Научная статья на тему 'Биоцидные добавки к топливам и маслам'

Биоцидные добавки к топливам и маслам Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
169
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
биоцидные добавки / топливо / масла / микроорганизмы / биоцидная композиция / ингибиторы коррозии / biocidal additives / fuel / oils / microorganisms / biocidal composition / corrosion inhibitors

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Бабаев Эльбей Расимович

Проблема биоповреждений охватывает широкий круг научных и практических задач, связанных с защитой сырья, материалов и товаров от повреждения бактериями, грибами, насекомыми как в условиях длительного хранения, так и при производстве, транспортировании и эксплуатации. В результате воздействия микроорганизмов на различные материалы снижается экономическая ценность товаров, нарушаются процессы эксплуатации изделий (биоповреждение). Анализ процессов микробиологических повреждений показывает, что возникновение, характер и интенсивность развития зависят от свойств, состояния и особенностей использования материала, агрессивности микроорганизма – деструктора, продолжительности, а также и условий взаимодействия пары материал – микроорганизм. Одним из важнейших средств защиты промышленных материалов, в том числе топлив и масел, от микробиологического воздействия является использование биоцидных присадок. Биоциды представляют собой добавки, которые обладают способностью убивать бактерии и грибки или препятствовать их размножению, чтобы не допустить деградацию физических свойств как внутри материала, так и на его поверхности. Известно, что с помощью химического синтеза получают огромное количество соединений, длительные и трудоемкие испытания которых на различные виды биоцидной активности являются экономически невыгодными и малоэффективными. В связи с этим наряду с традиционными экспериментальными исследованиями наиболее перспективным представляется использование альтернативных «внеэкспериментальных» методов химического скрининга эффективных соединений. Они основаны на компьютерно-информационных технологиях установления связи молекулярной структуры присадки с ее свойствами, позволяющих осуществить прогноз и ускорить поиск эффективных биоцидных присадок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Бабаев Эльбей Расимович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOCIDAL ADDITIVES TO FUELS AND OILS

The problem of biodamage covers a wide range of scientific and practical problems related to the protection of raw materials, materials and goods from damage by bacteria, fungi, insects, both in long-term storage conditions and during production, transportation and operation. As a result of the impact of microorganisms on various materials, the economic value of goods decreases, the processes of product operation are disrupted (biological damage). An analysis of the processes of microbiological damage shows that the occurrence, nature and intensity of development depend on the properties, state and characteristics of the use of the material, the aggressiveness of the microorganism – destructor, the duration, as well as the conditions for the interaction of the pair material – microorganism. One of the most important means of protecting industrial materials, including fuels and oils, from microbiological effects is the use of biocidal additives. Biocides are additives that have the ability to kill or inhibit bacteria and fungi in order to prevent the degradation of physical properties both inside the material and on its surface. It is known that with the help of chemical synthesis, a huge number of compounds are obtained, long and laborious tests of which for various types of biocidal activity are economically unprofitable and ineffective. In this regard, along with traditional experimental studies, the most promising is the use of alternative "non-experimental" methods of chemical screening of effective compounds. They are based on computer information technologies for establishing a relationship between the molecular structure of the additive and its properties, which make it possible to predict and accelerate the search for effective biocidal additives.

Текст научной работы на тему «Биоцидные добавки к топливам и маслам»

УДК: 54061 + 543.4

https://doi.org/10.24412/2310-8266-2022-4-25-30

Биоцидные добавки к топливам и маслам

Бабаев Э.Р.

Институт химии присадок им. акад. А.М. Кулиева НАН Азербайджана, AZ 1029, г. Баку, Азербайджанская Республика

ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7614-4797, E-mail: elbeibabaev@yahoo.de Резюме: Проблема биоповреждений охватывает широкий круг научных и практических задач, связанных с защитой сырья, материалов и товаров от повреждения бактериями, грибами, насекомыми как в условиях длительного хранения, так и при производстве, транспортировании и эксплуатации. В результате воздействия микроорганизмов на различные материалы снижается экономическая ценность товаров, нарушаются процессы эксплуатации изделий (биоповреждение). Анализ процессов микробиологических повреждений показывает, что возникновение, характер и интенсивность развития зависят от свойств, состояния и особенностей использования материала, агрессивности микроорганизма - деструктора, продолжительности, а также и условий взаимодействия пары материал - микроорганизм. Одним из важнейших средств защиты промышленных материалов, в том числе топлив и масел, от микробиологического воздействия является использование биоцидных присадок. Биоциды представляют собой добавки, которые обладают способностью убивать бактерии и грибки или препятствовать их размножению, чтобы не допустить деградацию физических свойств как внутри материала, так и на его поверхности. Известно, что с помощью химического синтеза получают огромное количество соединений, длительные и трудоемкие испытания которых на различные виды биоцидной активности являются экономически невыгодными и малоэффективными. В связи с этим наряду с традиционными экспериментальными исследованиями наиболее перспективным представляется использование альтернативных «внеэкспериментальных» методов химического скрининга эффективных соединений. Они основаны на компьютерно-информационных технологиях установления связи молекулярной структуры присадки с ее свойствами, позволяющих осуществить прогноз и ускорить поиск эффективных биоцидных присадок.

