用于清洁表面和其他应用的组合物和方法与流程

文档序号:13078704阅读:393来源:国知局
用于清洁表面和其他应用的组合物和方法与流程

相关申请

本申请要求于2015年3月6日提交的美国临时申请第62/129,621号的优先权,其通过引用整体并入本文。

一般性地提供了用于清洁表面的组合物和方法。



背景技术:

诸如来源于柑橘和/或松树的萜烯的溶剂被广泛用作用于工业和商业目的的添加剂。然而,由于这些化合物的高挥发性,其用途受到联邦和州法规的限制。例如,利用这样的溶剂的商业油田应用由于固有的可燃性而通常需要特殊的照看和处理。

因此,虽然本领域已知许多溶剂,但是仍然需要对于各种应用更有效的溶剂,其通常是环境友好的、处理安全的并且符合政府规定。



技术实现要素:

一般性地提供了用于清洁表面的组合物和方法。

在一个方面中,提供了流体。在一些实施方案中,所述流体包含萜烯和含有式(i)中的结构的第二组分:

其中各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚烯基、任选经取代的亚炔基、任选经取代的亚杂烷基、任选经取代的亚芳基和任选经取代的亚杂芳基,其中所述第二组分的不饱和度为0至17,其中m为4至33,n为1至10,并且m+n为9至34,其中相对于总流体重量,所述流体包含x重量%的第二组分,其中x为约50至约99,其中相对于总流体重量,所述流体包含(100-x)重量%的萜烯,以及其中所述流体的闪点为至少约140℉。

在另一个方面中,提供了组合物。在一些实施方案中,所述组合物包含流体和一种或更多种添加剂,所述流体包含萜烯和含有式(i)中的结构的第二组分:

其中各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚烯基、任选经取代的亚炔基、任选经取代的亚杂烷基、任选经取代的亚芳基和任选经取代的亚杂芳基,其中所述第二组分的不饱和度为0至17,其中m为4至33,n为1至10,并且m+n为9至34,其中相对于总流体重量,所述流体包含x重量%的第二组分,其中x为约50至约99,其中相对于总流体重量,所述流体包含(100-x)重量%的萜烯,以及其中所述流体的闪点为至少约140℉。

在另一个方面中,提供了方法。在一些实施方案中,所述方法包括使结合有烃的表面接触流体,使得所述烃分离于所述表面,所述流体包含萜烯和含有式(i)中的结构的第二组分:

其中各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚烯基、任选经取代的亚炔基、任选经取代的亚杂烷基、任选经取代的亚芳基和任选经取代的亚杂芳基,其中所述第二组分的不饱和度为0至17,其中m为4至33,n为1至10,并且m+n为9至34,其中相对于总流体重量,所述流体包含x重量%的第二组分,其中x为约50至约99,其中相对于总流体重量,所述流体包含(100-x)重量%的萜烯,以及其中所述流体的闪点为至少约140℉。

当结合附图考虑时,通过以下的详细描述,所述方法和组合物的其他方面、实施方案和特征将变得显而易见。通过引用并入本文的所有专利申请和专利均通过引用整体并入。在冲突的情况下,将以本说明书(包括定义)为准。

附图说明

图1是根据一组非限制性实施方案的闪点根据溶剂组成而变的示例性图;

图2a至图2b是根据一组非限制性实施方案的在多种溶剂和溶剂组合物存在下的沥青质分散的示例性图。

当结合附图考虑时,通过以下的详细描述,本发明的其他方面、实施方案和特征将变得显而易见。附图是示意性的,并不旨在按比例绘制。为了清楚起见,并未在每幅附图中对每个组件进行标记,并且在不必进行说明就可使本领域普通技术人员理解本发明的情况下,也未对本发明的每个实施方案的每个组件进行标记。通过引用并入本文的所有专利申请和专利通过引用整体并入。在冲突的情况下,将以本说明书(包括定义)为准。

具体实施方式

一般性地提供了用于清洁表面的组合物和方法。在一些实施方案中,组合物是流体。流体通常包含溶剂(例如,萜烯)和第二组分。在一些实施方案中,第二组分是长度为至少10个碳的脂肪酸的酯。在某些实施方案中,第二组分的不饱和度为0至17。在一些情况下,第二组分以大于或等于50重量%的量存在于流体中(例如,溶剂如萜烯以小于或等于50重量%的量存在于流体中)。流体(例如,包含萜烯和另外的第二组分的流体)的闪点通常为至少约140℉。本文描述的组合物可以被提供以用于处理油井和/或气井、储层、井眼、套管、管道和储存设备,或者相关设备(例如,工具、车厢、沥青质摊铺设备),并且可以从表面除去烃化合物(例如,石油残渣、沥青质、焦油、重油)。

