JPS6097099A - 無機塩の付着を防止する組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属面上に水溶液からの無機塩が付着するのを
防止する組成物に関し、返還水供給装置、鉱水用蒸留装
置、石油および天然ガスの抽出、輸送および前処理工程
において有用となり得る。

当該技術分野においては、アミノメチレンホスホン化合
物および界面活性添加剤を含有している無機塩の付着を
防止する組成物が知られている。

米国特許第３，４６７．１９３号Ｃ１，１６６−２７９
（ｚ＋６８年）はアミノメチレンホスホン化合物として
下記の式のニトリロトリメチレンホスホン酸、すなわち および界面活性剤として下記の式の化合物、すなわち ［（’１２　Ｈ２５＋２　Ｎ千〇Ｈ，）２）　”　［０
１］−を使用することを教示している。

また当該技術分野如おいては、下記の一般式のポリエチ
レンポリアミン−Ｎ−メチレンホスホン酸、すなわち −ｆ　ＣＨ２−０Ｈ２−Ｎ　＋ｎ ＯＨ２ ＰＯ（ＯＨ）２ （但しｎ＝１〜１４）およびポリアクリルアミドを含有
している無機塩の付着を防止する組成物も知られている
（米国特許第３，４８３，９２５号ｃｌ。

１６６〜２７９．１９６８参照）。

さらに、当該技術分野におりては、下記の一般式のアミ
ノメチレンホスホン酸の使用によって無機塩の付着を防
止する方法が知られている。すなわち ＰＯ（ＯＨ）　ＰＯ（ＯＨ）２ （但しｎ＝１〜５）（ソヴイエト連邦発明者証第７８９
４３４号、　Ｉｎｔ、０１，５００２Ｆ　５／１４　Ｊ
２１　Ｂ　４３／１２゜１９８０参照）。

しかしながら上述の方法は無機塩の付着に対して不十分
々保護効果を与えるのみである。さらに上述の組成物中
でポリアクリルアミドを使用することは、ゲル状の市販
製品からこの特定の化合物の使用溶液を調合する際に相
当の困難を伴なう。

ボリアクリルアオドの水溶液の製造には、必然的に非効
率的な労力およびパワー消費をもたらす特殊な装置が必
要である。

内容および得られる効果において本発明の組成物に最も
類似している先行技術の組成物は、下記の一般式の１，
３−ジアミノプロパノ−ルー２のホスホノメチル化誘導
体、すなわち ＰＯ（ＯＨ）　ＰＯ（ＯＨ）２ （但しｎ＝１〜５）および１，３−ジアミノプロパノ−
ルー２および（または）下記の一般式の１，３−ジアミ
ノプロパノール−２の誘導体、すなわちＨ２Ｎ−ｆＧＨ
２−ＯＨ−ＯＨ２−ＮＨ−）ｎＨ（ＩＩ）ＯＨ （但しｎ＝２〜５）、塩化水素酸、塩化ナトリウムおよ
び水を含有している無機塩の付着を防止する組成物であ
り、これらの成分は下記の割合（重量％）で存在してい
る。すなわち 一般式（１）の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホ
スホノメチル化誘導体Ｓ、Ｏ〜２０．０１．３−ジアミ
ノプロパノール−２および（または）一般式（ＩＩ）の
１．３−ジアミノプロパノ−ルー２の誘導体　３．０〜
７．０塩化水素酸　３．０〜３０．０ 塩化ナトリウム　３０〜Ｔ、０ 水　〜１００ （ソヴイエト連邦発明者証第８３４３３４号、Ｉｎｔ。

Ｃ１，５冠２１　Ｂ　４３１００．１９８１参照）しか
しながらとの組成物は無機塩の付着に対１７て不十分な
保護効果を有するのみであり、また組成物の最低限度の
凍結温度は一３５℃であるため冬期天候条件下では取扱
いが困難である。後者の条件は北極性気候の地域でこの
組成物を使用中る可能性をか々りの程度まで制限し、あ
るいは高価な凍結防止成分の使用を必要とする。