Ключевые слова: биоцидные добавки, топливо, масла, микроорганизмы, биоцидная композиция, ингибиторы коррозии.

Для цитирования: Бабаев Э.Р. Биоцидные добавки к топливам и маслам // НефтеГа-

зоХимия. 2022. № 4. С. 25-30.

D0I:10.24412/2310-8266-2022-4-25-30

BIOCIDAL ADDITIVES TO FUELS AND OILS Elbay R. Babayev

Institute of Chemistry of Additives after Academician A.M. Guliyev, Azerbaidjan National Academy of Sciences, AZ1029, Baku, Azerbaidjan Republic ORCID: http://orcid.org/0000-0001-7614-4797, E-mail: elbeibabaev@yahoo.de Abstract: The problem of biodamage covers a wide range of scientific and practical problems related to the protection of raw materials, materials and goods from damage by bacteria, fungi, insects, both in long-term storage conditions and during production, transportation and operation. As a result of the impact of microorganisms on various materials, the economic value of goods decreases, the processes of product operation are disrupted (biological damage). An analysis of the processes of microbiological damage shows that the occurrence, nature and intensity of development depend on the properties, state and characteristics of the use of the material, the aggressiveness of the microorganism - destructor, the duration, as well as the conditions for the interaction of the pair material - microorganism. One of the most important means of protecting industrial materials, including fuels and oils, from microbiological effects is the use of biocidal additives. Biocides are additives that have the ability to kill or inhibit bacteria and fungi in order to prevent the degradation of physical properties both inside the material and on its surface. It is known that with the help of chemical synthesis, a huge number of compounds are obtained, long and laborious tests of which for various types of biocidal activity are economically unprofitable and ineffective. In this regard, along with traditional experimental studies, the most promising is the use of alternative "non-experimental" methods of chemical screening of effective compounds. They are based on computer information technologies for establishing a relationship between the molecular structure of the additive and its properties, which make it possible to predict and accelerate the search for effective biocidal additives.

Keywords: biocidal additives, fuel, oils, microorganisms, biocidal composition, corrosion inhibitors.

For citation: Babayev E.R. BIOCIDAL ADDITIVES TO FUELS AND OILS. Oil & Gas Chemistry.

2022, no. 4, pp. 25-30.

DOI:10.24412/2310-8266-2022-4-25-30

Биоциды представляют собой химические вещества или микроорганизмы, предназначенные для борьбы с вредными и болезнетворными организмами. Они находят широкое применение в пищевой, медицинской, нефтеперерабатывающей и сельскохозяйственной областях. Основой биоцидов служат вещества, способные подавлять жизнедеятельность биоорганизмов. Биоциды в целом можно разделить на пестициды, альгициды, фунгициды, гербициды, инсектициды, акарициды, зооциды и др.

В статье рассмотрено применение биоцидов в нефтеперерабатывающей промышленности. Так, в работе [1] отмечается, что основной микробной проблемой в нефтеперерабатывающей промышленности является загрязнение хранящихся продуктов, что может привести к потере качества продукта, образованию шлама и износу трубопроводов и резервуаров для хранения как на нефтеперерабатывающем заводе, так и у конечного потребителя. В данной статье рассматриваются три основных класса топлива - бензин, авиационный керосин и дизельное топливо, соответствующие все более тяжелым нефтяным фракциям. Топливом, представляющим наиболее серьезные микробиологические проблемы, является дизельное топливо. Авторы показывают многочисленные микроорганизмы, выделенные из углеводородных топливных систем и обсуждают условия, необходимые для микробного роста, и методы, используемые для мониторинга и контроля этой активности. Рассмотрено влияние различных добавок к топливу, в том числе биоцидов и показаны критерии, определяющие выбор эффективной биоцидной композиции, можно резюмировать следующим образом:

- отсутствие неблагоприятного воздействия на технические характеристики топлива;

- отсутствие неблагоприятного воздействия на двигатели, насосы и т.д.;

- эффективность в отношении широкого спектра микроорганизмов;

- способность проникать в микробную слизь;

4 • 2022

НефтеГазоХимия 25

- химическая и физическая совместимость с топливом и другими присадками (например, ингибиторами коррозии);

- подходящий коэффициент распределения (вода-масло);

- безопасность и простота использования и хранения;

- биоразлагаемость;

- экономичность.

Микробы в топливе и других промышленных жидкостях могут вызывать большие финансовые проблемы. Микробное заражение топлива приводит к тому, что затраты промышленности исчисляются сотнями миллионов долларов в год. Нефтяная и газовая промышленность тратит большие деньги на биоциды, чтобы защитить буровые растворы от микробов, коррозии и загрязнения, которые они приносят с собой. Градирни и системы циркуляции охлаждающей жидкости являются еще одной важной областью применения биоцидов. Микробное заражение систем водоснабжения ежегодно наносит миллионы повреждений башням и поверхностям систем.