溶剂如萜烯通常单独或者作为添加剂用于工业和商业目的(例如,表面清洁)。然而,由于这些溶剂的高挥发性,其用途通常受到联邦和州法规的限制。因此,利用这样的溶剂的商业应用(例如,油田等)通常需要特殊的处理过程(例如,由于溶剂的固有可燃性)。本文所述的流体(例如,包含萜烯和第二组分)具有优于传统溶剂或清洁组合物(例如,用于清洁表面和/或从表面除去烃化合物如沥青质、焦油和重油的溶剂)的多个优点,包括具有更高的闪点(例如,大于140℉)、具有较少的或基本上不含挥发性有机化合物(voc)、以及增加的安全性考虑,使得这些流体具有显著更多的用途和应用(例如,不需要特殊处理或照看)。术语挥发性有机化合物通常是指在室温下具有相对高的蒸气压的有机化合物并且可以由例如美国环境保护局(unitedstatesenvironmentprotectionagency)来规定。此外,本文所述的第二组分具有优于通常添加到溶剂中的其他添加剂的多个优点,包括增加溶剂的闪点和增加溶剂的溶解力。本文所述的流体(例如,包含萜烯和第二组分的流体)通常是可生物降解的、从可再生来源生物衍生的、环境友好的、无毒的、符合或超过政府法规规定的、和/或处理安全的。本文所述的流体也可以用于其中传统溶剂(例如,btex溶剂或萜烯溶剂)由于高闪点要求和/或voc要求而不能使用的应用。

如上所述,流体通常包含溶剂(例如,萜烯)和第二组分。在一些实施方案中,第二组分是长度为至少10个碳的脂肪酸的酯。在一些实施方案中,第二组分含有式(i)中的结构:

其中各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚杂烷基、任选经取代的亚芳基、任选经取代的亚杂芳基、任选经取代的亚烯基和任选经取代的亚炔基,n为1至10,并且m为4至33,前提条件是m+n为9至34。在一些实施方案中,各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚烯基、任选经取代的亚炔基和任选经取代的亚芳基。在一些实施方案中,各个q1和q2相同或不同,并且选自:任选经取代的亚烷基、任选经取代的亚烯基和任选经取代的亚炔基。在某些实施方案中,各个q1和q2相同或不同,并且为–ch2–、–ch((ch2)xh)–、–ch=ch–、–c≡c–或亚芳基,其中x为1至10。在某些实施方案中,各个q1和q2相同或不同,并且为–ch2–、–ch((ch2)xh)–、–ch=ch–或–c≡c–,其中x为1至10。在一些实施方案中,含有式(i)中的结构的第二组分未被氮和/或醇官能团取代。

在一些实施方案中,含有式(i)中的结构的第二组分的主链长度为10至35个碳(即,总碳长度为10至35个碳)。也就是说,组合物的主链中的碳总数为9至36个碳。术语主链具有其在本领域中的典型含义,并且通常是指一系列共价结合的原子,其一起产生形成化合物的连续链,并且通常不涉及任何侧链(例如,分支)。在一些实施方案中,对于含有式(i)中的结构的第二组分,m为4至33且n为1至10。例如,在某些实施方案中,m为4至33、或4至8、或6至10、或8至20、或15至25、或18至30、或20至33。在一些实施方案中,n为1至10、或1至3、或2至4、或4至8、或6至10。上述范围的组合也是可能的(例如,m为4至33且n为1至10,或者m为4至8且n为1至3,或者m为18至30且n为2至4)。在一些实施方案中,m+n为9至34、或10至18、或15至20、或18至30。在某些实施方案中,m+n为25。

在一些实施方案中,含有式(i)中的结构的第二组分是饱和的。也就是说,在某些实施方案中,第二组分不含任何不饱和碳基团(例如碳-碳双键、碳-碳三键和芳香族基团)。例如,在一些实施方案中,各个q1和q2相同,并且包括亚烷基(例如,–ch2–)。在一个示例性实施方案中,第二组分是含有式(ii)中的结构的饱和烷基酯(例如,饱和烷基甲酯):

其中各个q1和q2是–ch2–,m为4至33并且n为1至10。例如,第二组分可以是饱和烷基甲酯,其中n为1。在一些实施方案中,m为17并且n为1,并且第二组分含有式(iii)中的结构:

在另一个示例性实施方案中,第二组分可以是饱和烷基乙酯,其中n为2。在一些实施方案中,m为17并且n为2,并且第二组分含有式(iv)中的结构:

在一些实施方案中,第二组分可以是支化的。例如,在一些实施方案中,各个q1和q2相同或不同,并且为–ch2–或–ch((ch2)xh)–,其中x为1至10。在某些实施方案中,x为1至2、或2至4、或3至6、或4至8、或6至10。

在一个示例性实施方案中,第二组分可以含有式(v)中的结构:

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–ch((ch2)xh)–,m为17,n为2,x为1。

在另一个示例性实施方案中,第二组分可以含有式(vi)中的结构(例如,烷基乙基己基酯):

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–ch((ch2)xh)–,m为17,n为6,x为2。

本领域技术人员将理解,虽然以上提供了m、n和x的值,但是这些仅是举例,并且m、n和x的其他值以及各个q1和q2的不同配置也是可能的。

在一些实施方案中,q1和/或q2中的至少一个包含不饱和碳基团。不饱和碳基团的非限制性实例包括碳-碳双键、碳-碳三键和芳香族基团(例如,亚芳基)。

在一些实施方案中,第二组分包含特定的不饱和度。术语“不饱和度”通常是指存在于第二组分中的不饱和碳基团的数目。例如,在一些实施方案中,第二组分的不饱和度为0至17。也就是说,在一些这样的实施方案中,q1和q2中的0至17个相同或不同,并且为–ch=ch–、–c≡c–或亚芳基。在一些实施方案中,第二组分(例如,含有式(i)中的结构的第二组分)的不饱和度为0至17、1至15、5至15、1至3、2至4、4至8、6至11、或8至17。在某些实施方案中,组合物的不饱和度为至少1、至少2、至少3、至少4、至少6、至少8或至少10。在一些实施方案中,组合物的不饱和度为11。其他不饱和度也是可能的。

