Застосування s-етил-4-амінобензентіосульфонату як біоциду для захисту нафтопродуктів, матеріалів та обладнання

Застосування S-етил-4амінобензентіосульфонату як біоциду для захисту нафтопродуктів, матеріалів та обладнання від біопошкоджень. Винахід відноситься до органічної хімії, зокрема до біологічно активних сульфуровмісних сполук, конкретно до хімічних засобів захисту матеріалів від біопошкоджень, і може бути використаний як біоцид для захисту нафтопродуктів, матеріалів, що включають нафтопродукти, зокрема емульсій, емульсолів, мастильно-охолоджуючих рідин (МОР), мінеральних олій, та для захисту матеріалів та обладнання від біокорозії. Відомо, що МОР втрачають свої основні експлуатаційні властивості внаслідок біопошкодження [Качан В.И., Григорьева Г.П., Алпатьева Т.А. Микробиологические аспекты вопроса продления срока служби эмульсионных СОЖ// Обработка конструкционных материалов резанием с применением СОЖ.- М.,1978.- С. 68-71; Лозинський М.О., Качан B.I., Геваза Ю.І., Маскаєв А.К. // Вісник АН УРСР. -1983. - №8. - С.55-58]. Відомо, що основним способом боротьби з розвитком шкідливої мікрофлори є використання біоцидів, які порушують різні ферментативні системи та пригнічують процеси життєдіяльності мікроорганізмів, зокрема тих, що живляться вуглеводнями, які входять до складу нафтопродуктів, що є не лише вихідною сировиною для виготовлення емульсій, емульсолів, МОР та мінеральних олій, а й живильним середовищем для розвитку гетерогенної суміші мікрооганізмів, зокрема міцеліальних грибів [Коваль Э.З., Сидоренко Л.П. Микодеструкторы нефтепродуктов //. Микродеструкторы промышленных материалов.- К.: Наукова думка, 1989.- С.142-171; Лозинський М.О., Качан B.I., Геваза Ю.І., Маскаєв А.К.// Вісник АНУРСР.-1983.№8.-С.55-58]. Відомі аналоги за дією біоциди - "Формацид 13", "ГротанБК", "Бакцид", "ФлорачитЖ" [Лозинський М. О., Качан B.I., Геваза Ю.І., Маскаєв А.К.// Вісник АНУРСР.- 1983.- №8.- С.55-58]. Але вони мають вузький спектр дії і є малоефективними інгібіторами росту міцеліальних грибів. Часткова чи повна втрата ефективності водорозчинних біоцидів відбувається внаслідок адаптації мікрофлори до їх дії [Лозинський М.О., Качан B.I., Геваза Ю.І., Маскаєв А.К.// Вісник АНУРСР.- 1983.- №8.С.55-58]. Резистентність мікроорганізмів вимагає нового біоциду, який має бути відмінний за хімічною структурою та механізмом антимікробної дії. Найближчим аналогом за дією є біоцид "Вазин". Він є комбінацією 1,3,5-три( -гідроксиетил) (19) UA (11) 77586 (13) C2 (21) a200504194 (22) 04.05.2005 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. №12, 2006р. (72) Швед Ольга Василівна, Лубенець Віра Ільківна, Баранович Діана Богданівна, Новіков Володимир Павлович, Яріш Марія Євстахівна (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" (56) Болдырев Б.Г. и др.