В топливных системах самолетов регулярное техническое обслуживание, тщательный мониторинг и обработка разрешенными биоцидами при необходимости (ЕОМЕ (в военных самолетах), органоборинан или изотиазолон (разрешено некоторыми производителями)) сводят к минимуму риск серьезного микробного роста. Другие виды топлива, как правило, не так хорошо защищены, но доступно более широкое разнообразие биоцидов. К ним относятся составы, предназначенные для разделения на топливную фазу и другие водорастворимые соединения. Обычно рекомендуется, чтобы биоцид растворялся в масле, а затем распределялся в водной фазе в количестве, достаточном для защиты всей системы, а не только резервуара для хранения, хотя только для обработки резервуаров можно использовать биоциды водного дна, и это будет более дешевым вариантом, так как уменьшается объем, подлежащий обработке. Некоторые из доступных биоцидов показаны в табл. 1.

Все биоциды подразделяют на четыре основные группы:

1) нефтедисперсные, полностью переходящие в водную фазу, для обработки донных отложений;

2) маслорастворимые, которые переходят в водную фазу для использования в чистом топливе, где ожидается небольшое количество воды;

3) маслорастворимые, разделяющиеся на два компонента, один активен в воде, а другой в масле, для защиты поверхности раздела и водного дна;

4) водорастворимые для добавления на дно резервуаров.

В работе [2] сообщается, что одним из преимуществ

использования биодизеля и его смесей с дизельным топливом является более низкий уровень выбросов твердых частиц, двуокиси серы, угарного газа и т.д., что делает его менее вредным для окружающей среды и человека. Однако это биотопливо подвержено микробному загрязнению и биоразложению. В этом смысле проводятся исследования по использованию эффективных

Таблица 1

Основные типы биоцидов

Маслорастворимые Водорастворимые

Изотиазолоны Морфолины

Органоборинаны Оксазолидины

Пиридинтионы Галиды

Гексагидротриазины Альдегиды

Имидазолкарбаматы Феноляты

биоцидов с низкой токсичностью, и в работе представлена последняя информация об использовании биоцидов в биодизеле, в основном об их влиянии. на окружающую среду и здоровье населения. Результаты показали, что в отношении контроля микробного загрязнения текущий сценарий ограничен семью публикациями, в которых наиболее изученными добавками были изотиазолиноны, оксазолидины, тиоцианаты, морфолины, оксаборинаны, тиокарбаматы и фенольные антиоксиданты. Исследований, касающихся прямых экспериментов с людьми, не обнаружено, что свидетельствует о необходимости дополнительной работы в этой области, поскольку очевиден потенциальный рост производства и потребления биодизеля в мире.Таким образом, необходимы дополнительные исследования противомикробных препаратов для использования в биодизельном топливе с хорошим широким спектром действия (бактерицидным и фунги-цидным) и дальнейшие токсикологические испытания, чтобы гарантировать отсутствие или незначительное воздействие на окружающую среду.

В работе [3] были предприняты попытки контролировать рост микроорганизмов в резервуарах для хранения дизельного топлива ВМС Новой Зеландии на военно-морской базе Девонпорт (г. Окленд) с помощью биоцидов. Влияние коммерчески доступных (EGME, DEGME, BioborJF) и экспериментальных биоцидов (ProxelAS, DML-7, Kathon 886, беномил и имазалил) на рост микроорганизмов в дизельном топливе изучалось как в лабораторных, так и в полевых условиях. Лабораторные исследования показали, что Paecilomycesvaríotii и Penicilliumspp. может вызвать рост мицелия, подобный Hormoconis Resinae (Cladosporium Resinae) на границе раздела дизельное топливо/вода. В этой работе все указанные грибы были исследованы в биоцидных тестах. EGME, DEGME и BioborJF не оказывали ни биостатического, ни биоцидного действия на эти грибы в лаборатории. В полевых условиях они подавляли H. Resinae, но не влияли на другие присутствующие микроорганизмы. DML-7 и ProxelAS не подавляли P. variotii, в то время как беномил, имазалил и Kathon 886 давали хороший контроль над преобладающими микроорганизмами, особенно H. Resinae. Все составы прошли испытания на работоспособность двигателя и коррозионные тесты.