在一个示例性实施方案中,第二组分是不饱和烷基甲酯(例如,不饱和度为3的不饱和烷基甲酯)。例如,第二组分可以具有式(vii)中的结构:

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–ch=ch–,m为14,n为1。

在另一个示例性实施方案中,第二组分是不饱和度为6的不饱和烷基甲酯。例如,第二组分可以具有式(viii)中的结构:

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–ch=ch–,m为11,n为1。

在一些实施方案中,第二组分是末端不饱和的烷基酯。在一个示例性实施方案中,第二组分的不饱和度为1并且是末端不饱和的。例如,第二组分可以具有式(ix)中的结构:

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–ch=ch–,m为16,n为1。

在某些实施方案中,第二组分包含一个或更多个碳-碳三键。在一个示例性实施方案中,第二组分的不饱和度为1。例如,第二组分可以具有式(x)中的结构:

使得各个q1和q2相同或不同并且为–ch2–或–c≡c–,m为16,n为1。

本领域技术人员将理解,式(iii)至(x)仅是举例,并且q1、q2、m、n、x和不饱和度的其他值也是可能的,如以上更详细描述的。

在一些实施方案中,第二组分是通过脂肪酸的酯交换形成的脂肪酸酯。脂肪酸通常包括具有饱和或不饱和脂肪族尾部的羧酸。脂肪酸的非限制性实例包括一种或更多种饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。在一些实施方案中,脂肪酸是多不饱和脂肪酸。在一些实施方案中,脂肪酸是共轭多不饱和脂肪酸。脂肪酸的非限制性实例包括肉豆蔻油酸、油酸、棕榈油酸、顺式-异油酸、鳕肝油酸、芥酸、神经酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、二十碳烯酸和芥酸。本领域技术人员对于脂肪酸的酯交换方法是熟悉的,包括例如使脂肪酸与醇反应。

在一些实施方案中,第二组分是生物衍生的(例如,100%生物衍生的)。在一个示例性实施方案中,第二组分是衍生自棕榈油的烷基甲酯。在一些实施方案中,第二组分基本上不含voc(例如,相对于总组成,小于约5重量%的voc、或小于约1重量%的voc、或小于约0.1重量%的voc)。本领域技术人员能够选择适用于确定流体的voc含量的方法,包括例如epa方法24。简言之,按照astmd2369,将约3ml样品添加到铝箔称重盘中并进行称重。在将样品加热至约110℃保持1小时之后,再次对样品和盘进行称量,其中重量差是原始样品的voc含量(例如,voc的重量分数是加热前盘和样品的重量与加热后盘和样品的重量之差除以样品的重量)。

相对于总流体组成,第二组分(例如,含有式(i)中的结构)通常以约50重量%至约99重量%的量存在于流体中。例如,在一些实施方案中,相对于总流体组成,第二组分以大于或等于约50重量%、大于或等于约60重量%、大于或等于约70重量%、大于或等于约75重量%、大于或等于约80重量%、大于或等于约90重量%、大于或等于约95重量%、或者大于或等于约98重量%的量存在于流体中。在某些实施方案中,相对于总流体组成,第二组分以小于约99重量%、小于约98重量%、小于约95重量%、小于约90重量%、小于约80重量%、小于约75重量%、小于约70重量%、或小于约60重量%的量存在于组合物中。上述范围的组合也是可能的(例如,约50重量%至约99重量%、约50重量%至约75重量%、约60重量%至约80重量%、或约70重量%至约90重量%)。

任何合适的溶剂可以用于所述流体。溶剂或溶剂的组合可以以任何合适的量存在于流体中。在某些实施方案中,相对于总流体组成,溶剂(例如,萜烯)以约1重量%至50重量%的量存在于流体中。例如,在一些实施方案中,相对于总流体组成,溶剂以大于或等于约1.0重量%、大于或等于约5.0重量%、大于或等于约10.0重量%、大于或等于约20.0重量%、或者大于或等于约40.0重量%的量存在于流体中。在某些实施方案中,溶剂以小于约50.0重量%、小于约20.0重量%、小于约10.0重量%、小于约5.0重量%、或小于约2.0重量%的量存在于流体中。上述范围的组合也是可能的(例如,约1重量%至约50重量%、约25重量%至约50重量%、约20重量%至约40重量%、或约10重量%至约30重量%)。

