殺生物組合物及使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了殺生物組合物，其包含：羥甲基取代的磷化合物和選自下組的異噻唑啉酮化合物：1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1,2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。所述組合物可用于控制水性或含水體系中的微生物。
【專利說(shuō)明】殺生物組合物及使用方法
技術(shù)背景
[0001]本發(fā)明一般性涉及殺生物組合物及其在水性和含水體系中用于控制微生物的方法。所述組合物包含羥甲基取代的磷化合物和選自下組的異噻唑啉酮化合物:1，2_苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。
[0002]保護(hù)含水體系不受微生物污染對(duì)許多工業(yè)工藝能否成功實(shí)施至關(guān)重要，所述工業(yè)工藝包括石油或天然氣生產(chǎn)操作。在石油和天然氣作業(yè)中，來(lái)自好氧和厭氧細(xì)菌的微生物污染都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的問(wèn)題，例如油藏發(fā)酸(主要由厭氧的硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)造成)，設(shè)備和管道的金屬表面上受微生物影響的腐蝕(MIC)，以及聚合物添加劑的降解。
[0003]在水性體系和含水體系中，通常使用殺生物劑來(lái)控制微生物的生長(zhǎng)。但是，不是所有的殺生物劑對(duì)于多種微生物都有效，尤其是在其使用濃度很低的情況下更是如此。此外，一些殺生物劑在無(wú)法提供足夠長(zhǎng)時(shí)間的微生物控制，或者有些殺生物劑在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)有效，但在較短時(shí)間內(nèi)無(wú)效。
[0004]盡管通過(guò)使用較大量的殺生物劑可以克服上述缺點(diǎn)中的一部分，但是此種做法會(huì)帶來(lái)自身的問(wèn)題，包括成本增加、浪費(fèi)增加以及增加了殺生物劑干擾所處理介質(zhì)的所需性質(zhì)的可能性。此外，即時(shí)使用較大量的殺生物劑，許多市售的殺生物化合物無(wú)法既提供長(zhǎng)期有效性又提供短期有效性。
[0005]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供對(duì)多種微生物有效的殺生物劑，該殺生物劑可以以減少的量使用，從而在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面有優(yōu)勢(shì)，和/或它們對(duì)于短期和長(zhǎng)期控制微生物都有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了殺`生物組合物。所述組合物可用于控制水性或含水體系(包括用于石油和天然氣工業(yè))中的微生物生長(zhǎng)。本發(fā)明的組合物包含:選自下組的羥甲基取代的磷化合物:四(羥甲基)磷鎗鹽X1-C3烷基-或C2-C3烯基-三(羥甲基)磷鎗鹽和三(羥甲基)膦；以及選自下組的異噻唑啉酮化合物:1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。
[0007]在第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種控制水性或含水體系中的微生物的方法。該方法包括使用有效量的本文所述的殺生物組合物來(lái)處理所述體系。
[0008]詳細(xì)描沭
[0009]如上所述，本發(fā)明提供了殺生物組合物以及使用所述殺生物組合物來(lái)控制微生物的方法。所述組合物包含羥甲基取代的磷化合物和選自下組的異噻唑啉酮化合物:1，2_苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以一定的重量比將如本文所述的羥甲基-取代的磷化合物和異噻唑啉酮化合物的組合用于水性或含水介質(zhì)中的微生物控制時(shí)，這兩種物質(zhì)的組合具有協(xié)同作用。也就是說(shuō)，所述組合材料的殺生物性質(zhì)相對(duì)于基于其以特定使用濃度的單獨(dú)的性能所預(yù)期的殺生物性質(zhì)得到改進(jìn)。所觀察到的協(xié)同效應(yīng)使得能夠用減少量的該材料來(lái)達(dá)到可接受的殺生物性質(zhì)。
[0010]除了具有協(xié)同效應(yīng)外，本發(fā)明的組合物在提供短期(等于或小于2小時(shí))控制微生物和長(zhǎng)期(大于或等于14天)控制微生物方面都有效。由于這些性質(zhì)，使得所述組合物能夠良好地適用于各種應(yīng)用，包括石油和天然氣工業(yè)，在這些應(yīng)用中需要能夠短期性和長(zhǎng)期性控制微生物的殺生物劑。
[0011]出于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“微生物”包括但不限于:細(xì)菌、真菌、藻類和病毒。術(shù)語(yǔ)“控制”應(yīng)廣義地被解釋為包括但不限于以下含義:抑制微生物的生長(zhǎng)或繁殖，殺死微生物、消毒和/或防腐以避免微生物生長(zhǎng)。
[0012]本發(fā)明的組合物包含:羥甲基取代的磷化合物和選自下組的異噻唑啉酮化合物:1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。
