АДДУКТЫ АМИНОВ, ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ АДДУКТОВ И ПРОИЗВОДНЫХ И СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДАННЫХ АДДУКТОВ И ПРОИЗВОДНЫХ Российский патент 2019 года по МПК C07C231/02 C07C233/38 C07C309/14 C09K8/584 C11D1/94 E21B43/20 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к аддуктам аминов, их производным, способам получения данных аддуктов и производных и способам применения данных аддуктов и производных, в частности способу увеличения нефтеотдачи пласта.

Уровень техники

[0002] Амидамины, полученные из ДМАПА и растительного масла, такого как соевое масло, известны как промежуточные соединения, используемые для получения производных, таких как бетаины, сульфобетаины и аминоксиды. Известно применение таких типов материалов, используемых в качестве поверхностно-активных веществ, в широком диапазоне областей и во многих сферах интересов, таких как промышленные процессы, личная гигиена, домашний уход, нефтедобыча; однако существует постоянная заинтересованность в улучшенных поверхностно-активных веществах, которые обеспечивали бы улучшенные показатели эффективности для более экономичного использования.

[0003] Одним из вариантов применения подобных поверхностно-активных веществ являются способы добычи нефти, такие как способы гидроразрыва, предложенные, например, в патенте США №6258859, выданном 10 июля 2001 г. на имя Manilal Dahayanake et al., и способы заводнения, предложенные, например, в патенте США №3199586, выданном 10 августа 1965 г. на имя James Henderson et al., и патенте США №7461694, выданном 9 декабря 2008 г. на имя Manilal Dahayanake et al.

Краткое описание изобретения

[0004] Согласно одному аспекту настоящее изобретение направлено на аддукт амина, содержащий продукт, полученный путем:

(1)(а) образования промежуточного продукта присоединения при нагревании смеси, содержащей по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты и

(б) реакции промежуточного продукта присоединения с диамином с образованием аддукта амина или

(2)(а) реакции по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с образованием амидаминового промежуточного продукта и

(б) нагревания смеси амидаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с образованием аддукта амина или

(3) реакции по меньшей мере одного жирного ненасыщенного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с образованием аддукта амина.

[0005] В одном из вариантов реализации аддукт амина представляет собой амидаминовый продукт, полученный путем:

(1)(а) образования промежуточного продукта присоединения при нагревании смеси содержащей по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты и

(б) реакции промежуточного продукта присоединения с диамином с образованием амидаминового продукта или

(2)(а) реакции по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с образованием амидаминового промежуточного продукта и

(б) нагревания смеси амидаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с образованием амидаминового продукта.

[0006] В другом варианте реализации аддукт амина представляет собой аминовый продукт, полученным по реакции по меньшей мере одного жирного ненасыщенного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с образованием аминового продукта.

[0007] Согласно второму аспекту настоящее изобретение направлено на способ получения аддукта амина, включающий:

(1)(а) образование промежуточного продукта присоединения при нагревании смеси по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты и

(б) реакцию промежуточного продукта присоединения с по меньшей мере одним диамином с образованием аддукта амина или

(2)(а) реакцию по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с образованием аминового промежуточного продукта и

(б) нагревание смеси амидаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с образованием аддукта амина или

(3) реакцию по меньшей мере одного жирного ненасыщенного третичного аминового соединения с по меньшей мере одним диеном с образованием аддукта амина.

[0008] В одном варианте реализации аддукт амина представляет собой амидаминовый продукт и способ включает:

(1)(а) образование промежуточного продукта присоединения при нагревании смеси по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты и

(б) реакцию промежуточного продукта присоединения с по меньшей мере одним диамином с образованием амидаминового продукта или

(2)(а) реакцию по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с образованием амидаминового промежуточного продукта и

(б) нагревание смеси амидаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с образованием амидаминового продукта.

[0009] В другом варианте реализации аддукт амина представляет собой аминовый продукт и способ включает реакцию по меньшей мере одного жирного ненасыщенного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с образованием аминового продукта.

[00010] Согласно третьему аспекту настоящее изобретение направлено на поверхностно-активную композицию, содержащую по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из аддукта амина настоящего изобретения.

[00011] В одном варианте реализации поверхностно-активная композиция содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из амидаминового продукта настоящего изобретения.

[00012] В другом варианте реализации поверхностно-активная композиция содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из аминового продукта настоящего изобретения.

[00013] Согласно четвертому аспекту настоящее изобретение направлено на поверхностно-активную композицию, содержащую по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, соответствующее структуре (I):

где:

R²¹ представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, обычно (С₄-С₂₀)диена, и по меньшей мере одной жирной ненасыщенной углеводородной группы,

R²² представляет собой -СН₂- или ациламидный радикал, соответствующий структуре:

R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом, более обычно (С₂-С₆)алкиленовый радикал с прямой цепью или разветвленной цепью возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый представляют собой независимо друг от друга алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, гетероциклическое кольцо, содержащее от 4 до 8 членов, или если R²² представляет собой -СН₂-, могут быть алкиленокси группой с терминальным водородом,

R⁶ может отсутствовать или быть Н, алкилом, циклоалкилом, алкенилом, аралкилом, О^-, -(CH₂)_n-СОО^- или

,

каждый R⁷ представляет собой независимо друг от друга Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно, от 1 до 4, и

X^- представляет собой анионный противоион и

и при условии, что:

если R⁶ отсутствует, то положительный заряд отсутствует на атоме азота, к которому R⁴ и R⁵ присоединены, а противоион X^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой О^-, или , то противоион X^- отсутствует.

[00014] В одном варианте реализации поверхностно-активная композиция содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, соответствующее структуре (II):

где:

R¹ представляет собой ацильный радикал, соответствующий структуре:

R² представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, обычно (С₄-С₂₀)диена, и по меньшей мере одной жирной ненасыщенной углеводородной группы,

R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный на один или более атом углерода с гидроксилом, более обычно (С₂-С₆)алкиленовым радикал с прямой цепью или разветвленной цепью, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый представляют собой независимо друга от друга алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, гетероциклическое кольцо, содержащее от 4 до 8 членов,

R⁶ может отсутствовать или быть Н, алкилом, циклоалкилом, алкенилом, аралкилом, О^-, -(CH₂)_n-СОО^- или

каждый R⁷ представляет собой независимо друг от друга Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно, от 1 до 4, и

X^- представляет собой анионный противоион, и

и при условии, что:

если R⁶ отсутствует, то положительный заряд отсутствует на атоме азота, к которому R⁴ и R⁵ присоединены, а противоион X^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой О^-, или , то противоион X^- отсутствует.

[00015] В другом варианте реализации поверхностно-активная композиция содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, соответствующее структуре (III):

где:

R²¹ представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, обычно (С₄-С₂₀)диена, и по меньшей мере одной жирной ненасыщенной углеводородной группы

R⁴ и R⁵ каждый представляют собой независимо друг от друга алкил, циклоалкил, арил, аралкил или алкиленокси группу с терминальным водородом, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, гетероциклическое кольцо содержащее от 4 до 8 членов,

R⁶ может отсутствовать или быть Н, алкилом, циклоалкилом, алкенилом, аралкилом, О^-, -(CH₂)_n-СОО^- или

каждый R⁷ представляет собой независимо друг от друга Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно, от 1 до 4, и

X^- представляет собой анионный противоион, и

и при условии, что:

если R⁶ отсутствует, то отсутствует положительный заряд на атоме азота, к которому R⁴ и R⁵ присоединены, а противоион X^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой О^-, или , то противоион X^- отсутствует.

[00016] Согласно пятому аспекту настоящее изобретение направлено на способ обработки частиц, включающий диспергирование частиц в содержащей воду жидкости, содержащей одно или более поверхностно-активное вещество в соответствии с настоящим изобретением, с образованием водной дисперсии частиц и транспортировку водной дисперсии частиц путем перекачивания водной дисперсии частиц по трубопроводу.

[00017] Согласно шестому аспекту настоящее изобретение направлено на способ разрыва подземного пласта, включающий закачивание жидкости, содержащей поверхностно-активную композицию в соответствии с настоящим изобретением, через ствол скважины в подземный пласт при давлении, достаточном для того, чтобы разорвать подземный пласт.

[00018] Согласно седьмому аспекту настоящее изобретение направлено на способ увеличение нефтеотдачи из пласта, имеющего эксплуатационную скважину, включающий:

(а) введение жидкости для заводнения в пласт в одной или более точках, отличных от точки расположения эксплуатационной скважины, вышеупомянутая жидкость содержит поверхностно-активную композицию в соответствии с настоящим изобретением, и

(б) извлечение нефти из эксплуатационной скважины.

[00019] Модифицированная диеном поверхностно-активная композиция настоящего изобретения обеспечивает улучшенную эффективность сгущения, улучшенную стабильность протекания сгущения в присутствии нефти, улучшенную стабильность смесей таких поверхностно-активных веществ и полимеров как, например, полиакриламид, уменьшение адсорбции на минеральных поверхностях, таких как поверхности пористых нефтеносных скальных образований, и/или улучшенную термическую стабильность в сравнении с аналогичной поверхностно-активной композицией, полученной из ацила ненасыщенной жирной кислоты, имеющего жирную ненасыщенную углеводородную цепь, которая не была модифицирована при нагревании в присутствии диена.

Краткое описание чертежей

[00020] ФИГ. 1 демонстрирует графики вязкости растворов соответствующих бетаиновых поверхностно-активных композиций из примеров 1А, 1Б и 1В, и сравнительного примера 1 в растворе соляной композиции 1 в зависимости от температуры.

[00021] ФИГ. 2 демонстрирует графики вязкости растворов соответствующих бетаиновых поверхностно-активных композиций примера 1Б и сравнительного примера В1 в растворе соляной композиции 2 в зависимости от температуры.

[00022] ФИГ. 3 демонстрирует графики отношения вязкости раствора бетаинового поверхностно-активного вещества примера 1Б в каждом из соляных растворов композиций 1 и 2 в сравнении с графиком вязкости аналогичных растворов бетаинового поверхностно-активного вещества сравнительного примера В1 в зависимости от температуры.