在某些实施方案中,溶剂(例如,萜烯)和第二组分的重量百分比构成总流体组成的约100重量%。也就是说,在一些实施方案中,第二组分以约50重量%至约99重量%的量存在于流体中,并且流体的其余部分基本上由溶剂组成(例如,约1重量%至约50重量%)。例如,在一些实施方案中,第二组分以约x重量%的量存在于流体中,并且溶剂以约100-x重量%的量存在于流体中,其中x为约50至约99。在一些实施方案中,x大于或等于约50、大于或等于约60、大于或等于约70、大于或等于约80、大于或等于约90、大于或等于约95、或者大于或等于约98。在某些实施方案中,x小于约99、小于约98、小于约95、小于约90、小于约80、小于约70、或小于约60。上述范围的组合也是可能的(例如,约50至约99、约60至约80、约70至约90)。在一些实施方案中,流体基本上由溶剂(例如,萜烯)和第二组分组成。在一些实施方案中,流体由溶剂(例如,萜烯)和第二组分组成。然而,应理解,在一些实施方案中,溶剂可以包含第一类型的溶剂和第二类型的溶剂,并且第二组分可以包含第一类型的第二组分(例如,具有式(i)中的结构的第一化合物)和第二类型的第二组分(例如,与具有式(i)中的结构的第一化合物不同的具有式(i)中的结构的第二化合物)。

本领域普通技术人员将理解,本文所述的流体中可以使用多于一种类型的溶剂。例如,流体可以包含多于一种或两种类型的溶剂,例如三种、四种、五种、六种或更多种类型的溶剂。在一些实施方案中,流体包含第一类型的溶剂和第二类型的溶剂。流体中第一类型的溶剂与第二类型的溶剂之比可以以任何合适的比例存在。在一些实施方案中,第一类型的溶剂与第二类型的溶剂的重量比为约4:1至1:4、或2:1至1:2、或约1:1。

在某些实施方案中,溶剂包含萜烯。萜烯通常可以分为单萜(例如,具有两个异戊二烯单元)、倍半萜(例如,具有3个异戊二烯单元)、二萜等。术语萜类化合物还包括天然降解产物,例如紫罗酮;以及天然和合成衍生物,例如萜烯醇、醛、酮、酸、酯、环氧化物和氢化产物(例如,参见ullmann’sencyclopediaofindustrialchemistry,2012,第29至45页,通过引用并入本文)。应理解,虽然本文的大部分描述都侧重于萜烯,但这并不意指限制,并且在适当的情况下可以使用萜类化合物。在一些情况下,萜烯是天然存在的萜烯。在一些情况下,萜烯是非天然存在的萜烯和/或经化学改性的萜烯(例如,饱和萜烯、萜烯胺、氟化萜烯或甲硅烷基化萜烯)。

在一些实施方案中,萜烯是单萜。单萜可以进一步分类为无环的、单环的和双环的,以及单萜是否包含一个或更多个氧原子(例如,醇基、酯基、羰基等)。在一些实施方案中,萜烯是氧化萜烯,例如包含醇、醛和/或酮基的萜烯。在一些实施方案中,萜烯包含醇基。包含醇基的萜烯的非限制性实例是芳樟醇、香叶醇、诺卜醇、α-萜品醇和薄荷醇。在一些实施方案中,萜烯包括醚-氧(如桉树脑)或者羰基氧(如薄荷酮)。

萜烯的非限制性实例包括芳樟醇、香叶醇、蒎烯、诺卜醇、α-萜品醇、薄荷醇、桉树脑、薄荷酮、d-柠檬烯、萜品油烯、β-罗勒烯(β-occimene)、γ-萜品烯、α-蒎烯和香茅烯。在一个特定实施方案中,萜烯选自α-萜烯醇、α-蒎烯、诺卜醇和桉树脑。在一个实施方案中,萜烯是蒎烯。在另一个实施方案中,萜烯是d-柠檬烯。

在一些实施方案中,萜烯是非天然存在的萜烯和/或经化学改性的萜烯(例如,饱和萜烯)。在一些情况下,萜烯是部分或完全饱和的萜烯(例如,对薄荷烷、蒎烷)。在一些情况下,萜烯是非天然存在的萜烯。非天然存在的萜烯的非限制性实例包括薄荷烯、对伞花烃(p-cymene)、r-香芹酮、萜品烯(例如,α-萜品烯、β-萜品烯、γ-萜品烯)、松油精、萜品油烯、莰醇、α-萜品胺(alpha-terpinamine)和松油。

在某些实施方案中,本文所述的流体中使用的溶剂可能包含一种或更多种杂质。例如,在一些实施方案中,溶剂提取自天然来源(例如,柑橘、松树),并且可能包含自提取过程就存在的一种或更多种杂质。在一些实施方案中,溶剂包含粗馏分(例如,未分馏的原油,例如通过沉降、分离、加热等产生的)。在一些实施方案中,溶剂是原油(例如,天然存在的原油、未分馏的原油、提取自井眼的原油、合成原油、粗柑橘油、粗松油、桉树等)。在一些实施方案中,溶剂是柑橘提取物(例如,粗橙油、橙油等)。

在一些实施方案中,相对于总流体重量,包含溶剂(例如,萜烯)和第二组分(例如,含有式(i)中的结构)的流体包含小于约50重量%的挥发性有机化合物(voc)、小于约40重量%的voc、小于约30重量%的voc、小于约20重量%的voc、小于约10重量%的voc、小于约5重量%的voc、或小于约1重量%的voc。