Отмечается [4], что биоциды являются важнейшими компонентами жидкостей для гидравлического разрыва (гидроразрыва пласта), используемых при разработке нетрадиционных месторождений сланцевого газа. Бактерии могут вызывать биозасорение и препятствовать добыче газа, производить токсичный сероводород и вызывать коррозию, приводящую к выходу из строя скважинного оборудования. Использование биоцидов, таких как глута-ровый альдегид и четвертичные аммониевые соединения, вызвало общественное беспокойство и дебаты среди регулирующих органов относительно воздействия непреднамеренных выбросов в окружающую среду на экосистему и здоровье человека. В этой работе представлен критический обзор потенциальной судьбы и токсичности биоцидов, используемых в операциях гидроразрыва пласта. Авторы определили следующие физико-химические и токсикологические аспекты, а также проблемы, которые следует учитывать при выборе биоцидов:

- незаряженные частицы будут преобладать в водной фазе и подвергаться разложению и переносу, тогда как заряженные частицы будут сорбироваться почвой и будут менее биодоступны;

- многие биоциды недолговечны или разлагаются в результате абиотических и биотических процессов, но неко-

торые из них могут трансформироваться в более токсичные или стойкие соединения;

- понимание судьбы биоцидов в скважинных условиях (высокое давление, температура, концентрация солей и органических веществ) ограниченно;

- существует несколько биоцидных альтернатив, но высокая стоимость, высокие энергозатраты и/или образование побочных продуктов дезинфекции ограничивают их использование.

Этот обзор может служить руководством для оценки рисков для окружающей среды и определения стратегий борьбы с микроорганизмами, которые помогут разработать устойчивый путь обращения с жидкостями для гидроразрыва пласта.

В работе [5] отмечается, что серьезную озабоченность вызывает микробное загрязнение хранимого дизельного/ биодизельного топлива с течением времени и последующие изменения в химическом составе топлива. Было также показано, что использование биоцидов является эффективной стратегией для решения этой проблемы, но в некоторых странах, таких как Бразилия, продукты еще не выпущены и не лицензированы для использования.

Цель этого исследования состояла в том, чтобы оценить эффективность многофункциональной добавки, содержащей биоцид (то есть 3,3-метиленбис (5-метилоксазолидин); сокращенно MBO), в составе 50% (AM-MBO50) для контроля микробного загрязнения в имитируемых условиях хранения.

Эксперимент проводился в лаборатории и полевых (реальных) условиях. В обоих экспериментах смесь В10, обработанную AM-MBO50, а также необработанную топливную смесь хранили в моделируемых условиях хранения в течение 35 и 90 дней соответственно.

Контролировали эффективность добавки и изменения окислительной стабильности, содержания воды, плотности и вязкости. Результаты показали, что оцениваемый продукт является эффективной обработкой для контроля микробного роста при концентрации 1000 частей на миллион, демонстрируя биоцидное действие через 7 дней в резервуарах, содержащих обработанное топливо, и с низкой микробной нагрузкой и биостатическим действием в резервуарах, содержащих обработанное топливо и топливо с высокой микробной нагрузкой. В баках, содержащих топливо, обработанное АМ-МВ050, через 90 дней не наблюдалось ни адгезии биопленки на границе раздела масло/ вода, ни значимых изменений параметров качества, таких как устойчивость к окислению, содержание воды, вязкость и плотность. Сравнение лабораторных и полевых результатов показало, что условия применения, определенные в лаборатории, могут служить только в качестве предварительного руководства для полевого (реального) применения и что их следует контролировать и корректировать для каждой конкретной системы.

Следует отметить основные виды биоцидных добавок, используемых в настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности.

Grotamar® широко известен как одна из самых надежных биоцидных добавок на рынке для обработки и предотвращения микробного загрязнения топлива и масел. Grotamar® 71 и Grotamar® 82 являются эффективными биоцидами для обработки и предотвращения микробного загрязнения дизельного топлива, судового топлива и масел. Оба препарата основаны на одном и том же высокоэффективном активном компоненте и обладают широким спектром действия.

Kathon™ Fuel 15 - это высокоэффективная биоцидная добавка, предназначенная для обработки и предотвращения микробного загрязнения топлива. Однако он больше не одобрен для использования в авиационном топливе, поэтому его использование ограничено средними дистиллятами, такими как дизельное или судовое топливо.

Alpocid-FP1.5M (альтернативное название Пахем-АМИК7) - концентрированная присадка, обеспечивающая микробиологическую безопасность топливных продуктов и резервуаров хранения топлива, защищающая от развития микробной флоры (бактерий, грибков, дрожжей). Благодаря специально подобранному составу растворителя присадка демонстрирует достаточную растворимость в масляной и водной фазах, что обеспечивает быструю и длительную биоцидную активность. Благодаря своему действию Alpocid-FP1.5M предотвращает образование шлама, отложений и других загрязнений в топливных системах и баках, обычно вызываемых микробной флорой. Alpocid-FP1.5M (Pachem-AMIC7) также может быть эффективно использован для микробной защиты водных систем Alpocid-FP1.5M (Pachem-AMIC7) представляет собой однородную жидкость желтого цвета.

Показано [6], что стандартное топливо содержит до 0,2 мл воды на литр, чего более чем достаточно для микробной активности. Развитие микроорганизмов в основном происходило при сборе водного конденсата в маслобаках. Исследования показали, что проблемы, связанные с засорением фильтров, коррозией топливного бака, выходом из строя покрытий баков и двигателей, связаны с микроорганизмами. Важно и необходимо остановить рост бактерий с помощью специального применения биоцидов. В этой статье [6] описаны некоторые экспериментальные данные о преодолении этой проблемы с использованием экономичного и экологически безопасного биоцида, а также профилактических мер.