[00023] ФИГ. 4 демонстрирует графики вязкости растворов соответствующих сульфобетаиновых поверхностно-активных композиций примера 2 и сравнительного примера В2 в растворе соляной композиции 4 в зависимости от температуры.

[00024] ФИГ. 5 демонстрирует графики вязкости растворов соответствующих сульфобетаиновых поверхностно-активных композиций примера 2 и сравнительного примера В2 в растворе соляной композиции 5 в зависимости от температуры.

[00025] ФИГ. 6 демонстрирует графики зависимости вязкости раствора сульфобетаинового поверхностно-активного вещества примера 2 в каждом из растворов соляных композиций 4 и 5 в сравнении с графиками вязкости аналогичных растворов сульфобетаинового поверхностно-активного вещества сравнительного примера В2 в зависимости от температуры.

Подробное описание изобретения

[00026] В настоящей заявке терминология "(С_х-С_у)" в отношении органической группы, где х и у являются целыми числами, указывает на то, что группа может содержать от х атомов углерода до у атомов углерода на группу.

[00027] Термин "жирный" в настоящей заявке в отношении углеводородного заместителя, группы или цепи, означает, что углеводородный заместитель, группа или цепь содержит от 8 до 36 атомов углерода и в отношении соединений, таких как ацильное соединение, глицерид или кислота, означает, что соединение содержит по меньшей мере один жирный углеводородный заместитель, группу или цепь на молекулу соединения.

[00028] В настоящей заявке термин "аддукт" означает химические частицы, образованные путем непосредственного сочетания двух отдельных химических фрагментов А и Б, таким образом что происходит изменение связанности, но нет потери атомов в фрагментах А и Б.

[00029] В настоящей заявке термин "ацил" означает радикал, соответствующий следующей структуре:

где R представляет собой углеводородную группу, в случае жирного ацильного радикала, R представляет собой жирную углеводородную группу, и в случае жирного ненасыщенного углеводородного радикала, R представляет собой жирную ненасыщенную углеводородную группу.

[00030] В настоящей заявке термин "алкил" означает насыщенный прямой или разветвленный цепной углеводородный радикал, такой как, например, метил, этил, н-пропил, изо-пропил, н-бутил, втор-бутил, т-бутил, пентил, н-гексил, октил, нонил, децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадецил, гексадецил, гептадецил, октадецил, нонадецил, эйкозил, ункозил, докозил, тетракозил и триаконтил.

[00031] В настоящей заявке термин "алкилен" означает двухвалентный ациклический насыщенный углеводородный радикал, включая метилен, полиметилен и алкил замещенные полиметиленовые радикалы, такие как, например, диметилен, тетраметилен и 2-метилтриметилен.

[00032] В настоящей заявке термин "циклоалкил" означает насыщенный циклический углеводородный радикал, такой как, например, циклопентил и циклогексил.

[00033] В настоящей заявке термин "алкенил" означает ненасыщенную прямую цепь или разветвленную цепь, или циклический углеводородный радикал, который содержит одну или более двойную связь углерод-углерод, такой как, например, этинил, 2-пропенил, цис-8-гептадеценил, цис-8-цис-11-гептадеценил, цис-8-цис-11-цис-14-гептадеценил и цис-12-ункозенил.

[00034] В настоящей заявке термин "арил" означает одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, содержащий одно или более шестичленное углеродное кольцо, в котором ненасыщенность может быть представлена тремя сопряженными двойными связями, которое может быть замещено по одному или более атому углерода кольца гидроксилом, алкилом, алкенилом, галогеном, галоалкилом или аминогруппой, такое как, например, фенокси, фенил, метилфенил, диметилфенил, триметилфенил, хлорфенил, трихлорметилфенил, аминофенил и тристирилфенил.

[00035] В настоящей заявке термин "аралкил" означает алкильную группу, замещенную одной или более арильной группой, такую как, например, фенилметил, фенилэтил и трифенилметил.

[00036] В настоящей заявке, "алкиленокси с терминальным водородом" означает алкиленокси с терминальным водородом или полиалкиленокси радикал, такой как, например, алкиленокси с терминальным водородом или полиалкиленокси радикал, в соответствии с:

где:

р и q представляет собой независимо целые числа от 2 до 6, более обычно 2,

каждый r представляет собой независимо целое число от 0 примерно до 50,

каждый s представляет собой независимо целое число от 1 примерно до 50 и

t представляет собой целое число от 1 до 50, при условии, что результат произведения суммы r+s на t меньше чем или равен примерно 50,

включая, например, гидроксиэтил, гидроксипропил, гидроксибутил, полиэтиленокси с терминальным водородом, полипропиленокси с терминальным водородом, полибутиленокси с терминальным водородом и полиэтиленокси-пропиленокси группы с терминальным водородом, и где полиалкиленокси группа с терминальным водородом содержит алкиленокси фрагменты двух или более различных композиций, например, где присутствует каждая группа, как -(С_рН_2рО)-, так и -(C_qH_2qO)- с р не равным q, соответствующие алкиленокси фрагменты могут быть в случайном порядке, в блоках или в ином порядке.

[00037] Подходящие диены включают (С₄-С₃₀) диены, более обычно (С₄-С₃₀) сопряженные диены, которые могут быть ациклическими, такими как изопрен, бутадиен и диметилбутадиен или циклическими, такими как циклопентадиен и циклогексадиен.

[00038] В одном варианте реализации диен содержит циклопентадиен, один или более алкил-замещенный циклопентадиен, более обычно один или более замещенный циклопентадиен, каждый независимо замещенный (С₁-С₄)алкильным заместителем по одному или более атому углерода его кольца, или смесь циклопентадиена и одного или более замещенного циклопентадиена. Подходящим образом замещенные циклопентадиены включают 1-алкилциклопентадиены, такие как, например, 1-метил-циклопентадиен, 2-алкилциклопентадиены, такие как, например, 2-метил-циклопентадиен и их смеси.

[00039] В одном варианте реализации диен получают в реакционной смеси путем добавления прекурсора диена, то есть соединения, которое образует диен при соответствующих условиях реакции, к реакционной смеси для образования промежуточного продукта присоединения или продукта присоединения амидаминового промежуточного продукта и диена. Подходящие диеновые прекурсоры включают, например, дициклопентадиен.

[00040] Подходящие ацилы ненасыщенной жирной кислоты содержат по меньшей мере одну жирную ненасыщенную углеводородную цепь на молекулу. В одном варианте реализации жирное ацильное соединение выбирают из группы, состоящей из жирных ненасыщенных глицеридов, жирных ненасыщенных кислот и алкильных сложных эфиров жирных ненасыщенных кислот.

[00041] Подходящие жирные ацильные соединения включают те соединения, что получены из жирных триглицеридов. Источники подходящих жирных триглицеридов включают растительные масла, такие как, например, пальмовое масло, соевое масло, рапсовое масло, рапсовое масло с высоким содержанием эруковой кислоты, подсолнечное масло, арахисовое масло, хлопковое масло, пальмоядровое масло, льняное масло, кокосовое масло, оливковое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, масло крамбе, таловое масло и масло канола, и животные жиры, такие как животный и рыбий жиры. В настоящей заявке "рапсовое масло" включает рапсовое масло с высоким содержанием эруковой кислоты, а также рапсовое масло с низким содержанием эруковой кислоты, которое также называется "масло канола". Варианты некоторых других масел, перечисленных выше, также известны, такие как, например, высоко олеиновые и очень высоко олеиновые подсолнечное и каноловое масла. Как уже обсуждалось, эти растительные масла могут быть использованы в настоящем изобретении в выделенной форме, в измененном виде, таком как виды жирных кислот и сложных эфиров жирных кислот, описанные ниже, а также компонента триглицеридного масла из единственного источника или смесей одного или более типов масел или их измененных форм.

[00042] Данная молекула триглицерида обычно содержит глицериновый фрагмент, этерифицированный тремя фрагментами жирных кислот. Таким образом, при гидролизе каждая молекула триглицерида даст три остатка жирной кислоты. Распределение специфических идентифицируемых остатков жирных кислот данного масляного сырья обычно характеризует количество индивидуальных жирных кислот как массовый процент от всей смеси жирных кислот, полученной при гидролизе масляного сырья. Например, типичная композиция итоговой смеси остатков жирных кислот, полученной при гидролизе соевого масла состоит из 10,5 массовых % пальмитиновой кислоты, 4,5 массовых % стеариновой кислоты, 23,0 массовых % олеиновой кислоты, 53,0 массовых % линолевой кислоты, 7,5 массовых % линоленовой кислоты и 1,5 массовых % других жирных кислот.

[00043] Среднее число двойных связей, присутствующих в молекуле триглицерида в масле ненасыщенного триглицерида, может быть вычислено на основании распределения остатков жирных кислот в смеси остатков жирных кислот, полученной при гидролизе триглицерида данного масла. Распределение жирных кислот в данном масле может, таким образом быть легко определено при помощи методов, известных специалистам в данной области техники. Ненасыщенные триглицеридные масла, которые особенно подходят для использования в настоящем изобретении, обычно имеют среднее содержание ненасыщенности не более чем приблизительно 5,0, более обычно от приблизительно 2,5 до приблизительно 3,5. Например, в среднем каждая молекула триглицерида в соевом масле содержит приблизительно 4,5 двойных связей, распределенных между различными углеводородными цепями (три цепи в каждой молекуле триглицерида), то есть соевое масло обладает средним содержанием ненасыщенности приблизительно 4,5. Это связано с тем, что соевое масло содержит смесь триглицеридов и обычно каждая молекула триглицерида соевого масла обладает смесью остатков жирных кислот.

