稳定的过羧酸组合物和其用途制造技术

本申请一般涉及稳定的过羧酸组合物，包括，尤其至少两种稳定剂，和用于水处理的不同用途，包括与油田作业和气田作业相联系的水处理。本申请还涉及滑溜水组合物和凝胶基组合物，其包括稳定的过羧酸组合物和其在油田作业和气田作业中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳定的过羧酸组合物和其用途
本申请一般涉及稳定的过羧酸组合物，包括尤其是至少两种稳定剂，和用于水处理的不同用途，包括与油田作业和气田作业相联系的水处理。本申请还涉及滑溜水组合物和凝胶基组合物，其包括过羧酸组合物和其在油田作业和气田作业中的用途。
技术介绍
过羧酸由于其宽广的杀生物有效性以及优秀的环境记录，其越来越多地在不同领域中用作杀生物剂。最常使用的过羧酸是过乙酸。过乙酸是无色，自由水溶性的液体，其对不同微生物(例如细菌、病毒、酵母菌、真菌和孢子)具有优秀的杀生物有效性。当分解时，过乙酸生成乙酸(醋酸)，水和氧气。纯的过羧酸，例如过乙酸，然而是不稳定的且易爆的，和因此可商购的过羧酸通常是平衡溶液中的固体。除了过羧酸，平衡溶液也包含相应羧酸，过氧化氢和水。与过羧酸相比，过氧化氢仅仅具有可忽略的杀生物有效性，但是在一些应用中如果它超过了具体释放限制可以引起环境问题。此外，已经公开过氧化氢的存在对过羧酸对一些微生物的有效性具有负面影响。在例如用于油井和气井的压裂钻孔中的水处理的应用中，过羧酸中的过氧化氢可以与应用中使用的其他组分(例如胶凝剂、减摩剂、腐蚀抑制剂和阻垢剂等)作用。在这些溶液中的过氧化氢的存在可以导致性能失败。因此，需要研发具有尽可能高的过羧酸对过氧化氢比值的过羧酸组合物，用于一般的杀生物剂应用和特别是用于石油钻井和气体钻井中的水处理。可商购的过羧酸组合物一般具有比过氧化氢明显较低或大略相等的过羧酸含量。已知除了其他因素，过氧化氢对过羧酸的比值在过羧酸组合物的稳定性中扮演了重要角色。过氧化氢对过羧酸的比值越高，组合物越稳定。一些可商购的过羧酸组合物具有约1.5-1的过氧化氢对过羧酸比值。当具有更高的过羧酸对过氧化氢比值的组合物是可商购时，这些组合物以受限于自加速分解温度(SADT)限制的小的包装尺寸存在且由于组合物的有限的稳定性要求控温储存。不同的稳定剂用于过羧酸组合物中以稳定组合物。例如，使用基于吡啶甲酸的稳定剂，例如吡啶羧酸和盐，吡啶-2,6-二羧酸和盐，和基于膦酸酯/盐的稳定剂，例如磷酸和盐，焦磷酸和盐和最常见的1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸(HEDP)和盐。当以正确的水平单独使用时，这些稳定剂可以显著改进过羧酸组合物的稳定性，且对于传统的过羧酸组合物，用这些稳定剂获得的稳定性记录容许这些组合物的商业用途。对于具有高的过羧酸对过氧化氢比值的过羧酸组合物，传统情形中使用的这些稳定剂不能额外的稳定性挑战。专利技术简述本专利技术涉及稳定的过羧酸组合物和其用途。在一些实施方案中，本专利技术涉及具有高的过酸对过氧化氢比值的稳定过酸组合物。任选地，通过加入过氧化氢酶或过氧化物酶在使用溶液中或在使用前加入稀释的浓缩物中，进一步降低过氧化氢的水平。公开的组合物特别用于针对油井和气井的压裂钻孔中用途的处理水中。在一方面，本专利技术涉及组合物，该组合物包含：1)C1-C22羧酸；2)C1-C22过羧酸；3)过氧化氢；4)第一稳定剂，其是吡啶甲酸或具有下式(IA)的化合物：其中R1是OH或-NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1-C6)烷基；R2是OH或-NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1-C6)烷基；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；或具有下式(IB)的化合物：其中R1是OH或-NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1-C6)烷基；R2是OH或-NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1-C6)烷基；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；5)第二稳定剂，其是具有下式(IIA)的化合物：其中R1，R2，R3，和R4独立地是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基，或C6-20芳基；R5是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和R6是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；或其盐；或具有下式(IIB)的化合物:其中R1，R2，和R3独立地是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基，或C6-20芳基；或其盐；和其中所述过氧化氢具有至少约0.1wt％的浓度，C1-C22过羧酸具有至少约两倍所述过氧化氢的浓度的浓度和所述组合物具有约4或更少的pH。