本発明の目的は上述の欠点を克服することである。

本発明は保護効果が増加し凝固点が低い無機塩の付着を
防止する組成物を提供しようとするものである。

この目的は、下記の一般式の１．３−ジアミノプロパノ
−ルー２のホスホノメチル化！１！導体、ｔ＆わち ＰＣ（ＯＨ）　ＰＯ（ＯＨ）２ （イＦ４１．　ｎ　＝　１〜２０）、および１，３−ジ
アミノプロパノ−ルー２および（または）下記の一般式
の１．３−ジアミノプロパノ−ルー２の誘導体、すなわ
ち ＯＨ （但しｎ＝２〜２０）、塩化水素酸、アルカリ金属塩化
物および水を含有している無機塩の付着を防止する組成
物を提供することによって達成する。

本発明による組成物はさらに、塩化ベンジル、塩化クロ
ロベンジルまたは塩化ベンジリデンまたはこれらの塩素
化化合物の混合とへキサメチレンテトラミンとの各々１
：０．２５〜０．４５０モル比での相互作用の生成物、
および水溶性有機溶剤を含有しており、これらの成分は
下記の割合（重量％）で存在している。すなわち 一般式（１）の１．３−ジアミノプロパノ　−ル−２の
ホスホノメチル化誘導体　５０〜５０．０１．３−ジア
ミノプロパノ−ルー２お よび（ｔたけ）一般式（２）の１．３−Ｓ）アミノプロ
パノ−ルー２の誘導体　５．０〜１０．０塩化水素酸　
・　３．０〜３０．０ アルカリ金属塩化物　３．０〜７．０ 塩化ベンジル、塩化ベンジリデンま たけ塩化クロルベンジルまたはこれ らの塩素化化合物の混合物とへキサ メチレンテトラミンとの相互作用の 生成物　０５〜２．５ 水溶性有機溶剤　０．５〜４．０ 水　残　部 水溶性有機溶剤としてはジアセトンアルコール、メタノ
ール、エタノール、メチルエチルケトン、ジメチルホル
ムアミド、トリエチルアミンを使用するのが好ましい。

ヘキサメチレンテトラミンと上述のベンジルハロゲン化
物との相互作用の生成物の導入によって、本発明による
組成物は先行技術の組成物と比較して水を使用する装置
における無機塩の付着に対して保護効果を相当に増大さ
せることを可能にする。

従ってソヴイエト連邦発明者証第８３４３３４号による
既知の組成物の成分の下限濃度では、硫酸カルシウムの
付着に対する保護効果はわずか４６．６％であるのに対
して、本発明による組成物の保護効果は最高で６３．８
％であった。

両組酸物の成分の上限濃度でも同様の結果が得られた。

すなわち前記ソヴイエト連邦発明者証第８３４３３４号
では保護効果は８６．５％であるのに対して本発明では
９９．６％であった。

本発明による組成物の凝固点は最底−１００℃であり、
これによって高価な凍結防止剤を導入することなく北極
性気候条件下で本組成物を使用することが可能になる。

本発明による組成物の成分の下限濃度を低下させること
は不適当である。というのは、これによって保護効果が
低下し組成物は先行技術の組成物に対する優位を剥奪さ
れるためである。

本発明による組成物の成分の上限濃度を上昇させること
も不適当である。というのは既に成分の前記の濃度で保
護効果は１００％に等しいためである。

本発明釦よる無機塩の付着を防止する組成物は塩化水素
酸の水溶液に開始成分を溶解させることによって従来の
方法で調合する。

本発明による組成物で使用する成分、すなわち一般式（
１）の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホスホノメ
チル化誘導体は、４５℃の温度でホルムアルデヒドおよ
び３塩化りんで１，３−ジアミノプルパノール−２およ
び（ｔたは）一般式（ＩＩ）の１，３−ジアミノプルパ
ノール−２の誘導体を変性した後、メタノールによって
反応体から所望の生成物を沈殿させることによって調合
する。

