Реагент для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії

Реагент для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії на основі аміновмісних органічних сполук а-діамінів, який відрізняється тим, що як а-діаміни містить етилендіамін, при цьому додатково містить етилендіаміди жирних кислот СібС22 і етиленаміноаміди жирних кислот Сш-Сгг при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: етилендіамін (ЕДА) 1,0-0,1 етилендіаміди жирних кислот Сіб-С22 (ЕДАД) 80,0-99,0 етиленаміноаміди жирних кислот Сіе-С22 (ЕНАД) решта. Корисна модель відноситься до нафтогазової промисловості, зокрема до виробництва бактерицидів-інгібіторів, які можуть використовуватись в технологічних процесах, що супроводжуються біодеструкцією і корозією металів, а саме: при бурінні нафтових і газових свердловин біодеструкції піддаються полісахаридні реагенти у складі бурових розчинів, а корозії піддається металеве обладнання. Найбільш близьким за технічним результатом є реагент для пригнічення росту сульфатвідновлюючих бактерій і запобігання сірководневої корозії (далі - реагент) на основі амінвміснх органічних сполук, в якості якої він містить а-аміноспирти СвСго та а-діаміни Св-С2о (а-діаміни) [див. Пат. СРСР №1839779 A3, МПК 6 C23F11/12,11/14, Опубл. 20.11.1995 р., Бюл. №32]. Отриманий за прототипом реагент має велику кількість вільних хімічно-активних амінних груп, які реагують зі складними ефірами, кислотами, альдегідами, що може привести до деструкції органічної сировини, що негативно впливає на стан здоров'я людей і навколишнє середовище. Крім того, для отримання а-аміноспиртів та а-діамінів потрібна вихідна сировина на основі а-олефінів вуглеводнів Св-Сго, яка в Україні не виробляється. Задачею запропонованого технічного рішення є розширення області використання реагенту шляхом зменшення вільних амінних груп а-діамінів, що дозволить використовувати такий хімічнонеактивний реагент у бурових, тампонажних роз чинах і рідинах для глушіння та капітального ремонту без шкідливої дії на стан здоров'я людей і навколишнє середовище; зменшення хімічної активності а-діамінів без втрати властивостей реагенту при застосуванні доступних і недорогих вихідних компонентів на основі відновлювальної вітчизняної сировини природного походження для отримання біорозкладних, нетоксичних бактерицидів-інгібіторів з великим захисним антикорозійним ефектом і бактерицидною здатністю. Для вирішення поставленої задачі пропонується реагент для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії на основі амінвміснх органічних сполук а-діамінів, згідно корисної моделі в якості адіамінів містить етилендіамін, при цьому додатково містить етилендіаміди жирних кислот С16-С22 і етиленаміноаміди жирних кислот С16-С22 при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: етилендіамін (ЕДА) 1,0-0,1 етилендіаміди жирних кислот Сіб-С22 (ЕДАД) 80,0-99,0 етиленаміноаміди жирних кислот С16-С22 (ЕНАД) решта Хімічні формули компонентів реагенту для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії: H2NCH2CH2NH2 - етилендіамін; R-C(O)-NHCH2CH2HN-(O)C-R' - етилендіаміди жирних кислот, де R, R' - алкіли жирних кислот С16-С22; R-C(O)-NHCH2CH2NH2 - етиленаміноаміди жирних кислот, де R - алкіл жирних кислот С16-С22. 10419 Реагент для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії (далі - реагент) отримували амідуванням рослинних олій (фосфатидних концентратів) етилендіаміном впродовж 5,0-24,0 годин в реакторі з мішалкою і підігрівальною оболонкою при 90-160°С. На 1,0т рослинної олії приходиться 100,0кг етилендіаміну. В Таблиці 1 наведені результати досліджень бактерицидних і антикорозійних властивостей. Етилендіамін - хімічно-активна сполука, тому після його взаємодії з рослинними оліями (фосфатидним концентратом) кількість етилендіаміну зменшується до 1,0%, при цьому утворюється також до 20,0% проміжної сполуки етиленаміноамідів жирних кислот С16-С22, що є небажаним (див. Таблиця 1), тому що отримуємо хімічно-активну речовину. При синтезі реагента, наприклад, при температурі 120°С впродовж 3,0 годин залишається вільний амін: етилендіамін - 1,0мас.% та етиленаміноаміди жирних кислот С16-С22 - 20,0мас.%, які позитивно впливають на бактерицидність і захисний антикорозійний ефект, але негативно впливають на навколишнє середовище. Таблиця 1. Результати досліджень бактерицидних і антикорозійних властивостей Умови синтезу: t °С;час, год. 90°С, 24 години 100°С, 12 годин 120°С, Згодний 140°С, 5 годин 160°С, 5 годин ЕДА, мас.% ЕНАД, мас.% 0,1 0,5 1,0 0,3 0,1 3,3 10 20,0 5 2,8 Отриманий реагент добре розчинний у вуглеводнях і нерозчинний у воді. Ефективність реагента перевіряли за наступними методиками: 1. Дослідження кількості аеробних бактерій. Біополімерний 0,Змас.% розчин на основі Duovis досліджували на бактеріальне забруднення за допомогою індикаторних пластинок "sanicheck". Пластинку занурювали на 10с. у розчин і запечатували в поліетиленовий резервуар. Потім витримували при температурі 25-30 С впродовж 24-36 годин. Далі спостерігали колір, який порівнювали з фото і відповідно за таблицею "sanicheck" підраховували кількість бактерій в 1 мл розчину. 