РЕАГЕНТ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ РОСТА МИКРООРГАНИЗМОВ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/22 C12N1/26 C02F1/50 

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано в нефтяной промышленности для обработки технологических сред в системе нефтедобычи, а также для борьбы с микроорганизмами - агентами биообразований в призабойной зоне нефтяного пласта.

Известны различные реагенты, обладающие бактерицидными свойствами по отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям (СВБ) или гетеротрофным бактериям - основным агентам биообразований на внутренней поверхности трубопроводов и призабойных зонах нагнетательных скважин в нефтяных пластах. Некоторые из таких реагентов-бактерицидов подавляют жизнедеятельность, в основном, сульфатвосстанавливающих бактерий (1-3); другие реагенты способны подавлять развитие различных представителей гетеротрофных микроорганизмов, не влияя при этом на рост анаэробных бактерий, какими являются СВБ (4, 5). При этом значительная часть предложенных бактерицидов для подавления жизнедеятельности указанных групп микроорганизмов является весьма экзотическими химическими соединениями, получение которых в промышленном производстве представляет определенную проблему (1, 4, 5).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является реагент для подавления роста микроорганизмов, представляющий собой маточный раствор, получаемый при выделении антипирина бензосульфоната в производстве амидопирина и анальгина (6).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность вследствие ограниченной области применения, т.е. реагент не одинаково эффективен против различных типов микроорганизмов, в том числе анаэробных сульфатвосстанавливающих бактерий и аэробных гетеротрофных бактерий - представителей родов Pseudo-monas и Bacillus, а также грибной микрофлоры.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности подавления роста микроорганизмов.

Поставленная задача решается тем, что в качестве реагента для подавления роста микроорганизмов предлагается применение продукта взаимодействия гексаметилентетраамина и монохлоруксусной кислоты - хлористого N-(карбоксиметилен)-гексаметилентетраамина [1].

Известно применение продукта взамодействия гексаметилентетраамина и монохлоруксусной кислоты в качестве ростстимулирующего средства при выращивании хлопчатника (7).

Его промышленное производство на отечественных предприятиях не вызывает технических трудностей, так как не требует дополнительных капитальных вложений. Исходными веществами для синтеза реагента являются крупнотоннажные продукты химической промышленности: гексаметилентетраамин и монохлоруксусная кислота.

Способ получения основан на известной реакции и заключается во взаимодействии монохлоруксусной кислоты с гексаметилентетраамином.

Пример 1. 0,1 М (14,0 г) гексаметилентетраамина растворили в 100 мл хлороформа, прибавили 0,1 М (9,4 г) монохлоруксусной кислоты и кипятили с обратным холодильником при постоянном перемешивании в течение 5 ч. Образовавшуюся соль отфильтровали, промыли чистым хлороформом и высушили до постоянного веса при 50^oС.

Полученный продукт представляет собой кристаллический белый порошок, хорошо растворимый в воде, частично в этиловом спирте и ацетоне; нерастворим в хлороформе, четыреххлористом углероде, углеводородах. Т_пл=114-115^oС.

Вычисленный элементарный состав, маc.%:
С 40,94; Н 6,40; N 23,88; Cl 15,14.

Найденный элементарный состав, мас.%:
С 40,91; Н 6,47; N 23,90; Cl 15,10.

В ИК-спектре полученного вещества полосы поглощения в области 1475-1380 см^-1 соответствуют деформационным колебаниям метиленовых групп, соединенных с электроноакцепторным атомом азота. Полосы поглощения в области 1370-1240 см^-1 отвечают валентным колебаниям связи C-N. Карбонил группы -СН₂-СООН характеризуется полосой поглощения в области 1740-1715 см^-1. Подтверждением структуры соединения [1] также служит отсутствие в ИК-спектре полосы поглощения в области 750-700 см^-1 , характерной для С-С1 связи.

Технология применения предлагаемого реагента заключается во введении его в зараженные микроорганизмами среды в эффективных концентрациях 0,001-0,01 маc.%.

Бактерицидную активность предлагаемого реагента определяют с использованием культур анаэробных сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio desulfuricans BKM В-1388, аэробных гетеротрофных бактерий Pseudomonas aureofaciens ИБ-51, Bacillus subtilis ИБ-12, Escherichie coli ИБ-14, а также представителей микромицетов Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum, Paecilomyces varioti.

Методика испытаний на биоцидную активность.