[00044] Другой мерой, характеризующей среднее число двойных связей, присутствующих в молекулах триглицеридов масла ненасыщенного триглицерида является йодное число масла. Йодное число триглицерида или смеси триглицеридов определяют известными методами, обычно по методу Вийса (A.O.C.S. Cd 1-25). Обычно масло ненасыщенного триглицерида обладает йодным числом приблизительно не больше чем 150, более обычно приблизительно от 50 до приблизительно 150, еще более обычно от приблизительно 70 до приблизительно 140, и еще более обычно приблизительно от 80 до приблизительно 130.

[00045] В одном варианте реализации жирная ненасыщенная кислота или алкильный сложный эфир жирной кислоты, содержащий одно или более соединение в соответствии со структурой (II):

где:

R¹¹ представляет собой (С₆-С₃₀)алкенил, более обычно (С₆-С₂₄)алкенил и

R¹² представляет собой Н или (С₁-С₆)алкил.

[00046] В одном варианте реализации ацил ненасыщенной жирной кислоты содержит одно или более соединение в соответствии со структурой (I) где R¹¹ представляет собой мононезамещенный или полинезамещенный (С₆-С₂₄)алкенил, такое как, например, цис-9-гексадеценил, все цис-7,10,13-гексадекатриенил, цис-6-октадеценил, транс-6-октадеценил, цис-7-октадеценил, цис-9-октадеценил, транс-9-октадеценил, цис-11-октадеценил, транс-11-октадеценил, цис-12-октадеценил, цис, цис-9,12-октадецедиенил, транс-9,12-октадецедиенил, все цис-6,9,12-октадекатриенил, все цис-9,12,15-октадекатриенил, все цис-6,9,12,15-октадекатетраенил, цис-11-эйкозенил, цис, цис-11,14-эйкозадиенил, все цис-11,14,17-эйкозатриенил, все цис-5,8,11,14-эйкозатетраенил, все цис-8,11,14,17-эйкозатетраенил, все цис-5,8,11,14,17-эйкозапентаенил, цас-13-докозенил, цис, цис-13,16-докозадиенил, все цис-6,9,12-октадекатриенил, все цис-7,10,13,16-докозатетраенил, все цис-7,10,13,16,19-докозапентаенил, все цис-4,7,10,13,16,19-докозагексаенил, цис-15-тетракозенил, все цис-9,12,15,18,21-тетракозапентаенил или все цис-6,9,12,15,18,21-тетракозагексаенил.

[00047] Подходящие жирные ненасыщенные кислоты включают, например, меристолеиновую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, сапиеновую кислоту, олеиновую кислоту, элаидиновую кислоту, вакценовую кислоту, линолевую кислоту, линоэлаидиновую кислоту, α-линолевую кислоту, арахидоновую кислоту, эйкозапентаеновую кислоту, эруковую кислоту и докозагексаеновую кислоту.

[00048] Походящие жирные ненасыщенные кислоты могут быть получены путем гидролиза жирных ненасыщенных триглицеридов или ненасыщенных фосфолипидов или реже путем гидроксикарбоксилирования алкенов.

[00049] Подходящие метиловые эфиры жирных ненасыщенных кислот могут быть получены, например, путем кислотно-катализируемой этерификации одной или более любой из вышеописанных жирных ненасыщенных кислот или их соответствующих глицеридов с (С₁-С₆)алканолом или путем переэтерификации соответствующих глицеридов с (С₁-С₆)алканолом.

[00050] В одном варианте реализации ацил ненасыщенной жирной кислоты используется как начальное вещество, из которого получают жирное ненасыщенное третичное аминосоединение, что может быть достигнуто посредством известных способов, таких как, например:

(a) реакция ненасыщенного ацильного соединения с образованием жирного ненасыщенного амидного соединения, такая как, например, (i) путем аминолиза жирного глицерида или сложного эфира жирной кислоты с аммиаком, или (ii) путем дегидратации жирной кислоты гидроксидом аммония,

(b) дегидратация жирного ненасыщенного амидного соединения с образованием жирного ненасыщенного нитрильного соединения,

(c) селективное гидрирование нитрильной группы жирного ненасыщенного нитрильного соединения с образованием жирного ненасыщенного первичного аминосоединения и

(d) метилирование жирного ненасыщенного первичного аминосоединения с использованием формальдегида или прекурсора формальдегида при восстановительных условиях с образованием жирного ненасыщенного третичного аминосоединения.

[00051] В одном варианте реализации процесс получения промежуточного продукта присоединения включает нагревание ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения и диена до повышенной температуры, приблизительно до 300°С, более обычно приблизительно от 100°С приблизительно до 300°С, продолжительностью приблизительно до 24 часов, более обычно приблизительно от 1 часа приблизительно до 24 часов, в замкнутой системе, такой как, например, реактор из нержавеющей стали с перемешиванием. Обычно ацил ненасыщенной жирной кислоты или жирное ненасыщенное третичное аминосоединение предварительно нагрето до температуры реакции в инертной атмосфере, например, атмосфере азота, затем реактор герметично закрывают и диеновый компонент добавляют постепенно ниже поверхности жидкости в течение временного промежутка приблизительно в 12 часов, более обычно в течение приблизительно от 30 минут до приблизительно 12 часов. После дальнейшего нагревания в течение приблизительно до 24 часов, летучие компоненты удаляются перегонкой, например, в реакторе может быть спущено давление при все еще повышенной температуре и летучие компоненты при данных условиях отгоняются. Степень перегонки может быть возможно повышена путем приложения к системе вакуума для понижения давления. Используемый вакуум обычно ограничен, чтобы поддерживать абсолютное давление по меньшей мере 0,1 мм.рт.ст.

[00052] Жирная ненасыщенная углеводородная цепь по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения может быть мононенасыщенной, то есть содержать одну двойную связь на цепь, или полиненасыщенной, т.е. содержать две или более двойные связи на цепь. Две или более двойные связи данной жирной полиненасыщенной углеводородной цепи могут быть сопряженными или несопряженными двойными связями. Несопряженные двойные связи жирной полиненасыщенной углеводородной цепи могут, возможно, быть изомеризованы как, например, при нагревании и/или при добавлении такого катализатора как йод с образованием сопряженных двойных связей с жирной ненасыщенной углеводородной цепью.

[00053] В одном варианте реализации нагревание смеси диена и ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения приводит к образованию аддукта диена и ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения. Двойная связь жирного ацильного соединения или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения может вести себя как диенофил, или, в качестве альтернативы, одна из двойных связей диена может вести себя как диенофил и реагировать с диеновым фрагментом в жирной углеводородной цепи ацила жирной полиненасыщенной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения. Также одна двойная связь данной молекулы диена может вести себя как диенофил для другой молекулы диена и данная двойная связь жирной ненасыщенной углеводородной цепи ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения может вести себя как диенофил для набора сопряженных двойных связей на другой жирной полиненасыщенной углеводородной цепи ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения.

[00054] В одном варианте реализации смесь, содержащая по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты или жирное ненасыщенное третичное аминосоединение, нагревают при соответствующих условиях с образованием 4+2 циклоаддуктов, то есть аддуктов Дильса-Альдера, по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения.

[00055] В одном варианте реализации нагревание смеси диена и ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения, дает промежуточный продукт присоединения или продукт присоединения, который содержит аддукты Дильса-Альдера по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты, образованные по реакции диена с двойной связью жирного ненасыщенного соединения или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения, или по реакции двойной связи диена с сопряженной двойной связью ацила жирной полиненасыщенной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения. Возможность различных реакций между различными ненасыщенными участками диена и ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения может дать более разнообразную смесь промежуточных продуктов присоединения или продуктов присоединения, которая может дополнительно содержать, например, полимеризованный диен, такой как поли(циклопентадиен), жирные ацильные соединения или жирное ненасыщенное третичное аминосоединение со сшитыми жирными углеводородными цепями, аддукты жирных ацильных соединений или жирных ненасыщенных третичных аминосоединений, обладающие несшитыми жирными углеводородными цепями с полимеризованным диеном, аддукты жирных ацильных соединений или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения, имеющие сшитые жирные углеводородные цепи с неполимеризованным диеном, и аддукты жирных ацильных соединений или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения, имеющие сшитые жирные углеводородные цепи с полимеризованным диеном.

[00056] В одном варианте реализации смесь ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения и количество циклопентадиена, достаточное для получения в среднем от 0,1 до 10 циклоаддуктов на молекулу ацила ненасыщенной жирной кислоты или жирного ненасыщенного третичного аминосоединения, нагревают при температуре по меньшей мере примерно в 200°С в течение достаточного времени реакции для получения желаемого изменения свойств жирного ацильного соединения или жирного третичного аминосоединения, такого как, например, повышение эффективности сгущения, а не прореагировавший диен удаляют из смеси по окончанию времени реакции (например, путем отгонки продукта реакции в вакууме).

[00057] В одном варианте реализации диамин содержит один или более диамин в соответствии со структурой (III):

где R³, R⁴, и R⁵ каждый, как описано выше.

[00058] В одном варианте реализации амидирования триглицерида или другого сложноэфирного промежуточного продукта присоединения достигают путем перемешивания триглицерида или другого сложного эфира и от 1 до 1,5 молярных эквивалентов, более обычно от большего чем 1 до 1,3 молярных эквивалентов диамина, обычно в присутствии кислотного катализатора, такого как муравьиная кислота или основного катализатора, такого как метилат натрия, и поддерживают смесь при повышенной температуре, обычно от более чем 100°С приблизительно до 180°С, более обычно приблизительно от 110°С приблизительно до 160°С, в реакторе с перемешиванием до тех пор, пока сложноэфирные группы больше не наблюдаются при ИК анализе. Продукт затем отгоняют из избытка амина перегонкой в вакууме при повышенной температуре вплоть до 180°С абсолютном давлении в 50 миллибар или менее, более обычно от 1 миллибара до 50 миллибар, пока не перестанет наблюдаться перегонка.

[00059] В одном варианте реализации композиция настоящего исследования представлена в форме водного раствора по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества в соответствии со структурой (I), более обычно смеси двух или более поверхностно-активных соединений в соответствии со структурой (I).