// Хим. фарм. журн. - 1968. - Т. 2, №4. С.12-16 3 77586 гексагідро-S-тріазину з іншими біологічно активними речовинами вузького спектру дії. Основним недоліком біоциду "Вазин" є його нерозчинність у вуглеводнях, які входять до складу нафтопродуктів, зокрема МОР, мінеральних олій систем охолодження та емульсолів. Це обмежує його дію границею розділу вуглеводневої та водної фаз. В основу винаходу покладене завдання створити, біоцид, який був би розчинний у нафтопродуктах, зокрема емульсіях, емульсолах, МОР та мінеральних оліях, що дало би можливість використовувати його для захисту нафтопродуктів, обладнання циркуляційних систем водопостачання та охолодження з високим відсотком вмісту вуглеводнів нафтопереробних підприємств, матеріалів та обладнання на заводах виробниках від біопошкоджень, що збільшить термін експлуатації матеріалів та обладнання та дасть значний економічний ефект. Поставлене завдання вирішується застосуванням 8-етил-4-амінобензентіосульфонату як біоциду для захисту нафтопродуктів, матеріалів та обладнання від біопошкоджень. S-Етил-4-амінобензентіосульфонат - відома нетоксична сполука з фунгіцидними властивостями, яка є діючою субстанцією протигрибкового препарату "Есулан". [А.с. №198538 СССР./ Болдырев Б. Г., Перший Г. М., Милованова С.Н., Пожарская Л.М., Королева М.А., Колмакова Л.Е. (СССР) // Б. И., 1967.- №14; Болдырев Б. Г., Колмакова Л.Е., Перший Г.М., Милованова С.Н., Пожарская A.M. и др. // Хим. фарм. журн. - 1968. 4 Т.2, №4. -С.12-16]. Відомості про її антимікробну активність по відношенні до мікрооганізмів, які живляться вуглеводнями, що входять до складу МОР та мінеральних олій, а також нафтопродуктів, емульсій та емульсолів відсутні. S-Етил-4-амінобензентіосульфонат отримують алкілуванням солей лужних металів 4амінобензентіосульфокислоти етилбромідом у водному ацетоні при 20 С [Болдырев Б.Г., Колмакова Л.Е., Перший Г.М., Милованова С.Н., Пожарская A.M. и др. // Хим. фарм. журн. - 1968. - Т.2, №4. -С.12-16]. S-Етил-4-амінобензентіосульфонат - біла чи біло-кремова кристалічна сполука, із специфічним запахом, нерозчинна у воді, розчинна у нижчих спиртах, етері, ацетоні, хлороформі, діоксані та інших органічних розчинниках. Т топл.78 С. Нами вперше встановлена висока ефективність S-етил-4-амінобензентіосульфонату як біоциду для боротьби з основними мікроорганізмами, які живляться вуглеводнями нафтопродуктів (Таблиця 1). Результати досліджень (Таблиця 1) показують фунгібактерицидну ефективність S-етил-4амінобензентіосульфонату у концентрації 0,01% мас, тоді як препарат "Вазин" має лише вибіркову активність по відношенню до окремих штамів мікрооганізмів, зокрема бактерицидні властивості у концентрації 0,15% мас. по відношенню до грампозитивних бактерій. Таблиця 1 Антимікробна активність 5-етил-4-амінобензентіосульфонату та препарату "Вазин" Препарат S-етил-4амінобензентіосульфонат "Вазин" Мікроорганізми КонцентCladoPseudomonas Mycobacterium Bacillus Aspergielus рація, % sporium fluorescens phlei mesentrricus niger resinae 0,01 10 11 1.2 14 18 Paecilomyces varioti 17 Trichoderma viride 15 0,1 15 17 16 20 30 23 25 0,15 0 12 11 0 0 0 0 Аналіз даних (Таблиця 2) показує, що мінімальні бактеріостатичні (МБСК) та мінімальні бактеріоцидні (МБЦК) концентрації S-етил-4амінобензентіосульфонату відповідно в 40-80 та 40-130 разів менші за відповідні мінімальні конце нтрації препарату "Вазин", тоді як мінімальні фунгістатичні (МФСК) та мінімальні фунгіцидні (МФЦК) концентрації S-етил-4-амінобензентіосульфонату є відповідно в 40-80 та 20-40 разів менші за аналогічні показники для препарату "Вазин". Таблиця 2 Антимікробна активність та