2. Дослідження швидкості корозії. Цей метод є найбільш розповсюдженим методом кількісної оцінки швидкості корозійних процесів. Метод є простим, але відмічається точністю результатів, що дає можливість проводити випробування металів з метою підбору концентрації інгібітору корозії для даного агресивного середовища та металу. Зразок металу (ст-3) зачищали наждаковим папером до рівномірного блиску, знаходили робочу поверхню м 2 (S - з точністю до 0,1мм), зразки знежирювали послідовним зануренням на 1-2хв. в бензол і спирт, потім промивали проточною і дистильованою водою. Зразки висушували до постійної маси і зважували на аналітичних вагах (Рі). Далі зразки пінцетом підвішували на гачках і заливали агресивним водним розчином, який включав 5,0% NaCI та 250,0мг/л СНзСООН. При закінчені терміну випробування (т = 336год), зразок гумкою очищували від продуктів корозії, знежирювали, промивали, висушували та зважували (Р2). Ваговий показник корозії (к, к0 - з інгібітором та без відповідно, г/(м2*год), концентрація інгібітору корозії, який використовували для дослідів 200 мг/л): K = (P1-P2)/(S*X) (1) ЕДАД, мас.% 96,6 89,5 79,0 94,7 97,1 Бактерицидність СНЗ 10/10, дПа 53/57 57/62 62/67 57/62 53/57 Захисний антикорозійний ефект, % 98,0 98,2 98,4 98,1 98 По розрахованим показникам знаходили значення захисного антикорозійного ефекту інгібіторів корозії (Z, %): Z=[(KO-K)/KO]*1OO (2) Результати антикорозійних досліджень наведені в Таблиці 2. Таблиця 2. Антикорозійні дослідження № досліду Концентрація інгібітору мг/л 1 2 3 4 5 10 25 50 100 200 Захисний антикорозійний ефект Z, % 70 82 88 95 98 Таким чином, запропонований реагент отриманий при температурі 90(160)°С впродовж 24(5) годин (див. Таблиця 1), в якому залишався вільний амін: етилендіамін - 0,1 мас.% та етиленаміноаміди жирних кислот С16-С22 - 3,3(2,8)мас.%, має високий захисний антикорозійний ефект. 3. Дослідження біодеструкції полісахаридних розчинів. Результати досліджень наведені в таблицях 3 "Мікробіологічна реологія, 2 тижня", 4 "Мікробіологічна реологія, 4 тижня", 5 "Мікробіологічна реологія, 6 тижнів". Готували 0,Змас.% полісахаридний водний розчин на основі біополімеру (Duovis). За допомогою віскозиметру "Фанн" досліджували зміну реології кожні два тижня при температурі розчину 25°С. Статичне напруження зсуву (СНЗ) досліджували на віскозиметрі через 10с, дПа, максимальне значення показника прибору при швидкості Зоб/хв. (Gel) помножене на 4,788 після 10с. відстоювання. СНЗ через 10хв., дПа, максимальне значення показника прибору при швидкості Зоб/хв. (Gel) помножене на 4,788 після 10хв. відстоювання (СНЗ 10/10). Чим вище показник СНЗ, тим кращі бактерицидні властивості реагенту. Біополімерний розчин псувався після другого тижня, а при додаванні 0,066мас.% реагенту от 10419 отриманого при температурі 90(160)°С впродовж 24(5) годин (див. таблицю 1) залишався вільний амін: етилендіамін - 0,1мас.% та етиленаміноаміди жирних кислот Сіе-С22 - 3,3(2,8)мас.%., розчин через 6 тижнів майже не змінює СНЗ 10/10. Результати досліджень див. Таблиці 3-5. Таблиця З Мікробіологічна реологія, 2 тижня № досліду Концентрація бактерициду, мас.% 1 2 3 4 5 0 0,013 0,033 0,05 0,066 Бактерицидність СНЗ 10/10, ДПа 14/19 25/29 36/38 53/57 69/72 Концентрація клітин, кл/мл >10 а 104-10ь 10ь-104 102-10d 10^-10J Таблиця 4 Мікробіологічна реологія, 4 тижня № досліду 1 2 3 4 5 Концентрація бактерициду, мас.% 0 0,013 0,033 0,05 0,066 Бактерицидність СНЗ 10/10, ДПа 5/5 10/14 19/25 38/43 62/69 Концентрація клітин, кл/мл >10 а >10 ь 104-10ь 10а-104 10^-10а Таблиця 5 Мікробіологічна реологія, 6 тижнів № досліду Концентрація бактерициду, мас.% 1 2 3 4 5 0 0,013 0,033 0,05 0,066 Бактерицидність СНЗ 10/10, ДПа 5/5 5/5 10/14 36/38 53/57 Кількість мікроорганізмів у буровому розчині не повинна перевищувати 105кл/мл (клітин у 1мл), за ГОСТ 9.085-78 "Біостійкість бурового розчину". Технічним результатом застосування реагенту для пригнічення росту бактерій і запобігання корозії є можливість розширення області використання реагенту в бурових, тампонажних розчинах і рідинах для глушіння та капітального ремонту без шкідливої дії на стан здоров'я людей і навколишнє середовище; зниження негативного впливу на на Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Концентрація клітин, кл/мл >10D >10 й >10 й 10а-104 10*-10d вколишнє середовище шляхом зменшенням хімічної активності а-діамінів без втрати основних функціональних властивостей реагенту. Застосування похідних компонентів на основі доступної, відновлювальної, вітчизняної сировини природного походження дозволяє отримати біорозкладний, безпечний і малотоксичний реагент за IV - класом небезпечності з високим захисним антикорозійним ефектом і бактерицидною здатністю. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601