在一些实施方案中,流体可以以闪点进行表征。术语闪点具有其在本领域中的普通含义,并且通常是指特定化合物或流体释放足够的蒸气以在空气中形成可燃混合物的最低温度。

在一些实施方案中,包含第二组分(例如,含有式(i)中的结构的第二组分)和溶剂(例如,萜烯)的流体的闪点为至少约140℉。例如,在某些实施方案中,流体的闪点为至少约140℉、至少约150℉、至少约170℉、至少约190℉、至少约210℉或至少约230℉。在一些实施方案中,流体的闪点小于或等于约250℉、小于或等于约230℉、小于或等于约210℉、小于或等于约190℉、小于或等于约170℉、或者小于或等于约150℉。上述范围的组合也是可能的(例如,约140℉至约250℉、约140℉至约190℉、约170℉至约230℉、约210℉至约250℉)。其他范围也是可能的。

本领域技术人员能够选择适用于确定流体的闪点的方法,包括例如开杯和闭杯(例如,astm方法d7094)方法。例如,在一些实施方案中,闪点可以如下确定:在密封容器中提供包含约60重量%的第二组分(例如,含有式(i)中的结构的第二组分)和约40重量%的溶剂(例如,萜烯)的流体并加热流体,同时以规律的间隔将点火源导向杯中(即,随着流体的温度增加),直到看到在杯的内部蔓延的闪光。闪光发生的相应最低温度通常被认为是流体的闪点。

在一些实施方案中,流体(例如,包含含有式(i)中的结构的第二组分和溶剂如萜烯的流体)可以并入组合物中。

在一些实施方案中,组合物可以包含稀释流体(例如,稀释流体和本文所述的流体)。合适的稀释流体的非限制性实例包括水、盐水、卤水、采出水和氯化钾(例如,约2重量%的氯化钾)。

在某些实施方案中,组合物包含乳液和/或微乳液。在一些这样的实施方案中,本文所述的流体可以并入已经形成的乳液和/或微乳液中。在一些实施方案中,本文所述的流体可以用作乳液和/或微乳液的一部分或全部有机相。

适合与本文所述的流体一起使用的乳液和微乳液的非限制性实例描述于下列文件中:2013年3月14日提交的标题为“methodsandcompositionsforstimulatingtheproductionofhydrocarbonsfromsubterraneanformations”的美国专利申请序列号13/829,495;2013年3月14日提交的标题为“methodsandcompositionsforstimulatingtheproductionofhydrocarbonsfromsubterraneanformations”的美国专利申请序列号13/829,434;2013年6月14日提交的标题为“methodsandcompositionsforstimulatingtheproductionofhydrocarbonsfromsubterraneanformations”的美国专利申请系列号13/918,155;2013年6月14日提交的标题为“methodsandcompositionsforstimulatingtheproductionofhydrocarbonsfromsubterraneanformations”的美国专利申请序列号13/918,166;2014年3月14日提交的标题为“methodsandcompositionsforuseinoiland/wellswells”的美国专利申请序列号14/212,731;和2008年6月3日授权的标题为“compositionandprocessforwellcleaning”的美国专利no.7,380,606,其通过引用整体并入本文。与单独的乳液或微乳液的闪点相比,添加到乳液或微乳液中的流体可以增加乳液或微乳液的闪点。例如,在一些实施方案中,相对于总组合物,乳液或微乳液包含约1重量%至约25重量%的流体(例如,包含含有式(i)中的结构的第二组分和溶剂如萜烯)和约75重量%至约99重量%的乳液和/或微乳液。

本领域技术人员将理解,本文所述的期望特性(例如,闪点为至少约140℉)通常是指包含溶剂(例如,萜烯)和第二组分(例如,具有式(i)的结构)的组合物,但是也可以应用于组合物的稀释形式,如上所述。

如上所述,在一些实施方案中,流体由溶剂和第二组分组成或者基本上由其组成。然而,在另一些实施方案中,提供了包含流体和一种或更多种添加剂的组合物。在某些实施方案中,一种或更多种添加剂包含一种或更多种表面活性剂、一种或更多种共溶剂、一种或更多种醇、一种或更多种石蜡分散剂、或者其组合。在一些实施方案中,相对于总组合物重量,一种或更多种添加剂以0.1重量%至约75重量%的量存在于组合物(例如,包含流体和一种或更多种添加剂的组合物)中。在一个特定实施方案中,组合物包含约50重量%至99重量%的第二组分、约0.1重量%至约75重量%的添加剂,并且流体的剩余部分基本上由溶剂组成(例如,约0.9重量%至约49.9重量%)。在某些实施方案中,组合物(例如,包含基本上由溶剂和第二组分组成的流体的组合物)中基本上不存在添加剂。在一些情况下,相对于总组合物重量,一种或更多种添加剂以至少约0.01重量%、至少约0.05重量%、至少约0.1重量%、至少约0.5重量%、至少约1重量%、至少约5重量%、至少约10重量%、至少约15重量%、至少约20重量%、至少约25重量%、至少约30重量%、至少约50重量%、或至少约60重量%的量存在于组合物中。在某些实施方案中,相对于总组合物重量,一种或更多种添加剂以小于或等于约75重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约25重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约15重量%、小于或等于约10重量%、小于或等于约5重量%、小于或等于约1重量%、小于或等于约0.5重量%、或者小于或等于约0.1重量%的量存在于组合物中。上述范围的组合也是可能的(例如,约0.1重量%至约75重量%、约0.1重量%至约25重量%、约0.1重量%至约15重量%)。其他范围也是可能的。例如,在一个示例性实施方案中,组合物包含所述流体,以及0重量%至约75重量%的一种或更多种表面活性剂、0重量%至约25重量%的一种或更多种醇和/或0重量%至约15重量%的一种或更多种石蜡分散剂。

