸、具有叔丁基酚的聚合物、甲醛、马来酸酐、环氧丙烷和环氧乙烷(CAS登记号：178603-70-8)。总之，所述数据表明V08可以提供腐蚀保护。
以绝对术语或近似术语给出的任何范围旨在包括两者，并且本文使用的任何定义旨在阐明而不是限制。虽然陈述本发明广泛范围的数字范围和参数是近似值，但是具体实施例中列出的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值都固有地包含由各自测试的测量中存在的标准差必定造成的某些误差。此外，本文公开的所有范围应当理解为包括其中所包括的任何和所有子范围(包括所有分数和整数)。
此外，本发明包括一些或所有本文所述各种实施方案的任何和所有可能的组合。本申请中引用的任何和所有专利、专利申请、科技论文和其他参考文献，以及本文引用的任何参考文献都通过参考整体并入本申请。

Claims (22)

1.杀生物剂组合物，其包含：
咪唑啉化合物；
季铵；和
磷化合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述咪唑啉化合物具有式(I)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R3选自来源于不饱和酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中
R1是未被取代的C2-C6-烷基；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
5.根据权利要求2所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢，或者R17不存在；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述咪唑啉化合物具有式(II)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R3和Rx各自独立地选自来源于不饱和酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中
R1是未被取代的C2-C6-烷基；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
8.根据权利要求6所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
9.根据权利要求6所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢，或者R17不存在；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R3是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
Rx是-CH2CH2CO2Re，其中Re是氢、C1-C6-烷基，或者Re不存在；
R4是氢；并且
R5是氢。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述咪唑啉化合物具有式(III)，
其中
R1、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环，
所述烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基和杂环在每次出现时各自独立地未被取代或者被1至3个取代基取代，所述取代基独立地选自卤素、-COR6、-CO2R7、-SO3R8、-PO3H2、-CON(R9)(R10)、-OR11和-N(R12)(R13)；
R2是来源于脂肪酸的基团；
R6、R7、R8、R9、R10和R11在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基；
R12和R13在每次出现时各自独立地选自氢、烷基、-COR14、-CO2R15、-烷基-COR16和-烷基-CO2R17；并且
R14、R15、R16和R17在每次出现时各自独立地选自氢、烷基和烯基。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中
R1是未被取代的C2-C6-烷基；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R4是氢；并且
R5是氢。
12.根据权利要求10所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中R12是氢并且R13是-COR14，其中R14是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R4是氢；并且
R5是氢。
13.根据权利要求10所述的组合物，其中
R1是被一个取代基取代的直链C2-烷基，所述取代基是末端-N(R12)(R13)，其中RR2和R13各自为-C2-烷基-CO2R17，其中R17是氢，或者R17不存在；
R2是-C17H35、-C17H33或-C17H31；
R4是氢；并且
R5是氢。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中所述季铵具有式
[N+R5aR6aR7aR8a][X-]
其中
R5a、R6a、R7a和R8a各自独立地选自被取代或未被取代的C1-C18-烷基；并且
X是Cl、Br或I。
15.根据权利要求14所述的组合物，其中
R5a、R6a、R7a和R8a各自独立地选自未被取代的C1-C18-烷基、C1-C18-羟烷基和苄基。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的组合物，其中所述季铵选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、四丁基氯化铵、四己基氯化铵、四辛基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三乙基氯化铵、鲸蜡基苄基二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、二甲基C12-16-烷基苄基氯化铵、单甲基二-C12-16-烷基苄基季铵氯化物、苄基三乙醇胺季铵氯化物、苄基二甲氨基乙醇胺季铵氯化物、椰油烷基二甲基苄基氯化铵、及其组合。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的组合物，其中所述磷化合物选自烷基三(羟基有机基)磷盐、烯基三(羟基有机基)磷盐、四(羟基有机基)磷盐、及其组合。
18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述磷化合物选自C1-C3-烷基三(羟甲基)磷盐、C2-C3-烯基三(羟甲基)磷盐、四(羟甲基)磷盐、及其组合。
19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述磷化合物选自四(羟甲基)磷硫酸盐(THPS)、四(羟甲基)磷氯化物、四(羟甲基)磷磷酸盐、四(羟甲基)磷甲酸盐、四(羟甲基)磷乙酸盐、四(羟甲基)磷草酸盐、及其组合。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的组合物，其还包含反乳化剂。
21.根据权利要求20所述的组合物，其中所述反乳化剂选自十二烷基苄基磺酸(DDBSA)，二甲苯磺酸的钠盐(NAXSA)，环氧基化化合物和丙氧基化化合物，阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，以及树脂、酚醛树脂和环氧树脂，及其组合。
22.一种控制用于原油和天然气的生产、运输、存储和分离的系统中的微生物增殖的方法，所述方法包括使所述系统与有效量的根据权利要求1至21中任一项所述的组合物相接触。
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