Сообщается [7], что спрос на биодизельное топливо растет во всем мире и подавление роста микробов при хранении этого биотоплива чрезвычайно важно. Существует несколько исследований, посвященных оценке биоцидов специально для биодизеля. В этой работе авторы синтезировали и оценили набор кандидатов в биоциды на основе триацилглицеридов. Образцы чистого биодизеля с продуктами оценивали в отношении микроорганизмов, выделенных из смесей биодизель/дизель (грибы A. niger, A. fumigatus, C. albicans и S. cerevisiae, и бактерии B. subtilis и Acinetobactersp.). Ни один из продуктов не ингибировал рост бактерий. Четыре нитропроизводных проявляли фун-гицидную активность. Нитрованные производные также были оценены как улучшающие цетановое число смеси биодизеля B7 и дизельного топлива.

Нитраты метоксилированных эфиров этиленгликоля сои повышали цетановое число более чем на три пункта. Несмотря на скромную биоцидную активность, результаты могут служить ориентиром при планировании новых продуктов из триацилглицеридов.

В патентах [8, 9] предложена смесь присадок к ракетным топливам, которая включает: а) хотя бы один N-формаль; б) хотя бы один антиоксидант; в) хотя бы один ингибитор коррозии. Смесь присадок обеспечивает биоцидные и антикоррозионные свойства топлив с добавками, особенно если они содержат фракции возобновляемых ресурсов, таких как биодизель, и при контакте с медьсодержащими поверхностями.

Еще в одном патенте [10] предложен способ получения биоцидной композиции путем этерификации многоатомных

4 • 2022

НефтеГазоХимия 27

спиртов фракции высококипящих побочных продуктов синтеза 4,4-диметил-диоксана-1,3 борной кислотой при повышенной температуре и перемешивании с непрерывной отгонкой выделяющейся реакционной воды и формальдегида с последующим гидролизом образующихся промежуточных продуктов, отличающийся тем, что синтез борных эфиров проводят при остаточном давлении 100-200 мм рт. ст.

В работе [11] показана новая биоцидная композиция, состоящая из одного или нескольких 3-йод-2-пропинилбутилкарбамата (IPBC), октилизотиазолинона (OIT), дийодметил-р-толилсульфона (DIMTS), биоцидов на основе триазина, а в работе [12] описан экспресс-метод для определения эффективности биоцида.

Исследована антимикробная активность многофункционального антифрикционного концентрата МКФ-18НТ, являющегося модификацией одной из наиболее распространенных добавок металлоплакирующего действия -медьсодержащей присадки МКФ-18 [13]. Установлено, что концентрат МКФ-18НТ, применяемый в качестве смазки, является эффективным биологически активным веществом, обладающим сильным биоцидным действием по отношению к бактериальной и грибной микрофлоре. Показано, что присадка МКФ-18НТ при ее введении в минеральные и полусинтетические масла подавляет рост плесневых грибов, что способствует уменьшению микробиологической коррозии. На основании литературных данных и проведенных экспериментов установлено оптимальное содержание присадки МКФ-18НТ в смазочных материалах с позиций ее фунгицидного действия.

Приведены результаты изучения антимикробной активности широкого ряда алифатических и ароматических S-эфиров тиокарбоновых кислот [14]. Выявлена связь химической структуры соединений R1SC(0)R2 и токсичности их для микроорганизмов, показано влияние различных функциональных группировок на антимикробные свойства. Проведены испытания смазочно-охлаждающей жидкости СОЖ ИХП-45Э с добавками S-арилтиоацетатов. Показано, что применяемые присадки (0,25-0,5% масс.) подавляют рост всех исследованных микроорганизмов, однако их активность выше по отношению к грибам. Были также проведены опыты по изучению совместимости присадок данного класса с маслами. Введение S-арилтиоацетатов обеспечивает устойчивость этих масел к микробиологическому повреждению, сохраняя при этом физико-химические свойства в течение длительного периода времени.

В работе [15] авторами рассмотрены способы защиты материалов от биоповреждений. Дана классификация биоцидов, обсуждаются экспериментальные факты, приведены примеры по применению антимикробных материалов. Представлены требования к биоцидам и обсуждаются методы оценки антимикробных свойств биоцидов.

В статье [16] приведены результаты микробиологических исследований биодизеля, произведенных путем переэте-рификации растительных масел с использованием нанока-тализатора CaO и его 7% топливной композиции с маслом. Установлено, что как биодизель, так и его 7% топливная композиция не являются биологически безопасными и полностью поражены бактериями и грибками. Приведены результаты испытаний а-фенил-р-нитроэтилена в качестве биоцида для защиты биодизеля и его топливных композиций от биологического разрушения.

Изучение антимикробных свойств синтезированных геп-тилалканоилдисульфидов выявило эффективную бактерицидную и фунгицидную активность в подавлении грибов и бактерий, что позволяет использовать их в качестве биоцидов при хранении и транспортировке нефтепродуктов [17].