[00060] В одном варианте реализации R² представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, выбранного из группы, включающей циклопентадиен, бутадиен и изопрен с по меньшей мере одним жирным заместителем из растительного масла, более обычно растительное масло выбранное из группы включающей льняное масло, масло канола, соевое масло, рапсовое масло, масло крамбе, таловое масло и подсолнечное масло.

[00061] В одном варианте реализации R³ представляет собой прямую цепь или разветвленную цепь (С₂-С₆)алкиленового радикала, возможно замещенного гидроксилом по одному или более атому углерода.

[00062] X^- может быть любым анионом, подходящим по электронному балансу для количества катионов соединения структуры (I), более редко для количества катионов амидаминовой соли или амидным четвертичным аммониевым соединением в соответствии со структурой (I.б), каждый из которых содержит катионный атом азота. Подходящие анионы включают, например, хлорид, бромид, йодид, метосульфат, этосульфат, п-толуолсульфонат, сульфат, фосфат, ацетат, пропионат, лактат, сукцинат, глутамат, глутарат, малеат, адипат или полиакрилатный анион. Когда R⁶ представляет собой Н, тогда X^- более обычно представляет собой анионный противоион одновалентной или поливалентной кислоты. Когда R⁵ представляет собой алкил, циклоалкил, алкенил или аралкил, тогда X^- более обычно представляет собой анионный противоион одновалентной кислоты.

[00063] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно соединение в соответствии со структурой (I.a), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (I.a):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений, R²¹, R²², R⁴ и R⁵ каждый описан выше.

[00064] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно амидаминовое соединение в соответствии со структурой (II.а), более обычно смесь одного или более соединений в соответствии со структурой (II.а):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений R¹, R³, R⁴ и R⁵ каждый описан выше.

[00065] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно соединение в соответствии со структурой (III.а), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (III.а):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений R²¹, R⁴ и R⁵ каждый описан выше.

[00066] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно соединение в соответствии со структурой (I.б), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (I.б)

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹, R²² и X^- каждый описан выше и

R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой Н, (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом, более обычно каждый представляет собой метил.

[00067] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одну амидаминовую соль или четвертичную аммониевую соль в соответствии со структурой (II.б), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (II.б)

,

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹, R³ и X^- каждый описан выше и

R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой Н или (С₁-С₆)алкил, более обычно каждый представляет собой метил.

[00068] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно соединение в соответствии со структурой (III.б), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (III.б)

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и X^- каждый описан выше и

R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой Н, (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом, более обычно каждый представляет собой метил.

[00069] В одном варианте реализации в соединении в соответствии со структурой (I.б), (II.б) или (III.б), R⁴, R⁵ и R⁶ каждый представляет собой Н.

[00070] В одном варианте реализации в соединении в соответствии со структурой (I.б) или (III.б), R⁴ представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом и R⁵ и R⁶ каждый представляет собой Н.

[00071] В одном варианте реализации соединение в соответствии со структурой (II.б) представляет собой амидаминовую солью, где R⁴ представляет собой (С₁-С₆)алкил и R⁵ и R⁶ каждый представляет собой Н.

[00072] В одном варианте реализации в соединении в соответствии со структурой (I.б) или (III.б), R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом и R⁶ представляет собой Н.

[00073] В одном варианте реализации соединение в соответствии со структурой (II.б) представляет собой амидаминовую солью, где R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил и R⁶ представляет собой Н.

[00074] В одном варианте реализации в соединении в соответствии со структурой (I.б) или (III.б), R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом.

[00075] В одном варианте реализации соединение в соответствии со структурой (II.б) представляет собой амидную четвертичную аммониевую солью, где R⁴, R⁵ и R⁶ каждый независимо представляет собой (С₁-C₆)алкил.

[00076] В одном варианте реализации композиции настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно бетаиновое соединение в соответствии со структурой (I.в), боле обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (I.в):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² каждый описан выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом,

R⁶ представляет собой и

n представляет собой целое число от 1 до 4, более обычно 1.

[00077] В одно варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно бетаиновое соединение в соответствии со структурой (II.в), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (II.в):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ и R³ каждый описан выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил,

R⁶ представляет собой и n представляет собой целое число от 1 до 4, более обычно 1.

[00078] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно бетаиновое соединение в соответствии со структурой (III.в), более обычно смесь двух или более соединений в соответствии со структурой (III.в):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ описан выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом,

R⁶ представляет собой и

n представляет собой целое число от 1 до 4, более обычно 1.

[00079] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере один бетаин в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), более обычно смесь двух или более бетаиновых соединений в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² описаны выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом,

R⁶ представляет собой и

n представляет собой целое число от 1 до 4, более обычно 1.

[00080] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере один бетаин в соответствии со структурой (II.в), более обычно смесь двух или более бетаиновых соединений в соответствии со структурой (II.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ описан выше,

R³ представляет собой прямую цепь или разветвленную цепь (С₂-С₆)алкиленового радикала, возможно замещенного по одному или более атому углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил,

R⁶ представляет собой и

n представляет собой целое число от 1 до 4, более обычно 1.

[00081] В другом варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно сульфобетаиновое соединение в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), более обычно смесь двух или более сульфобетаиновых соединений в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² каждый описан выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом,

R⁶ представляет собой

m представляет собой целое число 0 до 4, более обычно 1 и

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил, более обычно гидроксил.

[00082] В другом варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно сульфобетаиновое соединение в соответствии со структурой (II.в), более обычно смесь двух или более сульфобетаиновых соединений в соответствии со структурой (II.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ и R³ каждый описаны выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил,

R⁶ представляет собой

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно 1 и

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил, более обычно гидроксил.

[00083] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно сульфобетаиновое соединение в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), более обычно смесь двух или более сульфобетаиновых соединений в соответствии со структурой (I.в) или (III.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² каждый описан выше,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом,

R⁶ представляет собой ,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно 1 и

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил, более обычно гидроксил.

[00084] В одном варианте реализации композиция настоящего исследования содержит по меньшей мере один сульфобетаин в соответствии со структурой (II.в), более обычно смесь двух или более сульфобетаиновых соединений в соответствии со структурой (II.в), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ описан выше,

R³ представляет собой прямую цепь или разветвленную цепь (С₂-С₆)алкиленового радикала, возможно замещенного по одному или более атомам углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил,

R⁶ представляет собой ,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более обычно 1 и

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил, более обычно гидроксил.

[00085] В одном варианте реализации R⁶ представляет собой О^- и композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно аминоксидное соединение в соответствии со структурой (I.г), более обычно смесь двух или более аминоксидных соединений в соответствии со структурой (I.г):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² каждый описан выше и

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом.

[00086] В одном варианте реализации, R⁶ представляет собой О^- и композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно аминоксидное соединение в соответствии со структурой (II.г), более обычно смесь двух или более аминоксидных соединений в соответствии со структурой (II.г):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ и R³ каждый описан выше и

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил.

[00087] В одном варианте реализации R⁶ представляет собой О^- и композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно аминоксидное соединение в соответствии со структурой (III.г), более обычно смесь двух или более аминоксидных соединений в соответствии со структурой (III.г):

где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ описан выше и

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом.

[00088] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере (I.г) или (III.г), более обычно смесь двух или более аминоксидных соединений в соответствии со структурой (I.г) или (III.г), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R²¹ и R²² каждый описан выше и

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил или алкиленокси с терминальным водородом.

[00089] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит по меньшей мере одно аминоксидное соединение в соответствии со структурой (II.г), более обычно смесь двух или более аминоксидных соединений в соответствии со структурой (II.г), где для одного такого соединения или независимо для каждого из двух или более таких соединений:

R¹ описан выше,

R³ представляет собой прямую цепь или разветвленную цепь (С₂-С₆)алкиленового радикала, возможно замещенного по одному или более атому углерода гидроксилом и

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой (С₁-С₆)алкил.

[00090] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит смесь двух или более соединений в соответствии со структурой, выбранной из структур (I), (II), (III), (I.a), (II.a), (III.a), (I.б), (II.б), (III.б), (I.в), (II.в), (III.в), (I.г), (II.г) или (III.г) выше, где по меньшей мере одно из таких соединений отличается от по меньшей мере одного из других таких соединений в отношении по меньшей мере одного из их заместителей R¹, R³, R⁴, R⁵ R⁶ и R²¹ соответственно.

[00091] Соединения в соответствии со структурами (I.б), (I.в) и (I.г) каждое может быть получено из соединения структуры (I.a) при помощи известных синтетических способов, таких как, например:

(i) обработка соединения структуры (I.a) кислотой с образованием соединения в виде соли в соответствии со структурой (I.б),

(ii) кватернизация аминосоединения структуры (I.a) с образованием соли в соответствии со структурой (I.б),

(iii) карбоксиметилирование аминосоединения структуры (I.a), например монохлорацетатом натрия с образованием бетаинового соединения в соответствии со структурой (I.в),

(ii) реакция аминосоединения структуры (I.a), например, с сультоном или 2-гидрокси-3-хлорпропилсульфонатом натрия с образованием сульфобетаинового соединения в соответствии со структурой (I.в) и

(v) окисление аминосоединения структуры (I.a) перекисью водорода с образованием соединения в соответствии со структурой (I.г).

[00092] Соединения в соответствии со структурами (II.б), (II.в) и (II.г) каждое может быть сделано из соединения структуры (II.а) при помощи известных синтетических способов, таких как, например:

(i) обработка амидаминового соединения структуры (II.а) кислотой с образованием соли аминосоединения в соответствии со структурой (II.б),

(ii) кватернизация амидаминового соединения структуры (II.а) с образованием четвертичной аммониевой соли в соответствии со структурой (II.б),

(iii) карбоксиметилирование амидаминового соединения в соответствии со структурой (II.а), например, монохлорацетатом натрия с образованием бетаинового соединения в соответствии со структурой (II.в),

(ii) реакция амидаминового соединения структуры (II.а), например, с сультоном или 2-гидрокси-3-хлорпропилсульфонатом с образованием сульфобетаинового соединения в соответствии со структурой (II.в) и

(v) окисление амидаминового соединения структуры (II.а) перекисью водорода с образованием аминоксидного соединения в соответствии со структурой (II.г).