生成物は水に対する可溶性が良好でありアルコール、ア
セトンには不溶性の白色の結晶性化合物であって、強酸
性である。

１．３−ジアミノプロパノ−ルー２のホスホノメチル化
誘導体の調合手順はンヴイエト連邦発明者証第８７６６
６６号、　Ｉｎｔ、Ｃ１，’００８　Ｇ　７９１０４．
　ＯＤａ　Ｊ　５／２０に記載されている。

本発明による組成物の成分、すなわち１，３−ジアミノ
プロパノ−ルー２および（または）一般式（Ｉｆ）の１
，３−ジアミノプロパノ−ルー２の誘導体は、エビクロ
ロヒドリンを水溶液の形式をとった相当過剰なアンモニ
アと反応させた後、１／４〜６時間の間１０〜３０℃の
温度で反応体を加熱し、形成された塩化水素酸を水酸化
ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物で中和し、過剰な
アンモニアの水溶液を蒸留するととによって調合する。

１．３−ジアミノプロパノ−ルー２および（または）一
般式（］の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２の誘導体
の調合法は米国特許第４，４３２，５５３号０１．２６
０〜５８５に記載されている。

本発明による組成物中にさらに含まれている生成物は、
塩化ベンジル、塩化クロロベンジルまたは塩化ベンジリ
デンまたはこれらの塩素化化合物の混合物を、各々ｔ：
ｏ、ｚｓ〜０．４５：２．２〜３．６のモル比で１００
〜１２５℃の範囲内の温度で苛性アルカリな存在させて
ヘキサメチレンテトラミンと反応させることによって調
合する。

生成物は透明な黄褐色の液体から成る。

ヘキサメチレンテトラミンと上述のベンジルハロゲン化
物との相互作用の生成物の調合手順は、ソグイエト連邦
発明者証第４６９７７１号、Ｘｎｔ、　Ｇ１．’０２３
Ｆ　１１／１ＯＫ記載されている。

本発明による組成物は返還水供給装置、鉱水用蒸留装置
、および石油および天然ガスの抽出、輸送および前処理
工程において有用となり得る。

例えば油田の採取においては、本発明による組成物（ス
ケーリング防止剤）を採取弁に導入するためいくつかの
実施例が可能である。すなわち１、　計量装置による油
井の環状空間への組成物の連続投与。

２、　ポンプ井戸を介した油層圧力を保持する装置への
組成物の連続投与。

３、　採取井戸を介した産出層への組成物の周期的ボン
ピング。無機塩の付着を防止する組成物を使用するこの
様式は、井戸の臨界領斌の多孔質面上に吸着し既知の方
法によって井戸の採取中鉱水によってゆっくりと洗浄さ
れ、よって数か月間井戸および井戸付帯設備において無
機塩の付着を防止する組成物の能力に基づいている。

４、　原油の熱化学的前処理用装置の熱交換装置の入口
への計量装置による組成物の連続投与。

硫酸カルシウムの付着に対する本発明による組成物およ
びソヴイエト連邦発明者証第８３４３３４号による組成
物の保護効果の評価は以下の手順に従って行なう。

当量の硫酸ナトリウムおよび塩化カルシウムを混合する
ことによって過飽和硫酸カルシウム溶液を調合する。反
応は下記の式に従って起こる。すなわち Ｃａ０ｔ２＋Ｎａ２８０４−＋Ｃａ８０４↓＋２ＮａＯ
ｔ過飽和溶液中の硫酸カルシウムの初期濃度は１０ｇ／
ｌである。

一連の実験全体において硫酸カルシウムの過飽和溶液に
添加した組成物の量は２０．０　ｍｇ／　Ｌであったの
に対して、ごく１部の組成物成分が変化した。

溶液は２５℃の温度で定温保持した。硫酸カルシウムの
付着に対する保護効果は２４０時間稜カルシウムイオン
に対するサンプルをサンプリングし分析することによっ
て判定した。保護効果は下記の式に従って計算した。す
なわち ｃｏ　−ａｋ 但し、Ｅは保護効果（％）、ＣＯは過飽和溶液中のカル
シウムイオンの初期濃度（ｇ／Ｌ）、Ｃｋは本発明の組
成物を添加しない場合の所与の瞬間の溶液中のカルシウ
ムイオンの濃度（ｇ／ｌ）、　Ｃ１１ｄ本発明による組
成物の導入後の所与の瞬間の溶液中のカルシムライオン
の濃度（ｇ／ｌ　’）である。