активнодіючі концентрації препаратів S-етил-4-амінобензентіосульфонату та "Вазин" Мікроорганізми Mycobacterium phlei Bacillus mesentmcus Pseudomonas fluorescens Препарат S-етил-4-амінобензентіосульфонат "Вазин" МФСК або МФЦК або МФСК або МФЦК або МБСК,мкг/мл МБЦК,мкг/мл МБСК,мкг/мл МБЦК,мкг/мл 3,9 7,8 312 625 3,9 3,9 312 625 15,6 31,2 625 1250 5 77586 6 Продовження таблиці 2 Aspergielus niger Cladosporium resinae Paecilomyces varioti Trichoderma viride 31,2 15,6 62,5 62,5 62.5 31,0 125 125 Встановлено, що введення 8-етил-4амінобензентіосульфонату у МОР стану 1700 холодного прокату токсично діє на розвиток мікроорганізмів (Таблиця З, 4). У контрольному циклі вміст мікроорганізмів у МОР стану через 6 діб досягає 60млн/мл, а у дослідному циклі з використанням біоциду - лише 2-5млн/мл, що в свою чергу покращує інші фізико-хімічні" показники МОР та запобігає біокорозії матеріалу обладнання (Таблиця З, 4). У контрольному циклі при додаванні 4м емульсола на 4 добу та 5м емульсола на 5 добу дослідно-промислових досліджень концентрація ему 1250 2500 5000 2500 1250 5000 5000 5000 льсола становить відповідно 2% та 4% (Таблиця 3). Встановлено, що у МОР стану 1700 з додатком 0,01%мас S-етил-4-амінобензентіосульфонату на емульсію емульсол необхідно додатково вводити лише 1 раз 3м3 на 5 добу (Таблиця 4), при цьому вміст емульсола в середньому становить 5%. Встановлено, що введення S-етил-4амінобензентіосульфонату у робочу емульсію зменшує біопошкодження обладнання внаслідок збільшення антикорозійної стійкості матеріалу (Таблиця З, 4). Таблиця 3 Дані фізико-хімічних та мікробіологічних досліджень робочої емульсії стану 1700 холодного прокату в період дослідно-промислових досліджень в контрольному циклі Час, доба Вміст емульсола, % Стабільність емульсії, % 1 2 3 4 5 6 2,0 2,0 2,0 1,5 2,0 4,0 0,5 2,0 2,0 1,5 1,5 1,0 Корозійна дія Додаток емульсола,м3 не витр. витримав витримав не витр. витримав витримав 8,0 4,0 5,0 Додаток конденсата, м3 4,0 75,0 40,0 60,0 65,0 Кількість клітин мікрооганізмів, млн/мл 0,7 7,0 19,0 27,0 54,0 60,0 Таблиця 4 Дані фізико-хімічних та мікробіологічних досліджень робочої емульсії стану 1700 холодного прокату в період дослідно-промислових досліджень з додатком S-етил-4-амінобензентіосульфонату в розрахунку 0,01% мас на емульсію Час, доба 1 2 3 4 5 6 Вміст емульсола, % 3,5 5,0 5,0 5,0 4,5 4,0 Стабільність емульсії, % 0,5 0,5 1,0 1,0 1,5 1,0 Корозійна дія витримав витримав витримав не витр. витримав витримав Аналіз даних (Таблиця 3,4) показує, що використання S-етил-4-амінобензентіосульфонату покращує фізико-хімічні та експлуатаційні властивості емульсії, що дозволяє збільшити термін використання МОР. Стабілізація МОР внаслідок використання S-етил-4-амінобензентіосульфонату дозво Додаток емульсола,м3 8,0 3,0 Додаток кон- Кількість клітин мікроогаденсата, м3 нізмів млн/мл 40 1,0 45 5,0 20 5,0 50 5,0 50 5,0 20 2,0 ляє скоротити розхід емульсолу та робочого часу, який витрачається для заміни відпрацьованої емульсії, створити сприятливі санітарно-гігієнічні умови праці, значно збільшити термін експлуатації обладнання підприємств внаслідок зменшення його біопошкоджень. Комп’ютерна верстка Б. Голік 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