PL100802B1 - AGENT FOR CONTROLLING ANAEROBIC BACTERIA - Google Patents

Description

Twórca wynalazku — Uprawniony z patentu: Stauffer Chemical Company, Westport (Stany Zjednoczone Ameryki) Srodek do zwalczania bakterii beztlenowych IPrzedunioltietm wynalaizku jest srodek do zwal¬ czania bakterii bakery

Bakterie redukujace jon siarczanu sa bakteria¬ mi beztlenowymi, to jest takimi, które moga sie dobrze rozwijac pod nieobecnosc wolnego tlenu.

Bakterie te w metabolizmie redukuja w wodzie jon siarczanu do siarkowodoru. Ponadto bakterie te sa odiporne lub rozwijaja odpornosc na wiele czynników bakteriostatycznych lub bakteriobój¬ czych. Czesto bakterie redukujace siarczany mno¬ za sie tak szybko, szczególnie w wodzie, w wa¬ runkach wilgotnych iw srodowisku slonym, ze stezenie znanych srodków bakteiiolbó/jcizycfh,, np. chloru, konieczne do ich zwalczania jest tak wy¬ sokie, ze powoduje korozje niechronionych urza¬ chzen d.

Bakterie redukujace siarczany obejmuja zasad¬ niczo rodzaje Desulfovibrio desulfuricans, Desul- fovibrio orientis, Glostridiuni nigrificans. Rodzaje te sa najbardziej rozpowszechnionymi bakteriami.

Okreslenie „woda przerobowa" oznacza w tym przypadku swieza wode, wode lekko slona, wode morska lub stezona solanke, która stosuje sie lub uzyskuje z róznego rodzaju procesów wychmyslo¬

Typowe uklady przemyslowe, stosujace wode przerobowa, obejmuja operacje metalurgiczne z zastosowaniem cieczy chlodzaco-smarujacej, wyt¬ warzanie farb lateksowych, produkcje ropy naf- 2 towej, aw tym podpowierzchniowych osadów wo¬ dy, odciaganych z odwiertów i wody pod cisnie¬ niem, stosowanej w odwiertach do ponownego wydzielania wtórnej ropy, plynów wypelniajacych, 5 stosowanych jako „martwe" warstwy w przypad¬ ku „wielokrotnie wykorzystywanych" odwiertów ropy oraz ob odwiert.uków

Zasadniczo kazda woda przerobowa, która pozo- stalje w bezjructhfu lu|b w wiairunkaioh zredukdwane- io go przeplywu, stwarza warunki na to, ze wzrasta ilosc j obecnych w niej ch bakterii nick bakterii bakterii redzaterii redziala cydziene.

Na przyklad w produkcji ropy bakterie te staja sie przyczyna zapychania injektorów i korozji ze- 15 laznych oraz stalowych przewodów i urzadzen, po¬ wodujac koniecznosc wstrzymywania produkcji w celu mycia. Wykorzystujac rope jako zródlo we¬ gla, bakterie redukuja jon siarczanu do siarko¬ wodoru („Kwasny gaz"), który w reakcji z zela- 20 zem tworzy czarne czastki siarczku zelaza. Czastki te zapychaja uklad injakcyjny i gdy przepuszcza¬ ja wode przepuszkadza- za wode przeszkadza-nice za wode przeszkadza-tzy zy ze zy ze ze ze wy czyc e d ze d ze d ze nic s przez dzialanie jako kato- 25 dowe depolaryzatory lub przez wytwarzanie koro- dujjajcetgo s & airfcowodioiru, a najczesciej przez dzia¬ lanie jako akceleratory korozji. Zagadnienie to przedstawil AW Eaumgartner w artykule "Bak¬ terie redukujace siarczany ... ich rola w korozji i 30 zatykaniu scieków ", zaprezentowanym 21—22 100802v y':¦¦'":'/ * '"kwietnia 196Ó V West Texas Oir Lifting Short Course, Texas Technological College, Lubbock.