В работе [18] сообщается, что реактивные и дизельные топлива легко заражаются микроорганизмами. Микобак-терии, псевдомонады, гриб Cladosporium Resinae и некоторые другие микроорганизмы хорошо растут за счет углеводородов этих видов топлива. Анаэробные сульфатре-дуцирующие бактерии растут только после этих аэробных форм, вероятно, за счет метаболитов последних. Бензин Б-70 более устойчив к микробной инвазии; в этом топливе растут только бактерии рода Pseudomonas. Изучено антибактериальное действие некоторых присадок к бензину Б-70 и топливу ТС-1. Наиболее эффективными добавками, подавляющими рост всех микроорганизмов в исследуемых топливах, оказались диметилдиалкиламмоний хлорид и ди-метилалкилбензиламмоний хлорид при использовании в концентрациях 0,05-0,25%.На основе антистатиков (олеат хрома, диолеат хрома ферроценаß-дикетона, диолеат хрома марганца циклопентадиенилтрикарбонилß-дикетона и др.) и бактерицидов (диметилдиалкиламмония хлорид и димети-лалкилбензиламмоний хлорид) приготовлены комплексные добавки бактерицидного и антистатического действия). Эти присадки подавляют рост микроорганизмов в топливе, а также придают топливу антистатические свойства.

Предложена смазочная композиция, включающая машинную смазку и противомикробную добавку [19, 20]. Антимикробный агент имеет коэффициент распределения между водой и смазкой для машин от 0,01 до 1000, а смазочная композиция обеспечивает по меньшей мере двух-логарифмическое снижение количества бактерий в воде примерно за две недели или по меньшей мере двухлога-рифмическое уменьшение количества плесени и дрожжей в воде примерно через месяц при концентрации бактерий от 105 до 106 КОЕ/мл.

Природные противомикробные препараты из растений, микроорганизмов и животных охватывают широкий спектр соединений, включая фенолы, терпены, бактериоцины, пептиды, ферменты/белки, природные полимеры, жирные кислоты (липиды), органические кислоты и смеси биологически активных соединений, таких как эфирные масла и экстракты растений [21]. Противомикробные препараты на биологической основе модифицируют или синтезируют из химических веществ, полученных из биологических источников. В этом обзоре обсуждаются основные типы природных и биологических противомикробных препаратов, механизмы инактивации против микроорганизмов, взаимосвязь между структурой и эффектом, соображения для коммерческого применения и потребности в будущих исследованиях.

Таким образом, анализ результатов исследований в области применения биоцидных добавок к топливам и маслам показывает, что на современном этапе возникает практическая необходимость использования биоцидов для улучшения антимикробных и антифунгальных свойств топлив и масел. Введение таких добавок в состав масел и топлив способствует улучшению их эксплуатационных качественных характеристик, в том числе бактерицидных свойств. В связи с этим в направлении улучшения качественных свойств топлив и масел нами были проведены исследования в области поиска новых бактерицидных добавок к то-пливам и маслам.

В статье [22] представлены результаты исследования возможностей применения нанокомпозита на основе частиц алюминия размерностью 40-60 нм, 1-бутокси-2-оксазолидинметоксипропана и раствора сульфанола для борьбы с коррозией, вызываемой сульфатвосстанав-ливающими бактериями. Биоцидные свойства разработанного нанокомпозита были исследованы на образцах,

полученных из закачиваемой, верхней и нижней пластовых вод и сырой нефти месторождения Биби-Эйбат Ап-шеронского полуострова (Азербайджанская Республика). По результатам тестов отмечена высокая эффективность и быстрота действия разработанного нанокомпозита на микроорганизмы. Кроме того, в экспериментах выявлен синергетический эффект взаимодействия наночастиц алюминия и 1-бутокси-2-оксазолидинметоксипропана в качестве биоцида. Дополнительно в ходе исследования была изучена эффективность растворов композиций в отношении бактерий Desulfobacterium, Desulfonema, Му

соЬа^епит1ас^со1ит, Pseudomonasaeruginosa и грибов Aspergillusniger, РетаШитс1п^еодепит, Cladosporiumr esinae и Candidatropicalis на образцах смазочного масла М-8 и эмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости. Уровень противомикробной активности определялся по величине диаметра зоны угнетения микроорганизмов, составившей 3,0 см для бактерий и 1,0 см - для плесневых грибов. Сделан вывод об эффективности нанокомпозита в качестве биоцида и о целесообразности его использования в качестве добавки к реагентам, повышающим коэффициент извлечения нефти.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gaylarde C., Bento F., Kelley J. Microbial contamination of stored hydrocarbon fuels and its control // Reyista de Microbiología. 1999. Vol. 30. No. 1. Pp. 37143721.