在一些实施方案中,一种或更多种添加剂包含表面活性剂。表面活性剂可以包含单一表面活性剂,或者两种或更多种表面活性剂的组合。例如,在一些实施方案中,表面活性剂包含第一类型的表面活性剂和第二类型的表面活性剂。如本文所使用的术语表面活性剂具有其在本领域中的普通含义,并且是指具有两亲性结构的化合物,所述两亲性结构使化合物对油/水型和水/油型界面具有特异性亲和力,这有助于化合物降低这些界面的自由能。术语表面活性剂包括阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂及其混合物。在一些实施方案中,表面活性剂是非离子表面活性剂。非离子表面活性剂通常不含任何电荷。两性表面活性剂通常具有正电荷和负电荷二者,然而,该表面活性剂的净电荷根据溶液的ph可以是正的、负的或中性的。阴离子表面活性剂通常具有净的负电荷。阳离子表面活性剂通常具有净的正电荷。两性离子表面活性剂通常不具有ph依赖性。两性离子是具有正电荷和负电荷的中性分子,尽管可以存在多个正电荷和负电荷。在该分子内的不同位置处,两性离子与偶极不同。如本文所使用的术语表面能具有其在本领域中的普通含义,并且是指当产生表面时发生的分子间键断裂的程度(例如,与本体相比,与表面相关的能量过量)。通常,表面能也被称为表面张力(例如,对于液-气界面)或界面张力(例如,对于液-液界面)。如本领域技术人员将理解的,表面活性剂通常跨过界面使自己取向以使分子间键断裂的程度最小化(即,降低表面能)。通常,在极性相与非极性相之间的界面处的表面活性剂在界面处使自己取向,使得极性差异最小化。本领域普通技术人员将知道用于选择用作本文所述的添加剂的表面活性剂的方法和技术。在一些情况下,使表面活性剂对于使用中的特定油或溶剂相匹配和/或最优化。

用于本文所述的组合物和方法的表面活性剂的非限制性实例是本领域已知的。在一些实施方案中,表面活性剂是烷基聚乙二醇醚,例如,具有2至250个环氧乙烷(eo)(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)单元和4至20个碳原子的烷基的烷基聚乙二醇醚。在一些实施方案中,表面活性剂是具有2至250个eo单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)以及烷基和芳基中的8至20个碳原子的烷基芳基聚乙二醇醚。在一些实施方案中,表面活性剂是具有2至250个eo或po单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)的环氧乙烷/环氧丙烷(eo/po)嵌段共聚物。在一些实施方案中,表面活性剂是具有6至24个碳原子和2至250个eo单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)的脂肪酸聚乙二醇酯。在一些实施方案中,表面活性剂是含羟基甘油三酯的聚乙二醇醚(例如,蓖麻油)。在一些实施方案中,表面活性剂是通式为r”--o--zn的烷基多糖苷,其中r”表示平均具有8至24个碳原子的线性或支化的饱和或不饱和烷基,zn表示具有平均n=1至10个己糖或戊糖单元或其混合物的低聚糖苷基团。在一些实施方案中,表面活性剂是甘油、山梨糖醇或季戊四醇的脂肪酯。在一些实施方案中,表面活性剂是氧化胺(例如,十二烷基二甲基氧化胺)。在一些实施方案中,表面活性剂是例如链长为8至18个碳原子的烷基硫酸酯/盐;具有疏水基团中的8至18个碳原子和1至40个环氧乙烷(eo)或环氧丙烷(po)单元的烷基醚硫酸酯/盐。在一些实施方案中,表面活性剂是磺酸酯/盐,例如具有8至18个碳原子的烷基磺酸酯/盐、具有8至18个碳原子的烷基芳基磺酸酯/盐、磺基琥珀酸与具有4至15个碳原子的一元醇或烷基酚的酯或半酯、或者多磺酸酯/盐(例如,包含两个、三个、四个或更多个磺酸酯/盐基团)。在一些情况下,醇或烷基酚也可以经1至250个eo单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)乙氧基化。在一些实施方案中,表面活性剂是羧酸或聚(亚烷基二醇)醚羧酸的碱金属盐或铵盐,其具有在烷基、芳基、烷芳基或芳烷基中的8至20个碳原子和1至250个eo或po单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)。在一些实施方案中,表面活性剂是部分磷酸酯或者相应的碱金属盐或铵盐,例如,具有有机基团中的8至20个碳原子的烷基磷酸酯/盐和烷芳基磷酸酯/盐,具有烷基或烷芳基中的8至20个碳原子和1至250个eo单元(例如,或2至200、或2至150、或2至100、或2至50、或2至40个)的烷基醚磷酸酯/盐或烷芳基醚磷酸酯/盐。在一些实施方案中,表面活性剂是具有8至24个碳原子的脂肪伯胺、脂肪仲胺或脂肪叔胺与乙酸、硫酸、盐酸和磷酸的盐。在一些实施方案中,表面活性剂是其烷基具有1至24个碳原子的烷基季铵盐和烷基苄基季铵盐(例如,卤化物盐、硫酸盐、磷酸盐、乙酸盐或氢氧化物盐)。在一些实施方案中,表面活性剂是其烷基链具有多至18个碳原子的烷基吡啶盐、烷基咪唑啉盐或烷基唑啉盐(例如,卤化物盐、硫酸盐、磷酸盐、乙酸盐或氢氧化物盐)。在一些实施方案中,表面活性剂是两性的或两性离子的,包括磺基甜菜碱(例如,椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱)、甜菜碱(例如,椰油酰胺丙基甜菜碱)或磷酸酯/盐(例如,卵磷脂)。特定表面活性剂的非限制性实例包括具有5至12摩尔eo的线性c12-c15乙氧基化醇、具有4至8摩尔eo的月桂醇乙氧基化物、具有5至9摩尔eo的壬基酚乙氧基化物、具有5至9摩尔eo的辛基酚乙氧基化物、具有5至9摩尔eo的十三醇乙氧基化物、eo/po共聚物的基体、具有4至8摩尔eo的乙氧基化椰油酰胺、具有7至11摩尔eo的乙氧基化椰油脂肪酸、和椰油酰胺丙基氧化胺。