Slona woda, np. Solanka lub woda morska, jest powszechnie stosowana w pierwotnym i'.wtórnym wydzielaniu ropy oraz jako plyn wypelniajacy wielokrotne odwierty, zwlaszcza w pasach przy¬ brzeznych. Slona woda bardzo ogranicza stosowa¬ nie czynników bakteriobójczych, skutecznych prze¬ ciw bakteriom redukujacym siarczany, poniewaz wiele zwiazków, takich jak aminy, zwiazki czwar¬ torzedowe, imidazoliny, wytraca sie w roztworach soli. Inne czynniki, np. zwiazki srebra i rteci ci¬ ace ci¬ octra sie w roztworach soli. produktem metabolizmu bakterii.

Problem skutecznych bakteriobójczo srodków w ukladzie solankowym jest ponadto skomplikowany przez to, ze roztwory soli przyczyniaja sie do wzrostu ilosci bakterii przez bakterii bakterii przez wydzielaniej skladzów

W procesach metalurgicznych przerwa w pracy urzadzen, na przyklad na koniec tygodnia umozli¬ wia rozwój bakterii redukujacych siarczany w tkankach olejowych przerwa w pracy urzadzen, na przyklad na koniec tygodnia umozli¬ wia rozwój bakterii redukujacych siarczany w tkankach olejowych, powodujac nieprzyjemny za¬ pach na colei w siarkw

Nalezy zachowac szereg wymagn, dotyczacych zastosowania substancji bakteriobójczych w od¬ niesieniu do bakterii redukujacych siarczany w wodzie przerobowej. Z tego powodu czynnik prze- ciwbakteryjny musi byc nie tylko szybki i sku¬ tecznie inhibitujacy rozwój bakterii redukujacych siarczany, lecz musi byc ^ skuteczny w ekonomicz ¬ nie niskich stezeniach. Ponadto zwiazek ten nie moze pogarszac wlasciwosci wody przerobowej. W szczególnosci nie powinien on zasalac roztworu solankowego lub reagowac z innymi skladnikami, co sprzyjaloby zatykaniu sie .urzadzen. Nie oowi- nien on równiez powlekac stosowanych filtrów, na przyklad podczas wydzielania ropy z pokladów wypychanych woda. Czynnik przeciwbakteryjny musi byc nietoksyczny zarówno w stosuku do per¬ sonelu, jak i organizmów, korzystajacych ze zbio¬ rników wypy ze zbio¬ rników wyze ze zbioj poniec czynów czyn zów przeciwbakteryjny musi by c toksyczny wobec kata¬ lizatorów krakowania, uzywanych do rafinacji ro¬ py.

Dzialanie zwiazków chemicznych przeciw bak¬ teriom redukujacym siarczany jest dobrze znane.

Na przyklad stwierdzono dzialanie przeciw tym samym lub róznym szczepom bakterii redukuja¬ cych siarczany zwiazków, takich jak imidazoliny, zwiazki czwartorzedowe, chlorowane fenole, ami¬ ny -i aldehyd glutarowy. Jednakze aktywnosc tych zwiazków w stosunku do jednych bakterii nie potwierdza tej aktywnosci w stosunku do in¬ nych. Zagadnienie to przedstawiono na przyklad w artykule „Bakterie redukujace siarczany w od- nfiesienlu do dirul^iego wydzielania oleju" na star. 64, zaprezentowan odz.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A- '4 meryki nr 3 300 375 znane jest zastosowanie bi- sitioicyjandaintu metylenowego lub tiocyjainfiainiu chlo- rowcometylowego do hamowania rozwoju bakte — istallowania rozwojurzany. — CH2 — S — C = N (MBT), a tiocyjamiam chlo- rowieometylowy ma wzór strukturalny XCH2 S — — C = N. MBT jest zwiazkiem, który bardzo powoli ulega rozkladowi. Stanowinomic to powago kotu wnezenia punk Ponadto, tiocyjanian chlorowcometylowy nie jest uzywany w handlu ze wzgledu na toksycznosc w stosunku do ssaków.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych A- 15 meryki nr 3 733 419 znane sa octan i priopionian 1,3-dwuchloroacetonoksymu oraz ich dzialanie w 9tosunku do bakterii tlenowych.