[0013]用于本發(fā)明的羥甲基取代的磷化合物選自下組:四(羥甲基)磷鎗鹽、(^-(:3烷基-或C2-C3烯基-三(羥甲基)磷鎗鹽和三(羥甲基)膦。這些化合物通?？梢砸晕慈芙獾男问交蛘咭运芤盒问将@得。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述羥甲基取代的磷化合物是四(羥甲基)磷鎗鹽，例如氯化物、磷酸鹽或硫酸鹽。優(yōu)選的化合物是硫酸四(羥甲基)磷鎗(THPS)。THPS可以AQUCAR? THPS75的名稱(75重量％水溶液)從陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company)購(gòu)得。當(dāng)然,可將超過(guò)一種所述輕甲基取代的磷化合物聯(lián)合用于本發(fā)明；在這種情況中，比例和濃度是使用所有羥甲基取代的磷化合物的總重量來(lái)計(jì)算的。
[0014]本發(fā)明的異噻唑啉酮化合物選自下組:1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中，所述化合物是1，2-苯并異噻唑啉-3-酮。1，2-苯并異噻唑啉-3-酮和2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮可在市場(chǎng)上購(gòu)得，或者它們可以很容易由本領(lǐng)域技術(shù)人員制得。
[0015]在一些實(shí)施方式中，所述異噻唑啉酮化合物是1，2-苯并異噻唑啉-3-酮,本發(fā)明的組合物中所述羥甲基取代的磷化合物與1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的重量比為50:1至1:50,或者20:1至1:20,或者10:1至1:10,或者8:1至1:8。在一些實(shí)施方式中，所述重量比約為8:1至4:1。在一些實(shí)施方式中，所述重量比約為1:2至1:8。
[0016]在一些實(shí)施方式中，所述`異噻唑啉酮化合物是2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，本發(fā)明的組合物中所述羥甲基取代的磷化合物與2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的重量比為10000:1至5000:1。
[0017]本發(fā)明的組合物可包含其它組分，所述其它組分包括但不限于表面活性劑、穩(wěn)定劑、破乳劑、聚合物和/或其它殺生物劑。
[0018]本發(fā)明的組合物可用于控制水性或含水體系中的微生物。在一些實(shí)施方式中，所述水性或含水體系包含至少10重量％，或者至少20重量％，或者至少40重量％的水，或者至少60重量％的水，或者至少80重量％的水?？墒褂帽景l(fā)明組合物來(lái)控制微生物的水性或含水體系的非限制性例子包括那些存在于石油和天然氣應(yīng)用中的體系。此類體系的例子包括但不限于:注入和產(chǎn)出水、用于注水和水力壓裂的源水(例如池塘水和容納槽水)、功能流體(例如鉆井泥漿)、完井或修井液、水壓試驗(yàn)液、刺激液、封隔液和壓裂液、油氣井、分離、儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)，油氣管道、油氣容器或燃料。
[0019]本發(fā)明組合物還可用于控制其它工業(yè)水性和含水體系或水污染體系中的微生物，所述工業(yè)水性和含水體系或水污染體系的例子包括冷卻水，空氣洗滌器，熱交換器，鍋爐水，紙漿和造紙用水，其它工業(yè)處理水，壓艙水，廢水，金屬加工流體，膠乳，漆，涂料，粘合劑，油墨，帶條接縫配混物，顏料，水基漿料，游泳池、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和居家產(chǎn)品，例如清潔劑，膜和過(guò)濾體系，抽水馬桶(toilet bowel)，織物，皮革和皮革生產(chǎn)體系，或與之一起使用的體系。
[0020]在一些實(shí)施方式中，用本發(fā)明的組合物控制的微生物是厭氧的，例如SRB。在一些實(shí)施方式中，待控制的微生物是厭氧的，例如SRB，并且所述水性體系包含還原劑，例如硫化物。
[0021 ] 在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的組合物控制的微生物是酵母，優(yōu)選白色念珠菌(Candida albican)。
[0022]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不需要過(guò)多的實(shí)驗(yàn)就很可以容易地確定任意具體應(yīng)用中應(yīng)使用的該組合物的濃度。作為說(shuō)明，以包含所述殺生物劑的水性或含水體系的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，合適的活性物質(zhì)濃度(所述羥甲基取代的磷化合物和異噻唑啉酮化合物的總計(jì))通常為l-2500ppm，或者5-1000ppm，或者10_500ppm，或者50_300ppm。在用于油氣應(yīng)用的一些實(shí)施方式中，以重量計(jì)，對(duì)于地面處理優(yōu)選所述組合物的活性物質(zhì)的濃度約為10-300ppm，優(yōu)選約30-100ppm,對(duì)于井下處理約為30-500ppm,優(yōu)選約為50_250ppm。[0023]可將本發(fā)明組合物的組分分別添加至所述水性或含水體系中，或者在添加前進(jìn)行預(yù)混。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易能確定合適的添加方法。所述組合物可與其它添加劑聯(lián)用于所述系統(tǒng)中，所述添加劑是例如但不限于:表面活性劑、離子/非離子聚合物以及水垢和腐蝕抑制劑、氧清除劑、和/或其它殺生物劑。
[0024]除非另有說(shuō)明，數(shù)值范圍(例如“2-10”)包括定義該范圍的數(shù)值(例如2和10)。
[0025]除非另有說(shuō)明，比值、百分比、份數(shù)等以重量計(jì)。
[0026]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是用來(lái)限制其范圍。除非另有說(shuō)明，本文使用的比值、百分比、份數(shù)等以重量計(jì)。
實(shí)施例
