Введение к работе
Актуальность темы.
Искусственно заводняемые нефтяные месторождения, обогащенные серосодержащими соединениями, являются природной экосистемой, благоприятной для роста и жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ). До 80% коррозионных повреждений оборудования и коммуникаций в нефтедобывающей отрасли вызывается микроорганизмами и главным образом СВБ, создающими в результате своей жизнедеятельности коррозиционно-активную среду. Образующийся сульфид железа и биомасса вымерших бактерий забивают призабойную зону нагнетательных скважин, снижая продуктивность на 30-40%.
Для эффективной защиты нефтепромыслового оборудования от
биокоррозии применяют химические реагенты - бактерициды, для
подавления роста СВБ, что позволяет предотвратить сероводородную коррозию, па начальных стадиях нефтедобычи избавившись от ее первопричины.
Большое количество бактерицидов используемых на нефтепромыслах, представляют собой азотсодержащие вещества. Среди них наиболее активными и широко применяемыми в подавление роста СВБ являются четвертичные аммонийные соли (ЧАС). Но бактерии достаточно быстро адаптируются к применяемым бактерицидам. Поэтому необходимо постоянно менять реагенты, расширяя используемый на нефтепромыслах ассортиментный ряд.
В этой связи наиболее актуальным является разработка новых эффективных реагентов для подавления роста СВБ, ингибиторов биокоррозии и обладающих поверхностно-активными свойствами.
Целью работы является разработка новых эффективных азотсодержащих препаратов на основе алифатических аминов и алкенилгалогенидов (гидрохлоридов пиперилена и изопрена), которые расширят ассортимент применяемых на нефтепромыслах реагентов
комплексного действия; подбор наилучших условий синтеза реагентов;
технико-экономический расчет экологически чистой технологии их
получения.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
синтез ЧАС на основе диэтилентриамина; триэтилентетрамина;
полиэтиленполиаминов и алкенилгалогенидов (гидрохлоридов
пиперилена и изопрена);
исследование полученных ЧАС в качестве реагентов для подавления
роста СВБ, ингибирования биокоррозии, снижения поверхностного
натяжения;
подбор наилучших условий синтезов ЧАС;
предложена простая, безотходная опытно-промышленная установка
производства реагентов комплексного действия.
Научная новизна:
В результате проведенных исследований, впервые получены новые реагенты на основе диэтилентриамина, триэтилентетрамина полиэтиленполиаминов и гидрохлоридов пиперилена и изопрена, которые проявляют себя как реагенты комплексного действия: способны полностью подавлять рост СВБ при концентрациях 25-150 мг/л, ингибируют биокоррозию металлов и обладают поверхностно-активными свойствами.
Установлено, что бактерицидная эффективность ЧАС зависит от количества алкенильных заместителей в структуре соединения и увеличивается в следующем ряду:
моно-< ди- <три-< тетраалкениламмонийные соли.
Показано, что степень ингибирования биокоррозии зависит от природы амина и структуры введенной алкенильнои группы и возрастает в следующем порядке ди-< три-< полиэтиленполиамины.
Синтезированные ЧАС расширят ассортиментный ряд используемых в настоящее время реагентов в качестве бактерицидов для подавления роста СВБ, ингибирования биокоррозий и снижения поверхностного натяжения.
Практическая ценность:
Получены новые четвертичные аммонийные соли. Синтезированные реагенты на основе аминов и алкснилгалогснидов проявляют 100% эффективность в подавление роста СВБ при концентрациях 25-150 мг/л, обеспечивают 74-92% степень защиты от биокоррозии при концентрации 100 мг/л, обладают поверхностно-активными свойствами.
- определены наилучшие условия методов синтеза ЧАС на основе
дютилентри&мина, триэтилентетрамина, полиэтилешюлиаминов и
алкенилгалогенидов (гидрохлоридов пиперилена и изопрена);
разработанные методики синтеза ЧАС используются в Стерлитамакской государственной педагогической академии им.Зайнаб Биишевой при проведении лабораторного практикума по прикладной химии.
- предложена простая, экономически выгодная технология получения
реагентов комплексного действия.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и представлялись на Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2007» ( г.Уфа), сборнике научных трудов «Вузовская наука: инновационные подходы и разработки» (г. Стерлитамак, 2008), Международной научно-технической конференции «Реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (Уфа, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 статьи в научно-технических журналах в соответствии с перечнем ВАК Минобразования и науки РФ, 5 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, результатов исследований и их обсуждения, практической, технологической части, выводов, списка использованной литературы. Материал работы изложен на 123 страницах печатного текста, содержит 27 таблиц, 10 рисунков. Список использованных источников включает 121 наименований.