Celem wynalazku jest opracowanie srodka in- hibitujacego rozwój bakterii redukujacych siar- 20 czany, to jest bakterii beztlenowych i w konsek¬ wencji regenerujacego wode przerobowa, zawienieraone bakter wy.

Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, ze nowy zwiazek o wzorze ogólnym 1, w którym R ozna- 25 cza grupe alkilowa o 1—6 atomach wegla, jako skladnik du czynny srodka zwalczajacego niekujeskii ¬bak zwalczajacego jmuterie rozwnow hazwacy rebak jekuterie rozw

Srodek wedlug wynalazku obok skladnika czyn- 30 nego zawiera obojetny nosnik i ewentualnie sub¬ stancje pomocnicze.

Nowe zwiazki o wzorze ogólnym 1 wytwarza sie na drodze reakcji zwiazku o wzorze 2 ze zwiaz¬ kiem o wzorze ogólnym 3, w którym Halo ozna- 35 cza atom chloru lub bromu, a R ma wynaczejzen.

Korzystnie reakcje te przeprowadza sie^w obec¬ nosci zasady, takiej jak pirydyna iw rozpusz¬ czalniku reagentów. Zasadniczo reakcja jest egzo- 40 termiczna i nie stosukonase sie ogracze sie wizna i nie stosudza zetrozy sie izna i nie zasady zasady sie sie ogracze wania. sie z miesza¬ niny reakcyjnej i oczyszcza znanymi metodami.

Zwiazki o wzorze 2 wytwarza sie na drodze re- 45 akcji zwiazku o wzorze 4 z nadmiarem chlorowo¬ dorku hydroksylaminy lub borowodorku hydro- ksylaminy w etanolu i wodzie. Reakcje przepro¬ wadza wc guil guil sylaminy sie na drodze. Zadany produkt wy- 50 dziela sie i oczyszcza znanymi sposobami.

Srodek wedlug wynalazku stosuje sie w znany sposób w róznych stezeniach skladnika czynnego.

Srodek ten moze byc stosowany w polaczeniu z odpowiednimi nosnikami i uzywany w postaci py- 55 lu, oraz w postaci odpowiedniej do rozpylania lub zwilzajacego proszku.

Ilosc zwiazku, skuteczna do zwalczania bakte¬ rii, zalezy od poszczególnego ukladu, który stosu¬ je sie do wody przerobowej. Do odlpaldbiweij solan- 60 ki olesie ze rods olezi ¬ s olezi je sie do wody przerobowej.

Obojetna ciecz do wiercenia jest zabezpieczona przeciw wzrostowi ilosci bakterii redukujacych siarczany iloscia 50 ppm lub mniejsza jednego z &5 nowych zwiazków. Ilosc 150 ppm i mniezodor zwis ilo cilo s 10,000 cilo s ppm.

Srodek wedlug wynalazku mozna dodawac bez¬ posrednio do wody przerobowej w odpowiednim tanku. Chociaz maksymalne stezenie jest male, afojejtoisc jestt duza i wysoce pozadane jest mie¬ szanie zawartosci w celu jej ujednorodnienia. Sto¬ suje sie rózne modyfikacje i ewentualnie roztwo¬ ry bardziej stezone mozna rozcienczac. Roztwory te mozna wprowadzac do zbiornika za pomoca odpowiednio dozujacej pompy lub mieszac w zbio¬ rniku, lub stosowac ciagly przeplyw. Zwykly prze¬ plyw turbulentny wytwarza równiez odpowiednie mieszanie. W ten sposób, odpowiednie dawki mo¬ ga byc wprowadzane i otrzymywane jednorodne rozcienczenia... '*.