[00093] Соединения в соответствии со структурами (III.б), (III.в) и (III.г) каждое может быть сделано из соединения структуры (III.а) при помощи известных синтетических способов, таких как, например:

(i) обработка аминосоединения структуры (III.а) кислотой с образованием соли аминосоединения в соответствии со структурой (III.б),

(ii) кватернизация аминосоединения структуры (III.а) с образованием четвертичной аммонийной соли в соответствии со структурой (III.б),

(iii) карбоксиметилирование аминосоединения структуры (III.а), например, монохлорацетатом натрия с образованием бетаинового соединения в соответствии со структурой (III.в),

(ii) реакция аминосоединения структуры (III.а), например, с сультоном или 2-гидрокси-3-хлоропропилсульфонатом с образованием сулфобетаинового соединения в соответствии со структурой (III.в) и

(v) окисление аминосоединения структуры (III.а) перекисью водорода с образованием аминоксидного соединения в соответствии со структурой (III.г).

[00094] В одном варианте реализации композиция настоящего изобретения содержит одно или более соединение в соответствии со структурами (I.a), (II.a), (III.а), (I.б), (II.б), (III.б), (I.б), (II.в), (III.в), (I.г), (II.г) или (III.г) в присутствии незначительных количеств других соединений, таких как, например, амины, диамины, жирные кислоты, жирные моно-, ди- и триглицериды, сложные жирные метиловые эфиры, глицерол, соли и/или побочные продукты, такие как олигомеризованные диены и, в случае композиций, содержащих соединения в соответствии со структурой (I.б), (II.б), (III.б), (I.b), (II.в), (III.в), (I.г), (II.г) или (III.г), соединения в соответствии с соответствующей структурой (I.a), (II.а) или (III.а), из которых они были получены, так же как не прореагировавшие реактанты соответствующих реакций (i)-(v) соответствующих соединений в соответствии со структурами (I.a), (II.а) и (III.а), как описано выше.

[00095] Аддукты присоединения могут быть восстановлены при помощи различных способов, например, гидрированием аддукта водородом в присутствии гетерогенных катализаторов гидрирования на основе благородных или переходных металлов (например, палладия, платины, никеля или высокоселективного медь-хромного катализатора). Способы и условия, подходящие дли гидрирования аддуктов циклоприсоединения, включают те, которые обычно используются для гидрирования начальных продуктов из растительного масла, такого как соевое масло.

[00096] Поверхностно-активные вещества настоящего изобретения пригодны как поверхностно-активные вещества в широком диапазоне применений в областях, таких как личная гигиена, таких как поверхностно-активные вещества в композициях для личной гигиены, ухода за домом, таких как поверхностно-активные вещества в композициях для ухода за домом, нефтесервисные услуги, таких как поверхностно-активные вещества в композициях для использования в создании гидроразрыва и процессах повышения нефтеотдачи, и сельском хозяйстве, таких как соединения вспомогательного средства в композициях сельскохозяйственных пестицидов.

[00097] Подземные нефтеносные пласты, подходящие для коммерческого производства нефти, изначально содержат достаточно энергии в форме, например, газа в породе кровли пласта, газа, растворенного в нефти или давления воды, для того чтобы вытеснить нефть из пласта в нефтяные скважины, которые пробурены в пласт, откуда затем нефть может быть извлечена путем откачивания нефти из эксплуатационных скважин. После того как извлечение из пласта продолжается в течение некоторого периода времени, доступная в пласте энергия может быть истощена до точки, когда ее уже не достаточно для вытеснения нефти в скважину со скоростью, достаточной для того чтобы позволить продолжение прибыльной работы скважины. Это ограничение может возникать при том, что в резервуаре остается большое количество нефти. Дополнительные способы повышения нефтеотдачи, такие как способ гидроразрыва и способы заводнения, были разработаны для повышения темпов производства на истощенных нефтеносных пластах. В методах гидроразрыва нефтеносное подземное образование подвергается гидроразрыву с использованием гидроразрывной жидкости под высоким давлением, для того, чтобы обеспечить дополнительные пути для выхода нефти из пласта в эксплуатационную скважину. В способе закачки воды, водная жидкость для заводнения вводится в пласт, чтобы вывести нефть из пласта в эксплуатационную скважину. Жидкость для заводнения вводится в нефтеносный пласт путем нагнетания жидкости в пласт в одну или более нагнетательную скважину в областях, отличных от области эксплуатационной скважины и поток жидкости из нагнетательных скважин через пласт к эксплуатационной скважине направляет нефть из пласта к эксплуатационной скважине.

[00098] В одном варианте реализации композиция водной жидкости настоящего изобретения используется в способе обработки частиц обломочных пород, обычно минеральных частиц, образующихся в ходе земляных работ, в ходе таких как рытье, сверление, бурение, взрывные работы, работы по углублению дна или туннелестроительные, по геологическому формированию в случае строительства структур, таких как, например, дорога, мост, здание, шахта или туннель, или бурения нефтяной и/или газовой скважины. Частицы обычно имеют размер частиц от мелкого порошка до крупного гравия, например пыль, песок и гравий. Частицы обломочных пород смешивают с композицией водной жидкости с образованием водной дисперсии частиц и водная дисперсия частиц транспортируется по мере необходимости при помощи, например перекачивания дисперсии по трубопроводу. Такая дисперсия частиц обычно содержит, исходя из 100 массовых частей жидкого компонента дисперсии, от 90 массовых частей до приблизительно 99,9 массовых частей воды, от 0,1 массовой части до приблизительно 10 массовых частей или в одном варианте реализации от 0,5 до приблизительно 5 массовых частей поверхностно-активного вещества в соответствии с настоящим изобретением и от 5 массовых частей до 150 массовых частей минеральных частиц. Данный способ обработки частиц полезен в известных приложениях способа обработки частиц, таких как, например, транспортировка и помещение обработанных отходов в подземные пещеры, заполнение открытых ям или карьеров, помещение глины или других футеровочных материалов для выдерживания или хранения, тушения и/или сдерживания пожаров в угольных шахтах путем размещения больших количеств твердых веществ под землей, для того чтобы изолировать огонь от источников кислорода, и наполнения образованных ранее в ходе добычи полостей твердыми веществами для предотвращения оседания поверхности.

[00099] В одном варианте реализации композицию водной жидкости настоящего изобретения используют как гидроразрывную жидкость в способе гидравлического гидроразрыва геологического образования для стимуляции выработки жидкостей из этого образования, таких как нефть и/или природный газ. Гидроразрывная жидкость нагнетается через скважину и против поверхности пласта под давлением и со скоростью потока по меньшей мере достаточной для инициирования и/или расширения одного или более гидроразрыва в пласте. В одном варианте реализации водная жидкость, используемая в способе гидроразрыва настоящего изобретения, дополнительно содержит диспергированный проппант в гидроразрывной жидкости. Подходящими проппантами являются неорганические частицы, такие как песок, частицы боксита или стеклянные шарики и обычно находятся в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 40 меш. Такие композиции гидроразрывных жидкостей обычно содержат, исходя из 100 массовых долей жидкого компонента подобной композиции, приблизительно от 90 массовых частей приблизительно до 100 массовых частей воды, от 0,1 массовой части приблизительно до 10 массовых частей, или в одном варианте реализации приблизительно от 0,5 приблизительно до 5 массовых частей поверхностно-активного вещества в соответствии с настоящим изобретением и приблизительно от 10 массовых частей приблизительно до 150 массовых частей проппанта. Частицы проппанта перемещают в разрывы в геологических образованиях при помощи потока гидроразрывной жидкости под давлением и поддерживают разрывы от схлопывания когда поток гидроразрывной жидкости прекращен. Разрывы, наполненные проппантом, обеспечивают проницаемые каналы через которые жидкости образования могут протекать в скважине и затем быть извлеченными. Жидкости для гидравлического гидроразрыва подвергаются высоким температурам и скоростям сдвига.

[000100] Обычно жидкость для заводнения представляет собой водный соляной раствор, имеющий высокое содержание соли, например, до примерно 200 грамм соли на литр жидкости для заводнения, более обычно примерно до 100 грамм соли на литр жидкости для заводнения и еще более обычно от 5 до 80 грамм соли на литр жидкости для заводнения. Соответствующими солями могут быть органические или неорганические соли, включая одновалентные, двухвалентные и трехвалентные группы. Неорганические соли, часто встречающиеся в солончаковой и соленой воде, включают, но не ограничиваются ими, хлоридные и бромидные соли калия, натрия, кальция, магния, цинка, железа и аммония.

[000101] Нагнетание жидкости для заводнения с целью направить нефть к эксплуатационной скважине требует приложения достаточного градиента давления, чтобы преодолеть сопротивление пласта потоку жидкости. Поверхностно-активные вещества добавляют в нефтепромысловые жидкости для заводнения для снижения поверхностного натяжения на поверхности раздела нефть/вода для понижения давления жидкости для заводнения и скорости потока, необходимых для того, чтобы направить нефть из пласта в эксплуатационную скважину.

[000102] В одном варианте реализации жидкость для заводнения содержит некоторое количество поверхностно-активной композиции настоящего изобретения, достаточное, чтобы понизить поверхностное натяжение на поверхности раздела нефть/жидкость для заводнения до менее чем или равного приблизительно 10 миллиНьютонам на метр Н ("мН/м"), более обычно менее чем или равного приблизительно 1 мН/м, и еще более обычно менее чем или равного приблизительно 0,1 мН/м, как определено с применением, например, метода измерения массы капли при 25°С. Количество поверхностно-активной композиции настоящего изобретения, необходимое для того чтобы обеспечить желаемое снижение поверхностного натяжения на границе раздела, будет изменяться в зависимости от ряда факторов, включающих тип поверхностно-активного вещества, содержания соляного раствора в жидкости и примесей в жидкости для заводнения.