2. Luz G., Sousa B., Guedes A., Barreto C. Biocides Used as Additives to Biodiesels and Their Risks to the Environment and Public Health: A Review // Molecules.2018. Vol. 23. No. 10. Pp. 2698-2703/

3. Hettige G., Sheridan E. Effects of biocides on microbiological growth in middle distillate fuel // International Biodeterioration. 1989. Vol. 25. N. 1-3. Pp. 175189

4. 4. Kahrilas G., Biotevogel J., Stewan P., Borch T, Biocides in Hydraulic Fracturing Fluids: A Critical Review of Their Usage, Mobility, Degradation, and Toxicity // Environmental Science Technology. 2015. Vol. 49. N 12. Pp. 16-32

5. Zimmer A., Viscardi S., Oliboni A., Teiseira R. Biodiesel blend (B10) treated with a multifunctional additive (biocide) under simulated stored conditions: A field and lab scale monitoring // Biodiesel Research Journal. 2017. Vol. 4. N 2. Pp. 627-636

6. Sieger W., Lee P.H. Microbial Problem Solving with Cost Effective and Biodegradable Biocide in the Oil and Gas Industry //SPE International Conference on Health, Safety and Environment in Oil and Gas Exploration and Production. 2002. Kuala-Lumpur. Malaysia. 39 p.

7. Coststella K., do Vaile Thayana F., Sentos Ellen D., Angelo R. Synthesis and Evaluation of Biocide and Cetane Number Improver Additives for Biodiesel from Chemical Changes in Triacylglycerides // Journal of Brasilian Chemical Society. 2018. Vol. 29. N 12. Pp. 5053-5059

8. Патент Германии № 102009033161A1. C10L10/04 2009. Additive for the bactericidal and anticorrosive finishing of fuels / Beilfur W.D., Knopf J., Gradtke R., Krull I.

9. Патент Китая № 102469780BC10L10/04 2011. Additive mixture for the bactericidal and anticorrosive additization of fuels.

10.Патент РФ № 2012141678A. Способ получения биоцидной композиции / Дыкман А.С., Федорцова Е.В., Сибагатуллин Г.Г., Флегонтов А.М., Макси-менко С.А., Максименко Н.А. / Опубл.: 10.02.2012.

11.Патент РФ № 217015A201. Биоцидная композиция и способ ее применения / Дыкман А.С. / Опубл. 25.08.2017.

12.Бухарев Г.М. Экспресс-метод для определения эффективности биоцида // Авиационные материалы и технологию 2016. Т 52. № 24. С. 22-26

13.Карпов К.А., Зачиняева А.В., Геряинов Е.С., Олехнович Р.О. Исследование биоцидных свойств присадки к смазочным материалам МКФ-18НТ // Нефтехимия. 2019. Т. 59 № 5. С. 595-600

14.Алиев И.А., Беловежец П.А., Опарина Л.А. Фунгицидная активность S-эфиров тиокарбоновых кислот в качестве антимикробных присадок к нефтепродуктам. // Нефтехимия. 2019. Т. 59. № 1. С. 91-97

15.Пехташева Е.Л., Неверов А.Н., Заиков Г.Е., Шевцова С.А. Способы защиты материалов от биоповреждений // Вестник Казанского технологического университета. 2012.№ 2. С. 64-69

16.Mahmudova L.R., Movsumzadeh M.M., Akhmedov I.M., Aliyev N.A. Developing biostable fuel compositions based on diesel fuels and biodiesels // Theoretrical and Applied Science. 2016. Vol. 39. N 7. Pp. 7-74

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

17.Azizova S., Aliyev F. Heptyl alkanoyl disulfides as effective antimicrobial additives // Authorea. 2022. N 6. Pp. 213-219

18.Paushkin Y.M., Rabotnova L.L., Vishnyakova T.P., Nette L.T. Antimicrobial additives for petroleum fuels // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1968. Vol. 4. Pp. 295-299

19. Patent 6310013B1, US, 1999 Lubricant compositions having antimicrobial properties and methods for manufacturing and using lubricant compositions having antimicrobial properties.

20. Patent 2001030946. WO. 2001 Lubricant compositions having antimicrobial properties and methods for manufacturing and using lubricant compositions having antimicrobial properties / Lokkesmoe K.D., Schilling J., Hei R.D. / Published 03.05.2001.

21.Xuetong F., Ngo H., Changqing W. Natural and Bio-based Antimicrobials: A Review // ACS Symposium Series. 2018. Vol. 1287. N 1. Pp. 1-24

22.Шамилов В.М., Бабаев Э.Р., Шамилов Ф.В. Исследование возможности применения многофункциональной композиции на основе наночастиц алюминия в качестве средства борьбы с бактериальной коррозией // Территория Нефтегаз. 2019. № 3. С. 324-329.

REFERENCES

1. Gaylarde C., Bento F., Kelley J. Microbial contamination of stored hydrocarbon fuels and its control. Reyista de Microbiología, 1999, vol. 30, no. 1, pp. 37143721.

2. Luz G., Sousa B., Guedes A., Barreto C. Biocides used as additives to biodiesels and their risks to the environment and public health: a review. Molecules, 2018, vol. 23, no. 10, pp. 2698-2703.