表１は本発明による組成物および前記発明者証第８３４
３３４号による既知の組成物の特定の調合物、および硫
酸カルシウムの付着に対する保護効果の値を示す。

一般式（１）の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホ
スホノメチル化誘導体として、異なる重合度、すなわち
ｎ＝１．ｎ＝５．ｎ＝２０を有する生成物の混合物を使
用する。成分は下記の割合（重量％）で使用する。すな
わち ｎ＝１で　８０ ｎ＝５　１　５ ｎ　＝２０　５ さらに、１，３−ジアミノプロパノ−ルー２（ｎ＝１）
およびｎ＝ｓおよびｎ＝２０の一般式ａ）の１．３−ジ
アミノプロパノ−ルー２の誘導体の混合物を混合物中の
生成物の同じ割合で使用する。

アルカリ金属塩化物として塩化ナトリウムを本発明に従
って使用する。

前期の表１で与えられたデータかられかるように、本発
明による組成物はその効率においてソヴイエト連邦発明
者証第８３４３３４号による既知の組成物より優れてい
る。従って前記ソヴイエト連邦発明者証による組成物の
成分の下限濃度での保護効果はわずか４４６％であるの
に対して、本発明による組成物の保護効果は６３８％で
ある。

両組酸物の成分の上限濃度での保護効果に関しても同様
の結果が見られた。従って既知の組成物に対してけ保護
効果は８６５％であり本発明による組成物に対しては９
９６％である。

さらに、硫酸カルシウムの付着に対する本発明による組
成物の保護効果を示すデータを以下衣２に示す（試験手
順は前述）。表２は本発明による組成物の特定の調合物
および得らｈる保護効果の対応する値を示す。一般式ｆ
ｆｌの１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホスホノメ
チル化誘導体および一般式（１１）の１，３−ジアミノ
プロパノ−ルー２の誘導体は個々の化合物として示した
。本発明によるアルカリ金属塩化物として塩化ナトリウ
ムを使用した。

前記表２で与えられたデータから、本発明による組成物
は無機塩のスケーリングの付着に対して高い保護効果を
確実にもたらすことがわかる。

！２３は本発明による組成物の特定の調合物および硫酸
カルシウムの付着に対する保護効果の対応する値を示す
。本発明による組成物中にさらに含まれている生成物と
して、ヘキサメチレンテトラミンとベンジルハロゲン化
物の種々の混合物の相互作用の生成物を使用する。アル
カリ金属塩化物として塩化ナトリウムを使用する。

表４は本発明による組成物の特定の調合物および硫酸力
Ａ・シウムのスケーリングの形成に対する保護効果の対
応する値を示す。本発明による組成物中にさらに含まれ
ている生成物としてヘキサメチレンテトラミンと個々の
ベンジルハロゲン化物の間の反応の生成物を使用し、ア
ルカリ金属塩化物として塩化カリウムを使用する。

炭酸カルシウムスケーリングの付着に対する本発明によ
る組成物およびソヴイエト連邦発明者証第８３４３３４
号の組成物の保護効果の評価は以下の手順に従って行な
った。

当量の炭酸ナトリウムおよび塩「ヒカルシウムを混合す
ることによって炭酸カルシウムの過飽和溶液を調合する
。

反応は下記の式に従って進行する。すなわち０ａＯｔ２
＋Ｎａ２００．−＋　（ｊａＣＯ，↓＋２ａａｃｚ過飽
和溶液中の炭酸カルシウムの初期濃度は７、０　ｇ／ｌ
　である。全実験は５００　ｒ、ｐ、ｍ　）速度で攪拌
して４０±１℃の温度で行なう。組成物の供給率は過飽
和溶液１を当υ２０．Ｏｍｇである。