[0027]用下式計(jì)算以下實(shí)施例報(bào)道的協(xié)同指數(shù):
[0028]協(xié)同指數(shù)=Ca/CA+Cb/CB
[0029]Ca:與B組合使用時(shí)，實(shí)現(xiàn)一定程度的細(xì)菌殺滅所需的殺生物劑A的濃度。
[0030]CA:單獨(dú)使用時(shí)，實(shí)現(xiàn)一定程度的細(xì)菌殺滅所需的殺生物劑A的濃度。
[0031]Cb:與A組合使用時(shí)，實(shí)現(xiàn)一定程度的細(xì)菌殺滅所需的殺生物劑B的濃度。
[0032]CB:單獨(dú)使用時(shí)，實(shí)現(xiàn)一定程度的細(xì)菌殺滅所需的殺生物劑B的濃度。
[0033]協(xié)同指數(shù)(SI)為I說(shuō)明具有疊加作用，協(xié)同指數(shù)小于I說(shuō)明具有協(xié)同作用，協(xié)同指數(shù)大于I說(shuō)明具有拮抗作用。
[0034]實(shí)施例1.硫酸四(羥甲基)磷鎗(THPS)和1，2-苯并異噻唑啉-3-酮(BIT)的協(xié)同效應(yīng)。
[0035]用約107CFU/mL 的金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) ATCC6538、產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)ATCC13048 和大腸桿菌(Escherichia coli)ATCC8739 對(duì)無(wú)菌鹽溶液(0.2203克CaCl2, 0.1847克MgSO4和0.2033克NaHCO3,溶解在I升水中)進(jìn)行接種。然后用選定濃度的THPS、BIT和這些活性物質(zhì)的組合對(duì)等份的所述細(xì)胞懸液進(jìn)行處理，然后在37°C下孵育14天。孵育24小時(shí)、3天和7天后，用相同細(xì)菌的細(xì)菌懸浮液再攻擊等份樣，最終細(xì)菌濃度為105CFU/mL。在2小時(shí)和14天時(shí)用殺死等份樣中99.9%細(xì)菌的最小殺生物劑濃度來(lái)確定殺生物效力。然后計(jì)算協(xié)同指數(shù)。表1和2總結(jié)了各殺生物劑和它們的組合分別在2小時(shí)和14天處理時(shí)間條件下的效力，以及各組合所得的協(xié)同指數(shù)。
[0036]表1.THPS, BIT, THPS/BIT組合在2小時(shí)處理后的殺生物效力，以及所得的協(xié)同指數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種組合物，其包含:選自下組的羥甲基取代的磷化合物:四(羥甲基)磷鎗鹽、C1-C3烷基-或C2-C3烯基-三(羥甲基)磷鎗鹽和三(羥甲基)膦；以及選自下組的異噻唑啉酮化合物:1，2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，及其混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述異噻唑啉酮化合物是1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，所述羥甲基取代的磷化合物與1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的重量比為8:1至1:8。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述異噻唑啉酮化合物是2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮，所述羥甲基取代的磷化合物與2-甲基-1，2-苯并異噻唑啉-3-酮的重量比為10000:1至5000:1。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述羥甲基取代的磷化合物是硫酸四(羥甲基)磷鎗。
5.—種控制水性或含水體系中微生物的方法，所述方法包括用如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的組合物處理所述體系。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述水性或含水體系用于石油或天然氣生產(chǎn)，或存在于石油或天然氣生產(chǎn)中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，石油或天然氣生產(chǎn)包括注入和產(chǎn)出水、用于注水和水力壓裂的源水、池塘水、容納槽水、功能流體、鉆井泥漿、完井和修井液、水壓試驗(yàn)液、刺激液、封隔液、壓裂液、油氣井、分離、儲(chǔ)存和傳輸系統(tǒng)，油氣管道、油氣容器或燃料。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述水性或含水體系是冷卻水，空氣洗滌器，熱交換器，鍋爐水，紙漿和造紙用水，其它工業(yè)處理水，壓艙水，廢水，金屬加工流體，膠乳，漆，涂料，粘合劑，油墨，帶條接縫配混物，顏料，水基漿料，游泳池、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和居家產(chǎn)品，例如清潔劑，膜和 過(guò)濾體系，抽水馬桶，織物，皮革和皮革生產(chǎn)體系，或與之一起使用的體系。
9.如權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述微生物是厭氧細(xì)菌。
10.如權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述微生物是好氧細(xì)菌。
【文檔編號(hào)】A01N57/20GK103841830SQ201280048133
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】尹蓓, M·V·恩齊恩, D·J·勒夫, E·西亞納瓦特 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司