[000103] Поток жидкости для заводнения через пласт может привести к нежелательному короткому кругообороту или «образованию языков заводнения» жидкости для заводнения в пласте и получению увеличенных количеств воды вместе с нефтью, выкачанных из эксплуатационной скважины. Поверхностно-активные вещества также были использованы для увеличения вязкости жидкости для того чтобы понизить образование языков заводнения жидкости для заводнения в пласте. Желательно, чтобы поверхностно-активное вещество продолжало давать повышенную вязкость при повышенных температурах обычно наблюдающихся при условиях закачивания в нефтеносный пласт, которые могут превышать 80°С.

[000104] В одном варианте реализации жидкость для заводнения содержит некоторое количество поверхностно-активной композиции настоящего изобретения, достаточное для увеличения вязкости жидкости для заводнения более чем или равного приблизительно 5 сантиПуазам ("сП"), более обычно более чем или равного приблизительно 10 сантиПуазам, как измерено при скорости сдвига приблизительно равной 10 с^-1 и при температуре 25°С. Количество поверхностно-активной композиции настоящего изобретения, необходимое для того чтобы обеспечить желаемое увеличение вязкости жидкости для заводнения, будет различаться в зависимости от ряда факторов, включающего тип поверхностно-активного вещества, содержание соляного раствора в жидкости и примеси в жидкости для заводнения.

[000105] В одном варианте реализации модифицированная диеном поверхностно-активная композиция настоящего изобретения обеспечивает повышенную эффективность сгущения, улучшенную стабильность протекания сгущения в присутствии нефти и/или термическую стабильность по сравнению с аналогичными поверхностно-активными композициями, полученными из ацила ненасыщенной жирной кислоты, имеющего жирные ненасыщенные углеводородные заместители, которые не были модифицированы путем нагревания в присутствии диена.

[000106] В одном варианте реализации жидкость для заводнения содержит некоторое количество поверхностно-активной композиции настоящего изобретения, достаточное для снижения поверхностного натяжения на границе раздела нефть/жидкость для заводнения до меньшего чем или равного приблизительно 10 мН/м, более обычно меньшего чем или равного приблизительно 1 мН/м, и еще более обычно меньшего чем или равного 0,1 мН/м, как определено с применением, например, метода измерения массы капли при 25°С, и повышения вязкости жидкости для заводнения до большей чем или равной приблизительно 5 сП, более обычно большей чем или равной приблизительно 10 сП, как измерено при скорости сдвига приблизительно равной 10 с^-1 и при температуре 25°С.

[000107] В одном варианте реализации жидкость для заводнения, используемая в способе повышения нефтеотдачи настоящего изобретения, содержит из расчета на 100 массовых частей жидкости для заводнения от более чем 0 массовых частей, более обычно от приблизительно 0,1 массовых частей и еще более обычно от приблизительно 0,5 массовых частей до приблизительно 10 массовых частей, более обычно до приблизительно 6 массовых частей поверхностно-активной композиции настоящего изобретения.

[000108] Необходимое количество поверхностно-активной композиции зависит от адсорбции поверхностно-активных веществ на твердых минеральных поверхностях, например, песчаника, известняка или поверхности доломитовой породы, пористого нефтеносного образования подземного пласта, то есть требуется большее количество поверхностно-активного вещества в случаях сильной адсорбции подходящего поверхностно-активного вещества на поверхностях образования, потому что адсорбция снижает эффективное количество поверхностно-активного вещества, которое остается в жидкости для заводнения. Влияние может быть значительным благодаря очень высокой площади поверхности предоставленной пористым нефтеносным каменным образованием подземного пласта.

[000109] В одном варианте реализации модифицированная диеном поверхностно-активная композиция настоящего изобретения демонстрирует пониженную адсорбцию на минеральных поверхностях, таких как поверхности пористых нефтеносных каменных образований, в сравнении с аналогичной поверхностно-активной композицией, полученной из ацила ненасыщенной жирной кислоты, имеющего жирную ненасыщенную углеводородную цепь, которая не была модифицирована при нагревании в присутствии диена.

[000110] В одном варианте реализации жидкость для заводнения, используемая в способе повышения нефтеотдачи настоящего изобретения, может дополнительно содержать другие поверхностно-активные вещества в дополнение к поверхностно-активной композиции настоящего изобретения и/или другие загустители, такие как полимерные загустители, в дополнение к поверхностно-активной композиции настоящего изобретения в целях дальнейшего изменения поверхностного натяжения и характеристик вязкости жидкости для заводнения.

[000111] Водная жидкость для заводнения возможно может дополнительно содержать один или более полимер. Пригодные полимеры включают природные полимеры, дериватизированные природные полимеры и синтетические полимеры, включая, например, гуаровую смолу, производные гуара, ксантановые смолы, крахмалы, производные крахмала, производные целлюлозы, полиакриламиды и полиакрилаты.

[000112] Водная жидкость для заводнения возможно может дополнительно содержать одно или более поверхностно-активное вещество, которое может быть выбрано из анионных поверхностно-активных веществ, катионных поверхностно-активных веществ, неионных поверхностно-активных веществ, цвиттерионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и их смесей, в дополнение к модифицированным диеном поверхностно-активным веществам настоящего изобретения. При наличии другие поверхностно-активные вещества обычно присутствуют в ограниченных количествах, таких как, например, от более чем 0 массовых частей до приблизительно 1 массовой части поверхностно-активного вещества на 100 массовых частей водной жидкости для заводнения, или других количествах.

[000113] Водная жидкость для заводнения возможно может дополнительно содержать газ, такой как воздух, азот или углекислый газ, что дает активированную жидкость или пену. В одном варианте реализации водная жидкость для заводнения представлена в форме эмульсии в углекислом газе в сверхкритическом состоянии.

Пример 1А, 1Б и 1В и пример сравнения В1

[000114] Бетаиновую поверхностно-активную композицию примера 1А получали как описано далее. Сначала коммерчески доступному модифицированному диеном льняному маслу дали прореагировать с 3-(диметиламин)-1-пропиламином (ДМАПА) с образованием аддукта амина. 110 г модифицированного диеном льняного масла (активный разбавитель Dilulin™, Cargill) поместили в стеклянную круглодонную реакционную колбу, оснащенную вакуумным отводом, ПТФЭ мешалкой, внешним нагревательным элементом, линией подачи азота и охлаждаемым водой холодильником, который возвращает конденсат обратно в реакционную колбу. После продувки азотом, содержимое реакционной колбы перемешивали и нагревали до 80°С, затем добавляли 2,4 г 25% метилата натрия в метаноле, с последующим немедленным добавлением 45,0 г ДМАПА. Содержимое реакционной колбы перемешивали 40 минут и нагревали содержимое до 130°С и оставляли при такой температуре на 175 минут. По прошествии этого времени образец проанализировали при помощи ИК-спектроскопии и обнаружили слабый пик абсорбции, характерный для сложноэфирных групп карбоновых кислот на 1740 см^-1. Реактор переключили на 10-миллибарный источник абсолютного вакуума, присоединенный после охлаждаемого водой холодильника, который собирает конденсат в колбу-приемник и прилагали вакуум при нагревании до заданного значения в 145°С, час спустя заданное значение повысили до 160°С. Тридцатью минутами позже содержимое реактора остудили и собрали в реакторе 138 г коричневой вязкой жидкости. Аддукт амина затем подвергли реакции с монохлорацетатом натрия (МХАН) с образованием композиции бетаинового поверхностно-активного вещества. 71 г воды, 34 г изопропанола и 15,6 г монохлорацетата натрия поместили в круглодонную стеклянную реакционную колбу, оснащенную вакуумным отводом, внешним нагревательным элементом, линией подачи азота и охлаждаемым водой холодильником, который возвращает конденсат обратно в реакционную колбу. После продувки азотом содержимое перемешивали и добавляли 49,1 г аддукта амина. Нагревали до заданного значения 70°С. После 100 минут перемешивания температуру повысили до 80°С и после промежутка времени длиной в 165 минут добавляли порциями 50% гидроксид натрия в количестве, достаточном для поддержания рН содержимого реакционной колбы между 8,5 и 9,5, как измерили (без поправки на температуру) на 20% по массе растворах образцов реакционной смеси в воде. Содержимому реакционной колбы дали реагировать в течение дополнительных 420 минут с порциями 50% гидроксида натрия, который добавляли для поддержания рН содержимого реакционной колбы между 9,5 и 11,0. В целом, 1,8 г 50% гидроксида натрия понадобилось для настройки рН и 12 г образцов отобрали для измерения рН. В конце эксперимента собрали 169 г прозрачной желтой жидкости, номинально 30% массе активного бетаина.

[000115] Бетаиновую поверхностно-активную композицию примера 1Б получили через реакцию, аналогичную реакции описанной выше в отношении примера 1А, модифицированного диеном льняного масла (масло Dilulin™, Cargill Inc.) с ДМАПА с последующим протеканием реакции аналогичным тому, что описано выше в отношении примера 1А, продукта этой реакции с МХАН с образованием бетаиновой поверхностно-активной композиции примера 1Б.