保護効果の評価は２４０時間後カルシウムイオンに対す
るサンプルをサンプリングし分析することによって行な
った。保護効果の値は上述の式によって計算した。

表５は本発明による組成物の特定の調合物および炭酸カ
ルシウムの付着に対する保護効果の対応する値を示す。

一般式（■）の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホ
スホノメチル化誘導体として異々る重合度、す々わちｎ
＝１　、ｎ＝ｓおよびｎ＝２０を有する生成物の混合物
を使用する。これらの生成物は下記の割合（重量％）で
使用する。すなわちｎ＝１で　８０ ｎ−５１５ ｎ＝２０　５ さらに、１，３−ジアミノプロパノ−ルー２（ｎ＝１）
お！びｎ−５および２０の一般式（′Ｉｌ）の１．３−
ジアミノプルパノール−２の誘導体の混合物を混合物中
の生成物の同じ割合で使用する。

アルカリ金属塩化物として塩化ナトリウムを使用する。

比較のため、表５はソヴイエト連邦発明者証第８３４３
３４　号による先行技術の組成物から得られる炭酸カル
シウムスケーリングの付着に対する保護効果の評価も示
す。

表５で与えられたデータの比較評価によって、本発明に
よる組成物はその効率において炭酸カルシウムスケーリ
ングの防止についてソヴイエト連邦発明者証第８３４３
３４　号による先行技術の組成物よシ実質的に優れてい
るという結論が本たらされる。従って、下限濃度で本発
明による組成物によって確実にもたらされる保護効果は
６３．１％であるのに対して、先行技術の組成物の保護
効果はわずか５２．３％である。

両組酸物の成分の上限濃度についても同様の結果が得ら
れる。従って、先行技術の組成物の保護効果は９３．０
％であるのに対して、本発明による組成物については１
００％に等しい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記の一般式の１，３−ジアミノプロパノ−ルー
   ２のホスホノメチル化誘導体、すなわちＰＯ（ＯＨ）Ｐ
   Ｏ（ＯＨ）２ 　２ （但しｎ＝１〜２０）および１，３−シアξノブロバノ
   ール−２および（ｔたは）下記の一般式の１，３−ジア
   ミノプロパノ−ルー２の誘導体、すなわち Ｈ２Ｎ（−ＯＨ２−ＯＨ−ＯＨ２−ＮＨ＋ｎＨ＠■ ＯＨ （但しｎ＝２〜２０）、塩化水素酸、アルカリ金属塩化
   物および水を含有している無機塩の付着を防止する組成
   物において、上記組成物はさらに、塩化ベンジル、塩化
   クロロベンジルまたは塩化ベンジリデン、または上記塩
   素化化合物の混合物とへキサメチレンテトラミンとの各
   々１：０．２５〜０．４５のモル比での相互作用の生成
   物、および水溶性有機溶剤を含有しており、上記成分は
   下記の割合（ｍＩ量％）すなわち 一般式（１１の１，３−ジアミノプロパノ−ルー２のホ
   スホノメチル化銹 導体　５．０〜５０，０ １．３−ジアミノプロパノール−２ および（または）一般式■の１，３ −ジアミノプロパノ−ルー２の誘 導体　５．０〜１０．０ 塩化水素酸　３．０〜３Ｇ、０ アルカリ金属塩化物　３．０〜７．０ 塩化ヘンシル、塩化クロロベンジ ルまたは塩化ベンジリデンまたは 上記塩素化化合物の混合物とヘキ サメチレンテトラミンの相互作用 の生成物　０．５〜２．５ 水溶性有機溶剤　０．５〜４．０ 水　残部 で使用することを特徴とする上記無機塩の付着を防止す
   る組成物。
2. （２）上記水溶性有機溶剤としてジアセトンアルコール
   、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン、ジメ
   チルホルムアミドまたはトリエチルアミンを含有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の組成
   物。