Ewentualnie;. Mozna stosowac razem inne do¬ datki, wspóldzialajace ze srodkiem wedlug wy¬ nalazku Mozna równiez stosowac dyspersje zwia¬ zku przez dodanie konwencjonalnych substancji * powierzchniowo-czynnych dla otrzymania stezo¬ nej zawiesiny lub emulsji wodnej lub nie zawie¬ rajacej wody przed dodaniem do wody przero¬ bowej. Odpowiednie dyspersje mozna otrzymac przez zmieszanie zwiazkó ^ w obecnosci substancji ipowierzchniowó-czynnej, takiej jak laurylosiarczan sodu, aromatyczne lub alifatyczne sulfoniany, np. sulfonowany olej rycynowy lub rózne sulfonia¬ ny alkiloarylowe, np. sól sodowa jedrno sulfonianu * nonylonaftalenu. Mozna r6wniez stosowac czynni¬ ki emulgujace typu nie- jonowego, takie jak al¬ kilowe etery poliglikolu o wyzszym ciezarze cza¬ steczkowym i analogi tioeterów, teakie jakollow decyol decylo- 25 decylo- wee-decylo 75 atomów wegla.

Stezenie substancji powierzchniowonczynnej w koncowej emulsji- powinno byc odpowiednie do wytworzenia latwych do dyspergowania faz wod¬ nej i olejowej. W tym celu do wytworzenia emul sylol sylnoczynkozy, silu do wytworzenia emulno sylnoczy 0ne s Ogólnie, srodek zawiera substancje po- wierzchniowo^czynna w ilosci 1—20% wagowych skladnika czynnego, chociaz mozna stosowac go w bardzo szerokich granicach w mójszej lub wieksl od ez nosci w mójszej ilosz nosci w ez nosci ez nosci w snyz

Substancje pomocnicze, takie jak substancje zwilzajace lub pochlaniajace wilgoc, moga byc równiez stosowane, zwlaszcza przy wytwarzaniu wodnych dyspersji. Przykladem substancji pochlaeno, gyllic yue, now, gylol, y, y, ol, y, y, ol, g, ol, gp

Ponizsze testy ilustruja wlasciwosci srodka we¬ dlug wynalazku.

Test in vitro bakterii redukujacych siarczany.

Test ten jest miernikiem wlasciwosci bakterio¬ bójczych zwiazku kontaktujacego sie z bakteria¬ mi redukujacymi siarczany zwlaszcza Desulfovie- rio desulfuricana. Test ten przeprowadza sie przez roz two analyz-truth. do fiolek, zawierajacych brzeczke siar- reobowych, tak ze otrzymuje sie ostateczne steze¬ nie srodka, wynoszace 1, 5, 10 i 50 ^g/ml roztwo¬ ru. Inokulowany roztwór 0,5 ml rosnsulfcan sulphur doovje rosnizuri doov rosnizuri decane doov (5 fiolek i wiprowiaidzia sterylna wode do olbgejtosci 10 ¦ml w fiolce. Fiolki inkubuje sie w temperaturze pokojowej w ciagu 3—5 dni az do pojawienia sie wzrostu organizmu sie wzrostu organizmu, wykazaneza zeer wiem zamuce war zeer wiazmu czartonym zawid zazmu 10 2 stanowiacego skladnik czynny, srodka wedlug wynalazku dla zwalczania organizmu wynosi 5 //g/ml.

Ilosc srodka zalezy od. rodzaju* jego zastosowa- 15 nia. Dawka jest równiez zalezna od wlasciwosci mikrobiologicznych.

Test in vitro. Zastosowanie srodka do zwalcza¬ nia grzybów i bakterii. Test ten wykazuje wlasci¬ wosci grzybobójcze i bakteriobójcze w zetknieciu 20 z rosnacymi bakteriami lub grzybami wadza bakteriami przeol na próz przeol, fibrie w. zawiera¬ jacej 28 g brzeczki odzywczej. Do fiolek wprowa¬ dza sie badany zwiazek w okreslonym stezeniu, 25 wyrazonym w czesciach na milion (ppm) i mie¬ sza z brzeóczka. Nastepnie dona ¬ odnik brzeóczka. rii (jeden organizm na fiolke). Fiolki uszczek-ia sie i inkubuje przez jeden tydzien. W tym cza- 30 sie fiolki bada sie i rejestruje otrzymane wyni¬ ki. Tablica 1 azikizedstawicz in vitro, wi. zwalczenie badanych organizmów przedstawiono w nawia¬ sach. W tym przypadku komplettr-e zwalczenie ob- 35 serwowano w nastepnym wyzszym stezeniu. 40 45 60 Ponizszy przyklad nika wyzszy czuglad ilustruje wytwaraz cz nytwaraz ku* Przyklad. 63,5 g (0,50 mola) l,3^dwuchloro- ptropar.u, 69,5 g (1,00 mola) chlorowodorku hy- droksyloaininy, 250 ml etanolu i 25 ml wody mie¬ sza sie i ogrzewa pod chlodnica zwrotna w ciagu czterech godzin. Ochlodzona mieszanine wlewa sie do 500 ml wody. Roztwór wodny ekstrahuje sie trzema porcjami 100 ml chloroformu. Fazy chloro formu laczy ymdSiez.