另一方面中，本专利技术涉及储存含有过羧酸的组合物的方法，该方法包括储存以上组合物，其中所述组合物在约50℃下储存约30天后保持至少约80％的C1-C22过羧酸活性。又另一方面中，本专利技术涉及运输含有过羧酸的组合物的方法，该方法包括运输以上组合物，优选散装，其中所述组合物的SADT在运输期间升高到至少45℃。又另一方面中，本专利技术涉及处理水的方法，该方法包括提供以上组合物至需要处理的水源以形成已处理的水源，其中所述已处理的水源包括约1ppm-约1,000ppm的所述C1-C22过羧酸。又另一方面中，本专利技术涉及处理目标的方法，该方法包括使目标与处于稀释水平的以上组合物接触以形成已处理的目标组合物的步骤，其中所述已处理的目标组合物包含约1ppm-约10,000ppm的所述C1-C22过羧酸，和所述接触步骤持续足够时间以稳定或降低所述目标或所述已处理目标组合物内和/或上的微生物种群。又另一方面中，本专利技术涉及降低水源中硫化氢(H2S)、氢硫酸或其盐的水平的方法，该方法包括使水源与处于稀释水平的以上组合物接触以形成已处理水源的步骤，其中所述已处理水源包含约1ppm-约10,000ppm的所述C1-C22过羧酸，和所述接触步骤持续足够时间以稳定或降低所述已处理水源中的H2S、氢硫酸或其盐的水平。本专利技术还涉及油田钻井和/或气田钻井中使用的滑溜水组合物，其包括稳定过羧酸组合物，和其用途。一方面中，本专利技术涉及一种组合物，该组合物包含：1)C1-C22羧酸；2)C1-C22过羧酸；3)过氧化氢；4)第一稳定剂，其是吡啶甲酸或具有下式(IA)的化合物：其中R1是OH或-NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1-C6)烷基；R2是OH或-NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1-C6)烷基；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；或具有下式(IB)的化合物：其中R1是OH或-NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1-C6)烷基；R2是OH或-NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1-C6)烷基；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；5)第二稳定剂，其是具有下式(IIA)的化合物：其中R1，R2，R3，和R4独立地是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基，或C6-20芳基；R5是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和R6是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；或其盐；或具有下式(IIB)的化合物:其中R1，R2，和R3独立地是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基，或C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，该组合物包含：1)C1‑C22羧酸；2)C1‑C22过羧酸；3)过氧化氢；4)第一稳定剂，其是吡啶甲酸或具有下式(IA)的化合物：其中R1是OH或‑NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1‑C6)烷基；R2是OH或‑NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1‑C6)烷基；各个R3独立地是(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基；和n是0‑3的数；或其盐；或具有下式(IB)的化合物：其中R1是OH或‑NR1aR1b，其中R1a和R1b独立地是氢或(C1‑C6)烷基；R2是OH或‑NR2aR2b，其中R2a和R2b独立地是氢或(C1‑C6)烷基；各个R3独立地是(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基；和n是0‑3的数；或其盐；5)第二稳定剂，其是具有下式(IIA)的化合物：其中R1，R2，R