RU2160232C1

RU2160232C1 - Agent for suppressing growth of sulfate-reducing bacteria

Info

Publication number: RU2160232C1
Application number: RU99115499A
Authority: RU
Inventors: Р.С. Алеев; У.М. Джемилев; Ю.С. Дальнова; С.Р. Хафизова; Р.В. Кунакова; С.В. Ковтуненко; А.А. Калимуллин; В.М. Андрианов; Ф.Р. Исмагилов; Р.Р. Гафиатуллин
Original assignee: Институт нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: petroleum industry, more particularly agents capable of suppressing growth of sulfate- reducing bacteria various crude media. SUBSTANCE: agent for suppressing growth of sulfate-reducing bacteria is 1,3,6,8-tetraazacyclo (10,1^1,18,1^3,6) dodecane of general formula: C₈H₁₆N₄. The latter compound is synthesized from formalin and monoethanol amine in stoichiometric ratio oat room temperature. Agent has high biocidal effectiveness, slight solubility in petroleum and corrosion-suppressing properties. EFFECT: improved properties of the agent. 1 tbl

Description

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. The invention relates to the field of organic chemistry, in particular to substances with the ability to suppress the vital activity of bacteria, and can be used to prevent the growth of sulfate-reducing bacteria (SBA) in various technological environments, in particular in the oil industry.

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. Known substances that inhibit the development of SVB, for example, chlorophenols [1. US patent N 3288211, 1966]. Chlorophenols are added to water during waterflooding in the process of oil production. The disadvantage of this method of combating SVB is the low solubility of chlorophenols in water and high in oil, which has a negative effect on oil refining processes due to poisoning of the catalysts of these processes. In addition, chlorine-containing compounds threaten possible corrosion of equipment.

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. To suppress the growth of SVB, NALCO uses a biocide from the trading company ROBAN 3999, which is a substance - 2-methyl-5-nitroimidazole-1-ethanol. [2. Industrial catalog of NALCO Chemical; EI, a series of "Technique and technology of oil production and the development of oil fields", foreign experience, 1988, N 7]. The disadvantages of ROBAN 3999 include the feature that, over time, the effectiveness of the biocide on bacteria decreases, since the basis of the mechanism of their interaction with ROBAN 3999 is a metabolic disorder, and a decrease in the metabolic rate in bacteria leads to a decrease in the ability to absorb the biocide. As a result, the treatment of the injected water with the ROBAN 3999 biocide is carried out in several stages for several weeks, and the dosage of the reagent is read each time based on the varying degree of activity of anaerobic bacteria, which is very difficult in operational practice.

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. Amino compounds, for example, 3-tert-butyltetrahydro-1,3-oxazine, have high biocidal activity [3. A.S. USSR N 791620, 1980]. This substance completely inhibits the growth and development of SVB at a concentration of 0.01% (100 mg / l). However, the specified tool is not available; its synthesis is difficult and expensive, which inhibits its widespread use.

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.The inventive biocidal reagent is an aqueous solution of 1,3,6,8-tetraazatricyclo [10.1 ^1.8 , 1 ^3.6 ] dodecane of the general formula CaH ₁₆ N ₄ :

The synthesis of 1,3,6,8-tetraazatricyclo [10.1 ^1.8 , 1, ^3.6 ] dodecane (hereinafter TACD) is carried out by a known method [4. J. Walker "Formaldegin", M., GHI, 1957] from formalin and monoethanolamine in stoichiometric ratios at room temperature. The resulting aqueous solution of TACD is used as a biocidal agent without isolation and additional purification.

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.The effectiveness of using TACD as a reagent to inhibit the growth of SSC was determined by the method. Said reagent was introduced into commercial water containing SVB under sterile anaerobic conditions and kept for 24 hours at 32 ^° C. Then, 1 ml of liquid was taken from these samples in Postgate nutrient vials and thermostated for 15 days at 32 ^° C. B As a control, similar samples were used without the addition of reagents. Evaluation of the bactericidal activity of the reagent was carried out according to the degree of suppression of SVB, determined by the amount of hydrogen sulfide formed during 15 days in experimental and control samples.

Пример 1. Синтез 1,3,6,8-тетраазатрицикло [10,1^1,8, 1^3,6]додекана.Example 1. Synthesis of 1,3,6,8-tetraazatricyclo [10.1 ^1.8 , 1 ^3.6 ] dodecane.

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.In a reactor equipped with a thermometer, reflux condenser, stirrer and dropping funnel, thermostatically controlled at 20 ^° C, 1-3 M of formaldehyde are added in the form of an aqueous solution and 1 M of ethylenediamine (1,2-diaminoethane) is added dropwise with stirring. The resulting solution containing up to 70% TACD, without further processing, is used as a biocidal agent.

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.Example 2. The formation water model was freed from oxygen, infected with a culture of sulfate-reducing bacteria isolated from oilfield formation waters, and treated with a reagent in the form of a 0.5% solution in certain dosages. The samples were held for 24 hours at 20-22 ^o C, after which part of the processed sample was introduced into a nutrient medium, placed in a thermostat and incubated for 15 days at 35 ^o C. The effectiveness of the reagent was evaluated by the appearance or absence of hydrogen sulfide in the solution. The presence of hydrogen sulfide was indicated by a solution of iron salt by the release of a black precipitate. The test results are shown in the table.

Как видно из таблицы, заявляемое средство обладает высокой эффективностью подавления СВБ, превосходит известный и широко применяемый в нефтедобыче реагент "Дон-52". As can be seen from the table, the inventive tool has a high efficiency of suppressing SVB, surpasses the well-known and widely used in oil production reagent "Don-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. The simplicity of the synthesis of TACD, the low cost and availability of raw materials for the production of TACD are obvious advantages over the 3-tert-butyltetrahydro-1,3-oxazine reagent with the same high biocidal efficiency.

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.The advantages of the claimed funds are also:
- good solubility in water and weak in oil;
- manifestation of corrosion inhibiting properties;
- non-toxicity to humans and animals;
- explosion and fire safety.

Claims

Means for inhibiting the growth of sulfate-reducing bacteria, characterized in that 1,3,6,8-tetraazatricyclo [10, 1, ^1.8 , 1, ^3.6 ] dodecane of the general formula C ₈ H ₁₆ N ₄ are used as the active active ingredient.