Chloroform odparowuje sie, otrzymujac 66,3 g (90^/0 teoretyczlniej) l|,3Hd(wuicMoroaceioinoksynau o wzorze 2 i N80d = 1,5044. 65 60 Tablica 1 1 Stezenie wó ,ppm, którejuje< rozwó Uninhibited Organizm< rozwó wia4 jzku ¦ 1, 2 3 .Aspergillus; miiger) (0,25) 0,125 ^ 0,12a Peniicillium italicum' (0,25) (0,125) (1) Eische^ richia .coli >50 p>50 >50 Stapjhy- lococcus! aureus) 25f 5; 25i czanowa APJ z tryptofanem w warunkach ana- 68 w 200 ml benzenu miesza sie 14,1 g (0,10 mola)ifi,3-dwuchloroacetonoksymu i 10,1 g (0,13 mola) estru metylowego kwasu chloromrówkowego. Mieszani¬ ne miesza sie z 18,1 ml (0,13 mola) trójetyloaminy podczas chlodzenia w temperaturze 13—14°C w ciagu 20 minut. Nastepnie mieszanine pozostawiatura 5 sie do siej pozostawize doprnie doprnie, wa sie doprnie pozostawize wa rotmy ogr kozjo, wa 10Ó ml porcjami wo¬ dy. Faze benizeiiowa osusza sie nad bezwodnym MgSC>4 i odparowuje do otrzymania 9,7 g o-mety- lo^weglanu 1,3-dwuchloroacetonoksymu o wzorze io 5 io N80d =. 1,472.

Tablica 2 Numer zwiazku; 1* 2 3: 4 R metyli etyl n-butyl heksyl *'Otrzymany w przykladzie I.

Postepujac w sposób analogiczny do opisanego powyzej, wytwarza sie reprezentatywne zwiazki, 25 wchodzace w zakres wynalazku, przedstawione w tablicy 2. Numery zwiazków odpowiadaja stoso¬ wanym w opisanego.

Zasnljrsezieinua patie mi to we;. 1 Srodek do zwalczania baikterdi bezltlenowych, zwlaszcza baJkJterii redukujacyich siarczany, skla¬ dajacy sie z obajejtnego roizcienczailniika i ewentu¬ alnie substancji pomacniczych, znamienny tym, ze zawiera skuteczna ilosc skladnika czynnego o wzo¬ rze ogólnym 1, w którym R oznacza grupe alki¬ lowa o li—6 atoniach wegla.. 2. Srodelk wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako skladnik czynny zawiera OHmetyloweglan 1,3- -idjwunziohloiroaice Sennyrod zeennyrod. jako skladnik czynny zawiera etyloweglan 1,,3-dwu- chiaroacet ornoksymu. 4. Srodek wedlug zaistrz. 1, znamienny tym, ze jako skladnik czynny zawiera n^buityloweglan 1,3- -dwuchlor zaaekrsymu. oaisekrz. 5. znamienny tym, ze jako skladiniik czynny zawiera heksyloweglan 1,3- ^dwucMor oacetonaksymu.100802 CLCH2v O \ II CNOCOR CLCH2 Uzór 1 CLCH2v C = NOH CLCH2 UJzór 2 O Halo -COR Uchci WÓ Ó Ach- Uchci Wó o \> NOC "OCH, cichl WZÓR 5