[000116] Бетаиновая поверхностно-активная композиция примера 1Г была получена как описано ниже. Сначала льняное масло подвергли реакции с циклопентадиеном с образованием промежуточного продукта присоединения. 102,8 г льняного масла и 0,10 г фенотиазина поместили в 300 мл реакционную колбу, оснащенную механической мешалкой и перегородками, внешним электрическим нагревательным устройством, линией для продувки азотом и расположенной под поверхность линией ввода от мембранного насоса, снабженной емкостью, содержащей прекурсор циклопентадиена (дициклопентадиен) в атмосфере азота. При перемешивании при 400 оборотах в минуту (овм), колбу герметизировали и нагнетали избыточное давление азота до 36 фунтов на квадратный дюйм (psig). Затем давление снизили до атмосферного, повторили цикл нагнетания/спуска давления и после третьего повышения, давление оставили на значении 10 psig. Содержимое реакционной колбы нагрели до 260°С и четыре раза повторили цикл нагнетания/спуска давления азота, закончив на 0 psig, а затем герметизировали колбу. 56,0 г 95% дициклопентадиена подали в герметизированную колбу с постоянной скоростью в течение 175 минут при поддержании температуры содержимого колбы при 260°С. Давление в конце подачи составляло 36 psig и упало до 24 psig после дальнейших 120 минут времени реакции. Содержимое колбы охладили до 120°С, при этом остаточное давление в 8 psig спустили до атмосферного и собрали 154 г вязкой прозрачной жидкости. 118 г вязкой прозрачной жидкости поместили в 250 мл круглодонную стеклянную реакционную колбу, оснащенную вакуумным отводом, ПТФЭ мешалкой, внешним нагревательным элементом, линией подачи азота и 10-миллибарным источником абсолютного вакуума, присоединенным после охлаждаемого водой холодильника, который собирает конденсат в стеклянную колбу-приемник. После продувания азотом, содержимое нагрели до 80°С, а затем перекрыли поток азота и подали вакуум. Содержимое реакционной колбы нагрели до 260°С в течение 60 минут, а затем остудили содержимое до 130°С и убрали вакуум. Извлекли 105 г прозрачной вязкой жидкости из реакционной колбы и 11,4 г мутноватой жидкости извлекли из приемника дистиллята. Количества реагентов и выход промежуточного продукта присоединения обобщены ниже в ТАБЛИЦЕ I.

Промежуточный продукт присоединения льняного масла/циклопентадиена затем подвергли реакции с ДМАПА аналогично реакции, описанной выше в отношении примера 1А, с образованием аддукта амина, а аддукт амина затем подвергли реакции с МХАН аналогично реакции, описанной выше в отношении примера 1А, с образованием бетаиновой поверхностно-активной композиции примера 1С.

[000117] Бетаиновое соединение сравнительного примера В1 получили по реакции аналогичной реакции льняного масла с ДМАПА, описанной выше в отношении примера 1А, и реакции продукта реакции льняного масла/ДМАПА с МХАН аналогично реакции, описанной выше в отношении примера 1А, с образованием бетаинового соединения сравнительного примера В1.

[000118] Ингредиенты и относительные количества, использованные в реакциях модифицированного диеном льняного масла и ДМАПА с образованием аддуктов амина примеров 1А, 1Б и 1В, и ингредиенты и относительные количества, использованные в реакциях льняного масла и ДМАПА с образованием амина сравнительного примера В1, приведены ниже в ТАБЛИЦЕ II.

[000119] Ингредиенты и относительные количества, использованные в реакциях аддуктов амина и МХАН с образованием бетаиновых поверхностно-активных композиций примеров 1А, 1Б и 1В, и ингредиенты и относительные количества, использованные в реакциях амина и МХАН с образованием бетаиновой поверхностно-активной композиции сравнительного примера В1, приведены ниже в ТАБЛИЦЕ III.

[000120] Получение бетаиновых композиций примера 1Б и сравнительного примера В1, как сгущающих поверхностно-активных веществ для жидкостей для заводнения метода ПНО, сравнили в каждой из соляных композиций 1 и 2, как изложено ниже в ТАБЛИЦЕ IV.

[000121] Вязкость 0,5% по массе растворов поверхностно-активных веществ в соляных растворах измеряли при 30°С и 80°С и постоянной скорости сдвига 10 с^-1 с использованием реометра с контролируемым напряжением, оснащенного конусной геометрией поверхности (АРG2, ТА Instruments). ФИГ. 1 демонстрирует график вязкости в сантипуазах (сп), 0,5% по массе растворов соответствующих бетаинов примеров 1А, 1Б и 1В, и сравнительного примера В1 в соляном растворе 1 в зависимости от температуры. Вязкость растворов бетаинового поверхностно-активного вещества примера 1В была выше чем вязкость аналогичных растворов бетаиновых поверхностно-активных веществ примеров 1А и 1Б, вязкость каждого из которых была выше чем вязкость сравнительного примера В1, и вязкости разных растворов начинают сходиться при температурах выше примерно 70°С. ФИГ.2 демонстрирует графики вязкости в зависимости от температуры раствора бетаинового поверхностно-активного вещества примера 1Б и сравнительного примера В1 в соляном растворе 2. ФИГ. 3 демонстрирует графики отношения вязкости раствора бетаиновой поверхностно-активной композиции примера 1Б в каждой из соляных композиций 1 и 2 к вязкости аналогичных растворов бетаиновой поверхностно-активной композиции сравнительного примера В1 в зависимости от температуры. Вязкость растворов бетаинового поверхностно-активного вещества примера 1Б была выше, чем вязкость аналогичного раствора поверхностно-активного вещества сравнительного примера В1, от приблизительно 2 до приблизительно 12 раз, в зависимости от температуры и солености.

[000122] Измерили динамическую абсорбцию бетаиновых соединений примера 1Б и сравнительного примера В1. Тест проводили при комнатной температуре в монофазных условиях с использованием ядер клашахского песчаника в соляной композиции 3, как изложено ниже в ТАБЛИЦЕ V. Адсорбцию измерили с использованием специального миниатюрного теста заводнения ядер. Он состоял из шприцевого насоса, который обеспечивал постоянную скорость потока раствора поверхностно-активного вещества в ядрах клашахского песчаника. Концентрацию элюента измеряли при помощи капиллярного вискозиметра, расположенного на выходном канале ядра и адсорбцию определяли путем измерения замедления фронта поверхностно-активного вещества.

Обнаружили, что адсорбция бетаинового поверхностно-активного вещества примера 1Б приблизительно равно 800 мкг/г, что составило приблизительно 1/3 количества адсорбции, то есть 2400 мкг/г, бетаинового поверхностно-активного вещества сравнительного примера 1.

Пример 2 и сравнительный пример В2

[000123] Сульфобетаиновое соединение примера 2 получили по реакции льняного масла модифицированного диеном (активный разбавитель Dilulin™, Cargill Inc.) с 3-диметиламино-1-пропиламином ("ДМАПА") и реакции продукта данной реакции с 2-гидрокси-3-хлоропропил-1-сульфонатом натрия ("NаГХПС") с образованием сульфобетаинового соединения.

[000124] Сульфобетаиновое соединение сравнительного примера В2 получили по реакции льняного масла с ДМАПА и реакции продукта данной реакции с NаГХПС с образованием сульфобетаинового соединения.

[000125] Получение сульфобетаиновых соединений примера 2 и сравнительного примера В2, как сгущающих поверхностно-активных веществ для жидкостей для заводнения метода ПНО, сравнили в каждой из соляных композиций 4 и 5, как изложено ниже в ТАБЛИЦЕ VI.

[000126] Вязкость 0,5% по массе растворов измерили при температуре между 25°С и 80°С при постоянной скорости сдвига 10 с^-1 с использованием реометра с контролируемым напряжением, оснащенного конусной геометрией поверхности (ARG2, ТА Instruments). ФИГ. 4 демонстрирует графики вязкости растворов сульфобетаинового поверхностно-активного вещества примера 2 и сравнительного примера В2, приготовленных в соляном растворе 4, в зависимости от температуры. ФИГ. 5 демонстрирует графики вязкости растворов бетаинового поверхностно-активного вещества примера 2 и сравнительного примера В2, приготовленных в соляном растворе 5, в зависимости от температуры. ФИГ. 6 демонстрирует графики отношения вязкости раствора сульфобетаинового поверхностно-активного вещества примера 2 в каждой из соляных композиций 3 и 4 к вязкости аналогичного раствора сульфобетаинового поверхностно-активного вещества сравнительного примера В2 в зависимости от температуры. Вязкость растворов сульфобетаинового поверхностно-активного вещества примера 2 была выше, чем вязкость аналогичного раствора сульфобетаинового поверхностно-активного вещества сравнительного примера В2 от приблизительно 2 до приблизительно 8 раз, в зависимости от температуры и солености.

Изобретение относится к аддукту амина, предназначенному для получения поверхностно-активных веществ. Предлагаемый аддукт амина содержит продукт, полученный путями (1) или (2), или (3). Путь (1) состоит из (а) получения промежуточного продукта присоединения путем нагревания смеси, содержащей по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты, и (б) приведения во взаимодействие указанного промежуточного продукта присоединения с диамином с получением аддукта амина. Путь (2) состоит из (а) приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с получением амидоаминового промежуточного продукта и (б) нагревания смеси амидоаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с получением аддукта амина. Путь (3) состоит из приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ненасыщенного жирного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с получением аддукта амина. Диен представляет собой (С₄-С₃₀) сопряженный диен, выбранный из изопрена, бутадиена, диметилбутадиена и циклических диенов. Диамин имеет структуру (III), где R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом, более предпочтительно (С₂-С₆)алкиленовый радикал с прямой цепью или разветвленной цепью, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом, R⁴ и R⁵ каждый независимо представляют собой алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, 4-8-членное гетероциклическое кольцо. Изобретение относится также к способу получения указанного аддукта амина, поверхностно-активным композициям, содержащим по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из указанного аддукта амина, способу обработки частиц, способу разрыва подземного пласта и способам повышения нефтеотдачи пласта. Использование предлагаемых аддукта амина и композиций позволяет увеличить нефтеотдачу пласта. 10 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл., 2 пр.

1. Аддукт амина, предназначенный для получения поверхностно-активных веществ, содержащий продукт, полученный путем:

(1) (а) получения промежуточного продукта присоединения путем нагревания смеси, содержащей по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты, и

(б) приведения во взаимодействие указанного промежуточного продукта присоединения с диамином с получением аддукта амина, или

(2) (а) приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с получением амидоаминового промежуточного продукта, и

(б) нагревания смеси амидоаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с получением аддукта амина, или

(3) приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ненасыщенного жирного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с получением аддукта амина;

где диен представляет собой (С₄-С₃₀) сопряженный диен, выбранный из изопрена, бутадиена, диметилбутадиена и циклических диенов;

где диамин имеет структуру (III):

,

где R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом, более предпочтительно (С₂-С₆)алкиленовый радикал с прямой цепью или разветвленной цепью, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляют собой алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, 4-8-членное гетероциклическое кольцо.