Сульфатвосстанавливающие бактерии. Бактерицидную активность по отношению к СВБ определяют введением в среду, содержащую 1000 клеток бактерий в 1 мл пробы, испытуемого реагента в определенной концентрации. Пробы термостатируют при 32^oС в течение 24 ч. Затем из проб отбирают по 1 мл жидкости и вводят во флаконы с питательной средой Постгейта для обнаружения СВБ, после чего флаконы термостатируют в течение 15 сут. В качестве контроля используют аналогичные пробы из зараженной среды без добавки реагента. Бактерицидное действие оценивают по количеству образующегося черного осадка сульфида железа в опытных и контрольных пробах.

Гетеротрофные бактерии. В среду для неэлективного роста гетеротрофов (пептон, МПБ) вносят реагент в определенной концентрации, после чего заражают 1 мл культуральной жидкости, взятой из активной культуры. Посевы термостатируют при 28^oС в течение 7 сут. Бактерицидное действие реагента оценивают спектрофотометрически по помутнению среды. Контролем служит среда без добавки реагентов, зараженная тем же количеством инокулята.

Микромицеты. Во флакончики со средой Чапека, содержащие культуру тест-гриба, добавляют реагент в определенной концентрации. После 15-суточной выдержки в термостате при 32^oС оценивают фунгицидную активность. Эффективность реагента для подавления данной культуры устанавливают по отсутствию или наличию колоний на поверхности питательной среды.

Результаты испытаний хлористого N-(карбоксиметилен)- гексаметилентетраамина приведены в таблице в сравнении с данными по прототипу - маточным раствором, полученным при выделении антипирина бензосульфоната.

Пример 2. В водную среду, содержащую до 1000 клеток/мл СВБ, вносят реагент в концентрации 0,001 маc.%, выдерживают в течение 24 ч при 32^oС, после чего отбирают пробы и производят высев в среду для обнаружения бактерий. Наблюдение в течение 15 сут указывает на отсутствие роста бактерий, так как не образуется черный осадок сульфида железа. Контроль без бактерицида указывает на активный рост СВБ.

Пример 3. Смешанную популяцию гетеротрофных бактерий, полученную в виде накопительной культуры из сточных вод нефтепромысла, вносят в мясопептонный бульон, содержащий реагент в концентрации 0,05 маc.%. Контрольные среды не содержат реагента. При культивировании (28^oС) на средах с добавкой реагента рост отсутствует. В контроле наблюдают активный рост гетеротрофов (помутнение среды).

Пример 4. Посевной материал, полученный в результате культивирования смешанной популяции плесневых грибов, извлеченную из сточных вод, вносят в среду Чапека (агаризованный вариант). В пробы добавляют реагент в концентрации 0,1 маc.%, после чего термостатируют при 32^oС. Наблюдение до 15 сут показывает отсутствие роста грибов в опыте, в то время как на контроле без добавки реагента наблюдается зарастание поверхности среды (образование "грибного газона").

Как видно из результатов испытаний, представленных в табл. 1 и 2, предлагаемый реагент эффективно подавляет бактерии различных физиологических групп, жизнедеятельность которых осуществляется как в присутствии кислорода, так и в анаэробных условиях, а также микромицетов, относящихся к плесневым грибам, осуществляющих свое развитие в водных средах. При этом эффективность подавления перечисленных микроорганизмов превышает эффективность по прототипу.

Высокая растворимость в воде, а также высокая эффективность по подавлению жизнедеятельности различных микроорганизмов - агентов биообразований и биокоррозии позволяет использовать предлагаемый реагент для обработки нефтепромысловых сред, в том числе призабойных зон нагнетательных скважин нефтепромыслов, нефтепроводов и трубопроводов, перекачивающих сточные воды.

Список литературы
1. Авторское свидетельство СССР 1465422, С 02 F 1/50//E 21 В 43/22. Б.И. 10, 1989.

2. Авторское свидетельство СССР 1547414, Е 21 В 43/22.

3. Авторское свидетельство СССР 1607478, Е 21 В 43/22.

4. Авторское свидетельство СССР 1510119, А 01 N 47/06//С 02 F 1/50.

5. Авторское свидетельство СССР 1565450, А 01 N 41/12, С 02 F 1/50. Б.И. 19, 1990.

6. Авторское свидетельство СССР 1699199, Е 21 В 43/22.

7. Авторское свидетельство СССР 667193, А 01 N 21/02. Б.И. 22, 1979.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано в нефтяной промышленности для обработки технологических сред в системе нефтедобычи, а также для борьбы с микроорганизмами - агентами биообразований в призабойной зоне нефтяного пласта. Техническим результатом является повышение эффективности подавления роста микроорганизмов. Для достижения технического результата предлагается применение продукта взаимодействия гексаметилентетраамина и монохлоруксусной кислоты в качестве реагента для подавления роста микроорганизмов. 2 табл.

Применение продукта взаимодействия гексаметилентетраамина и монохлоруксусной кислоты в качестве реагента для подавления роста микроорганизмов.