在一些实施方案中,表面活性剂是如2014年3月14日提交的美国专利申请序列号13/831,410中描述的硅氧烷表面活性剂,其通过引用并入本文。

在一些实施方案中,表面活性剂是gemini表面活性剂。gemini表面活性剂通常具有通过一个或更多个共价间隔基团(spacer)连接在一起的多个两亲性分子的结构。在一些实施方案中,表面活性剂是扩展的表面活性剂(extendedsurfactant),其中扩展的表面活性剂具有其中非离子亲水间隔基团(例如,环氧乙烷或环氧丙烷)连接离子亲水基团(例如,羧酸根、硫酸根、磷酸根)的结构。

在一些实施方案中,表面活性剂是相对溶解度数(relativesolubilitynumber,rsn)为5至20的烷氧基化聚亚胺。如本领域普通技术人员已知的,rsn值通常通过将水滴定到表面活性剂在1,4-二烷中的溶液中来测定。rsn值通常定义为产生持续混浊所需要添加的蒸馏水的量。在一些实施方案中,表面活性剂是相对溶解度数为5至20的烷氧基化酚醛清漆树脂(也称为酚醛树脂)。在一些实施方案中,表面活性剂是总分子量大于5000道尔顿的嵌段共聚物表面活性剂。所述嵌段共聚物可具有由线性、支化、超支化、树枝状或环状聚合物链构成的疏水嵌段。嵌段共聚物表面活性剂的疏水链中的单体重复单元的非限制性实例是丙烯酸类、甲基丙烯酸类、苯乙烯类、异戊二烯、丁二烯、丙烯酰胺、乙烯、丙烯和降冰片烯的异构体。所述嵌段共聚物可具有由线性、支化、超支化、树枝状或环状聚合物链构成的亲水嵌段。嵌段共聚物表面活性剂的亲水链中的单体重复单元的非限制性实例是丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸、环氧乙烷和丙烯酰胺的异构体。

表面活性剂可以以任何合适的量存在于组合物中。在一些实施方案中,表面活性剂以1重量%至约75重量%的量存在于组合物中。在一些情况下,相对于总组合物重量,表面活性剂以至少约1重量%、至少约5重量%、至少约10重量%、至少约15重量%、至少约20重量%、至少约25重量%、至少约30重量%、至少约50重量%、或至少约60重量%的量存在于组合物中。在某些实施方案中,相对于总组合物重量,表面活性剂以小于或等于约75重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约25重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约15重量%、小于或等于约10重量%、或者小于或等于约5重量%的量存在于组合物中。上述范围的组合也是可能的(例如,约1重量%至约75重量%、约10重量%至约25重量%、约15重量%至约50重量%、约30重量%至约75重量%)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,一种或更多种添加剂包含醇。醇可以例如降低组合物的凝固点。添加剂可以包含单一醇,或者两种或更多种醇的组合。在一些实施方案中,醇选自具有1至20个碳原子的伯醇、仲醇和叔醇。在一些实施方案中,醇包含第一类型的醇和第二类型的醇。醇的非限制性实例包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、异丁醇和叔丁醇。在一些实施方案中,醇是乙醇或异丙醇。在一些实施方案中,醇是异丙醇。

醇可以以任何合适的量存在于组合物中。在一些实施方案中,醇以0.01重量%至约25重量%的量存在于组合物中。在一些情况下,相对于总组合物重量,醇以至少约0.01重量%、至少约0.05重量%、至少约0.1重量%、至少约0.5重量%、至少约1重量%、至少约5重量%、至少约10重量%、至少约15重量%、或至少约20重量%的量存在于组合物中。在某些实施方案中,相对于总组合物重量,醇以小于或等于约25重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约15重量%、小于或等于约10重量%、小于或等于约5重量%、小于或等于约1重量%、小于或等于约0.5重量%、或者小于或等于约0.1重量%的量存在于组合物中。上述范围的组合也是可能的(例如,约0.1重量%至约25重量%、约0.1重量%至约15重量%、约10重量%至约25重量%)。其他范围也是可能的。