3和R4独立地是氢，(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基，或C6‑20芳基；R5是(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基；和R6是氢，(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基；或具有下式(IIB)的化合物:其中R1，R2和R3独立地是氢，(C1‑C6)烷基，(C2‑C6)烯基或(C2‑C6)炔基，或C6‑20芳基；或其盐；和其中所述过氧化氢具有至少约0.1wt％的浓度，C1‑C22过羧酸具有至少约2倍所述过氧化氢浓度的浓度，和所述组合物具有约4或更低的pH。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.05 US 61/710,631;2013.02.08 US 61/762,777;1.一种组合物，该组合物包含：1)C1-C22羧酸；2)C1-C22过羧酸；3)过氧化氢；4)第一稳定剂，其是吡啶甲酸或具有下式(IA)的化合物：其中R1是OH；R2是OH；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；或具有下式(IB)的化合物：其中R1是OH；R2是OH；各个R3独立地是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和n是0-3的数；或其盐；5)第二稳定剂，其是具有下式(IIA)的化合物：其中R1，R2，R3和R4独立地是氢；R5是(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；和R6是氢，(C1-C6)烷基，(C2-C6)烯基或(C2-C6)炔基；或其盐；和其中所述C1-C22过羧酸具有10wt％至30wt％的浓度，所述过氧化氢具有至少0.1wt％的浓度，所述C1-C22过羧酸具有至少3倍所述过氧化氢浓度的浓度，和所述组合物具有4或更低的pH，和所述组合物在约50℃下储存约30天后保持至少80％的C1-C22过羧酸活性。2.权利要求1的组合物，其中C1-C22过羧酸具有至少5倍过氧化氢浓度的浓度。3.权利要求1的组合物，其中C1-C22羧酸包括乙酸，辛酸和/或磺化的油酸。4.权利要求1的组合物，其中C1-C22羧酸具有约50wt％的浓度，C1-C22过羧酸具有约20wt％的浓度，和过氧化氢具有至少3wt％的浓度。5.权利要求1的组合物，其中第一稳定剂是2,6-吡啶二甲酸或其盐，和第二稳定剂是HEDP或其盐。6.权利要求1的组合物，其中第一和第二稳定剂延迟或阻止该组合物超过其自加速分解温度(SADT)。7.权利要求1的组合物，其在约50℃下储存约30天后保持至少90％的C1-C22过羧酸活性。8.用于处理水的方法，该方法包括提供权利要求1的组合物至需要处理的水源以形成已处理的水源，其中所述已处理的水源包括1ppm-1,000ppm的所述C1-C22过羧酸。9.权利要求8的方法，其中需要处理的水源选自淡水，池水，海水，采出水和其组合。10.权利要求8的方法，其中C1-C22过羧酸包括过氧乙酸，过氧辛酸和/或过氧磺化的油酸。11.权利要求8的方法，其中已处理的水源在形成已处理的水源之后，保持已处理水源中的至少60％的初始C1-C22过羧酸活性15分钟。12.权利要求8的方法，其进一步包括将已处理的水源导入地下环境中或处置已处理的水源。13.权利要求8的方法，其中水源不包括再生水，已处理的水源包括10ppm-20ppm的C1-C22过羧酸和1ppm-2ppm的过氧化氢和已处理的水源不包括减摩剂和/或流变改性剂。14.权利要求8的方法，其中水源是共混水源，其包括约80wt％的淡水或池水和约20wt％的再生水，已处理的水源包括25ppm-35ppm的C1-C22过羧酸和2ppm-3ppm的过氧化氢和过氧化氢酶，已处理的水源不包括减摩剂和/或流变改性剂，和已处理的水源在达到共混槽之前形成。15.权利要求8的方法，其中水源是共混水源，其包括约80wt％的淡水或池水和约20wt％的再生水，已处理的水源包括25ppm-35ppm的C1-C22过羧酸和2ppm-3ppm的过氧化氢和过氧化氢酶，已处理的水源包括减摩剂和/或流变改性剂，和已处理的水源在共混槽中形成。16.权利要求8的方法，其中已处理的水源包括30ppm或更少的C1-C22过羧酸和0.5ppm或更少的过氧化氢，已处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊忠，D·麦克谢瑞，A·布锐威斯特，R·斯托布，R·德鲍拉，J·W·伯德乌克，R·J·瑞瑟，V·V·克拉斯勒，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US