2. Аддукт амина по п. 1, отличающийся тем, что указанный аддукт представляет собой амидоаминовый продукт, полученный путем:

(1) (а) получения промежуточного продукта присоединения путем нагревания смеси, содержащей по меньшей мере один диен и по меньшей мере один ацил ненасыщенной жирной кислоты, и

(б) приведения во взаимодействие промежуточного продукта присоединения с диамином с получением амидоаминового продукта, или

(2) (а) приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с получением амидоаминового промежуточного продукта, и

(б) нагревания смеси амидоаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с получением амидоаминового продукта.

3. Аддукт амина по п. 1, отличающийся тем, что указанный аддукт амина представляет собой продукт амина, полученный путем приведения во взаимодействие по меньшей мере одного ненасыщенного жирного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с получением продукта амина.

4. Способ получения аддукта амина, включающий:

(1) (а) получение промежуточного продукта присоединения путем нагревания смеси по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты, и

(б) приведение во взаимодействие указанного промежуточного продукта присоединения с по меньшей мере одним диамином с получением аддукта амина, или

(2) (а) приведение во взаимодействие по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с получением промежуточного продукта амина, и

(б) нагревание смеси амидоаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с получением аддукта амина, или

(3) приведение во взаимодействие по меньшей мере одного ненасыщенного жирного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с получением аддукта амина;

где диен представляет собой (С₄-С₃₀) сопряженный диен, выбранный из изопрена, бутадиена, диметилбутадиена и циклических диенов;

где диамин имеет структуру (III):

,

где R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом, более предпочтительно (С₂-С₆)алкиленовый радикал с прямой цепью или разветвленной цепью, возможно замещенный по одному или более атому углерода гидроксилом,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляют собой алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены, образуя вместе с атомом азота, к которому они присоединены, 4-8-членное гетероциклическое кольцо.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанный способ предназначен для получения амидоаминового продукта, при этом указанный способ включает:

(1) (а) получение промежуточного продукта присоединения путем нагревания смеси по меньшей мере одного диена и по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты, и

(б) приведение во взаимодействие указанного промежуточного продукта присоединения с по меньшей мере одним диамином с получением амидоаминового продукта, или

(2) (а) приведение во взаимодействие по меньшей мере одного ацила ненасыщенной жирной кислоты с по меньшей мере одним диамином с получением амидоаминового промежуточного продукта, и

(б) нагревание смеси амидоаминового промежуточного продукта и по меньшей мере одного диена с получением амидоаминового продукта.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанный способ предназначен для получения продукта амина и включает приведение во взаимодействие по меньшей мере одного ненасыщенного жирного третичного аминосоединения с по меньшей мере одним диеном с получением продукта амина.

7. Поверхностно-активная композиция, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из аддукта амина по п. 1.

8. Поверхностно-активная композиция, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из амидоаминового продукта по п. 2.

9. Поверхностно-активная композиция, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, полученное из аддукта амина по п. 3.

10. Поверхностно-активная композиция по п. 7, в которой по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество получено из указанного аддукта амина путем:

(б) кватернизации указанного аддукта с получением поверхностно-активного вещества в виде четвертичной аммониевой соли,

(в) карбоксиметилирования указанного аддукта с получением бетаинового поверхностно-активного вещества, или

(г) приведения во взаимодействие указанного аддукта с сультоном или сульфонатом с получением сульфобетаинового поверхностно-активного вещества.

11. Поверхностно-активная композиция по п. 8, в которой по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество получено из амидоаминового продукта путем:

(б) кватернизации указанного амидоаминового продукта с получением поверхностно-активного вещества в виде четвертичной аммониевой соли,

(в) карбоксиметилирования амидоаминового продукта с получением бетаинового поверхностно-активного вещества, или

(г) приведения во взаимодействие указанного амидоаминового продукта с сультоном или сульфонатом с получением сульфобетаинового поверхностно-активного вещества.

12. Поверхностно-активная композиция по п. 9, в которой указанное по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество получено из аддукта амина путем:

(б) кватернизации указанного аддукта с получением поверхностно-активного вещества в виде четвертичной аммониевой соли,

(в) карбоксиметилирования указанного аддукта с получением бетаинового поверхностно-активного вещества, или

(г) приведения во взаимодействие указанного аддукта с сультоном или сульфонатом с получением сульфобетаинового поверхностно-активного вещества.

13. Поверхностно-активная композиция, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество в соответствии со структурой (I):

,

где R²¹ представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, предпочтительно (С₄-С₂₀)диена, и по меньшей мере одной ненасыщенной жирной углеводородной группы,

где диен представляет собой (С₄-С₃₀) сопряженный диен, выбранный из изопрена, бутадиена, диметилбутадиена и циклических диенов;

R²² представляет собой -СН₂- или ациламидный радикал в соответствии со структурой:

,

где R³ представляет собой двухвалентный радикал, возможно замещенный гидроксилом по одному или более атому углерода, более предпочтительно линейный или разветвленный (С₂-С₆)алкиленовый радикал, возможно замещенный гидроксилом по одному или более атому углерода,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляет собой алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены с атомом азота, к которому каждый из них присоединен, с образованием от 4 до 8-членного гетероциклического кольца, или, если R²² представляет собой -СН₂-, может быть алкиленокси с терминальным атомом водорода,

R⁶ отсутствует или представляет собой Н, алкил, циклоалкил, алкенил, аралкил, О^-,

или ,

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более предпочтительно от 1 до 4, и

X^- представляет собой анионный противоион, и при дополнительном условии, что:

если R⁶ отсутствует, то положительный заряд на атоме азота, к которому R⁴ и R⁵ оба присоединены, отсутствует, и противоион X^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой О^-, или , то противоион X^- отсутствует.

14. Поверхностно-активная композиция по п. 13, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество в соответствии со структурой (II):

,

где R¹ представляет собой ацильный радикал в соответствии со структурой

,

R² представляет собой аддукт диена, предпочтительно (С₄-С₂₀)диена, и ненасыщенной жирной углеводородной группы,

где диен представляет собой (С₄-С₃₀) сопряженный диен, выбранный из изопрена, бутадиена, диметилбутадиена и циклических диенов;

R³ представляет собой двухвалентный углеводородный радикал, возможно замещенный гидроксилом по одному или более атому углерода,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляют собой алкил, циклоалкил, арил или аралкил, или могут быть объединены вместе с атомом азота, к которому они присоединены, с образованием от 4 до 8-членного гетероциклического кольца,

R⁶ отсутствует или представляет собой Н, алкил, циклоалкил, алкенил, или аралкил, О^-, или ,

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4 и

X^- представляет собой анионный противоион, и при дополнительном условии, что:

если R⁶ отсутствует, то положительный заряд на атоме азота, к которому присоединен каждый из R⁴ и R⁵, отсутствует, и противоион Х^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой O^-, или , то противоион X^- отсутствует.

15. Поверхностно-активная композиция по п. 13, содержащая по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество в соответствии со структурой (III):

,

где R²¹ представляет собой аддукт по меньшей мере одного диена, предпочтительно (С₄-С₂₀)диена, и по меньшей мере одной ненасыщенной жирной углеводородной группы,

R⁴ и R⁵ каждый независимо представляют собой алкил, циклоалкил, арил, аралкил или алкиленокси с терминальным атомом водорода, или могут совместно с атомом азота, к которому каждый из них присоединен, образовывать от 4 до 8-членное гетероциклическое кольцо, или

R⁶ отсутствует или представляет собой Н, алкил, циклоалкил, алкенил, аралкил, О^-,

или

каждый R⁷ независимо представляет собой Н или гидроксил,

n представляет собой целое число от 1 до 4,

m представляет собой целое число от 0 до 4, более предпочтительно от 1 до 4, и

X^- представляет собой анионный противоион, и при дополнительном условии, что:

если R⁶ отсутствует, то положительный заряд на атоме азота, к которому присоединен каждый из R⁴ и R⁵, отсутствует, и противоион X^- отсутствует, и

если R⁶ представляет собой О^-, или , то противоион X^- отсутствует.

16. Способ обработки частиц, включающий диспергирование частиц в водной жидкости, содержащей одну или более поверхностно-активных композиций по п. 7, с получением водной дисперсии частиц, и транспортировку указанной водной дисперсии частиц при помощи перекачивания ее по трубопроводу.

17. Способ разрыва подземного пласта, включающий закачивание жидкости, содержащей поверхностно-активную композицию по п. 7, через скважину в подземный пласт при давлении, достаточном для гидроразрыва подземного пласта.

18. Способ повышения нефтеотдачи пласта, содержащего эксплуатационную скважину, включающий:

(а) введение водной жидкости для заводнения в пласт в одной или более областях, отличных от области расположения эксплуатационной скважины, при этом указанная жидкость содержит поверхностно-активную композицию по п. 7, и

(б) извлечение нефти через указанную эксплуатационную скважину.

19. Способ повышения нефтеотдачи пласта, содержащего эксплуатационную скважину, включающий:

(а) введение водной жидкости для заводнения в пласт в одной или более областях, отличных от области расположения эксплуатационной скважины, при этом указанная жидкость содержит поверхностно-активную композицию по п. 8, и

(б) извлечение нефти через указанную эксплуатационную скважину.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что поверхностно-активная композиция содержит бетаиновое соединение, сульфобетаиновое соединение или их смесь.

21. Способ по п. 19, отличающийся тем, что водная жидкость для заводнения дополнительно содержит газ.

22. Способ по п. 19, отличающийся тем, что водная жидкость для заводнения представляет собой эмульсию углекислого газа в сверхкритическом состоянии.