3. Hettige G., Sheridan E. Effects of biocides on microbiological growth in middle distillate fuel. International Biodeterioration, 1989, vol. 25, no. 1-3, pp. 175189.

4. Kahrilas G., Biotevogel J., Stewan P., Borch T. Biocides in hydraulic fracturing fluids: a critical review of their usage, mobility, degradation, and toxicity. Environmental Science Technology, 2015, vol. 49, no. 12, pp. 16-32.

5. Zimmer A., Viscardi S., Oliboni A., Teiseira R. Biodiesel blend (B10) treated with a multifunctional additive (biocide) under simulated stored conditions: A field and lab scale monitoring. Biodiesel Research Journal, 2017, vol. 4, no. 2, pp. 627-636

6. Sieger W., Lee P.H. Microbial problem solving with cost effective and biodegradable biocide in the oil and gas industry. Proc. of SPE International Conference on Health, Safety and Environment in Oil and Gas Exploration and Production. Kuala-Lumpur, 2002, 39 p.

7. Coststella K., do Vaile Thayana F., Sentos Ellen D., Angelo R. Synthesis and evaluation of biocide and cetane number improver additives for biodiesel from chemical changes in triacylglycerides. Journal of Brasilian Chemical Society, 2018, vol. 29, no. 12, pp. 5053-5059.

8. Beilfur W.D., Knopf J., Gradtke R., Krull I. Additive for the bactericidal and anticorrosive finishing of fuels. Patent DE, no. 102009033161A1, 2009.

4•2022

9. Additive mixture for the bactericidal and anticorrosive additization of fuels. Patent CN, no. 102469780VS10L10/04, 2011.

10.Dykman A.S., Fedortsova YE.V., SibagatuNin G.G., Flegontov A.M., Maksimenko S.A., Maksimenko N.A. Sposob polucheniya biotsidnoy kompozitsii [Method for obtaining a biocidal composition]. Patent RF, no. 2012141678A, 2012.

11.Dykman A.S. Biotsidnaya kompozitsiya isposobyeyeprimeneniya [Biocidal composition and method of its application]. Patent RF, no. 217015A201, 2017.

12.Bukharev G.M. Express method for determining the effectiveness of a biocide. Aviatsionnyye materialy i tekhnologiyu, 2016, vol. 52, no. 24, pp. 22-26 (In Russian).

13.Karpov K.A., Zachinyayeva A.V., Geryainov YE.S., Olekhnovich R.O. Investigation of the biocidal properties of the additive to MKF-18NT lubricants. Neftekhimiya, 2019, vol. 59, no. 5, pp. 595-600 (In Russian).

14.Aliyev I.A., Belovezhets P.A., Oparina L.A. Fungicidal activity of S-esters of thiocarboxylic acids as antimicrobial additives to petroleum products. Neftekhimiya, 2019, vol. 59, no. 1, pp. 91-97 (In Russian).

15.Pekhtasheva YE.L., Neverov A.N., Zaikov G.YE., Shevtsova S.A. Ways to protect materials from biodamage. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2012, no. 2, pp. 64-69 (In Russian).

16.Mahmudova L.R., Movsumzadeh M.M., Akhmedov I.M., Aliyev N.A. Developing biostable fuel compositions based on diesel fuels and biodiesels. Theoretrical and Applied Science, 2016, vol. 39, no. 7, pp. 7-74.

17.Azizova S., Aliyev F. Heptyl alkanoyl disulfides as effective antimicrobial additives. Authorea, 2022, no. 6, pp. 213-219.

18.Paushkin Y.M., Rabotnova L.L., Vishnyakova T.P., Nette L.T. Antimicrobial

He$Tera3oXMMMH 29

additives for petroleum fuels. Chemistry and Technology of Fuels and Oils, 1968, vol. 4, pp. 295-299.

19.Lubricant compositions having antimicrobial properties and methods for manufacturing and using lubricant compositions having antimicrobial properties. Patent US, no. 6310013B1, 1999.

20.Lokkesmoe K.D., Schilling J., Hei R.D. Lubricant compositions having antimicrobial properties and methods for manufacturing and using lubricant compositions having antimicrobial properties. Patent WO, no. 2001030946,

2001.

21.Xuetong F., Ngo H., Changqing W. Natural and bio-based antimicrobials: a

review. ACS Symposium Series, 2018, vol. 1287, no. 1, pp. 1-24 22.Shamilov V.M., Babayev E.R., Shamilov F.V. Study of the possibility of using a multifunctional composition based on aluminum nanoparticles as a means of combating bacterial corrosion. Territoriya Neftegaz, 2019, no. 3, pp. 324-329 (In Russian).

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ / INFORMATION ABOUT THE AUTHOR

Бабаев Эльбей Расимович, к.х.н, в.н.с., Институт химии присадок им. академи- Elbey R. Babaev, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Institute of Chemistry of ка А.М. Кулиева НАН Азербайджана. Additives after Academician A.M. Kuliev, Azerbaidjan National Academy of Sciences.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.