在一些实施方案中,一种或更多种添加剂包含石蜡分散剂。石蜡分散剂的非限制性实例包括活性酸性共聚物、活性烷基化聚酯、活性烷基化聚酯酰胺、活性烷基化聚酯酰亚胺、芳香族石脑油和活性胺磺酸酯/盐。其他石蜡分散剂也是可能并且是本领域技术人员已知的。

石蜡分散剂可以以任何合适的量存在于组合物中。在一些实施方案中,石蜡分散剂以0.01重量%至约15重量%的量存在于组合物中。在一些情况下,相对于总组合物重量,表面活性剂以至少约0.01重量%、至少约0.05重量%、至少约0.1重量%、至少约0.5重量%、至少约1重量%、至少约5重量%、或至少约10重量%的量存在于组合物中。在某些实施方案中,相对于总组合物重量,石蜡分散剂以小于或等于约15重量%、小于或等于约10重量%、小于或等于约5重量%、小于或等于约1重量%、小于或等于约0.5重量%、或者小于或等于约0.1重量%的量存在于组合物中。上述范围的组合也是可能的(例如,约0.1重量%至约15重量%、约0.1重量%至约10重量%、约5重量%至约15重量%)。其他范围也是可能的。

如本文所述的包含第二组分(例如,含有式(i)中的结构)和溶剂(例如,萜烯)的流体可用于从表面除去烃(例如,沥青质、焦油和/或重油)。该方法通常包括使结合有烃(例如,沥青质、焦油和/或重油))的表面接触流体,使得烃分离于表面。在一个示例性实施方案中,烃是石蜡。在另一个示例性实施方案中,烃是沥青质。

在一些实施方案中,可以通过擦拭表面(例如,用布)或冲洗表面(例如,用水或溶剂)从表面除去所分离的烃(例如,包含油和/或油脂)。

在一些实施方案中,表面可以是工具(例如,井眼设备)的表面。在某些实施方案中,表面是烹饪表面(例如,厨房用具的表面、烹饪台面的表面、烤箱的表面、水槽的表面等)。在一些情况下,表面可以是汽车部件的表面。在一些实施方案中,表面可以是地上的油和/或气体设备(例如,井头、钻机垫圈、卡车部件等)的表面。基于本说明书的教导,本领域技术人员将能够选择合适的表面(例如,结合有烃的表面)。例如,在一些实施方案中,表面包含金属(例如,铁,铁的合金如钢、不锈钢、铸铁等,铝,钛,铜,镁,锌,贵金属如金、银、铂、钯等)。

在一些实施方案中,表面可以位于油井和/或气井的井眼中。可以采用任何适于将流体和/或包含流体的组合物注入井眼中的方法。例如,在一些实施方案中,可以通过以下过程将流体注入地下地层中:将流体注入到地层的目的区域中的井或井眼中,然后对其进行加压以进入地层的选定距离。在地下地层中实现选定量流体的放置的方法是本领域已知的。井可以用流体处理适当的一段时间。可以使用已知技术从井中除去流体,包括使井出产。在一些情况下,将流体滴入(即,相对缓慢地注入)到井中,使得流体与井眼中的油和/或石蜡混合,从而使油和/或石蜡分离于井眼的表面。

应理解,在其中认为将流体(例如,包含含有式(i)中的结构的第二组分和溶剂)注入井眼中的实施方案中,可以在注入之前和/或期间将流体与其他液体组分(例如,本文所述的表面活性剂、溶剂、醇、石蜡分散剂)组合(例如,通过直管、通过连续管等)。例如,在一些实施方案中,在注入井眼之前和/或期间将流体与水相(例如,水、卤水、海水、淡水)组合。

为了方便起见,在本说明书、实施例和所附权利要求中使用的某些术语在这里列出。

以下更详细地描述了特定的官能团和化学术语的定义。为了本发明的目的,根据cas版本handbookofchemistryandphysics,第75版的封面内的元素周期表来确定化学元素,并且特定的官能团通常如其中所描述的来定义。此外,有机化学以及特定官能部分和反应性的一般原则在organicchemistry,thomassorrell,universitysciencebooks,sausalito:1999中进行了描述,其全部内容通过引用并入本文。

本发明的某些化合物可以以特殊的几何或立体异构形式存在。本发明设想了所有的这样的化合物,包括顺式异构体和反式异构体、r-对映异构体和s-对映异构体、非对映异构体、(d)-异构体、(l)-异构体、其外消旋混合物、及其其他混合物,均落入本发明的范围内。另外的不对称碳原子可存在于取代基例如烷基中。所有的这些异构体及其混合物均旨在包括在本发明中。

可根据本发明使用含有多种异构体比例中任一种的异构体混合物。例如,当仅组合两种异构体时,含有50:50、60:40、70:30、80:20、90:10、95:5、96:4、97:3、98:2、99:1或100:0异构体比例的混合物均是本发明所设想的。本领域普通技术人员将容易想到为更复杂的异构体混合物设想类似比例。

如本文所使用的术语“脂肪族”包括饱和的和不饱和的、非芳香族的、直链(即,非支化)、支化、无环和环状(即,碳环)烃,其任选地被一个或更多个官能团取代。如本领域普通技术人员所理解的,“脂肪族”在本文中旨在包括但不限于烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基和环炔基部分。因此,如本文所使用的术语“烷基”包括直链、支化和环状烷基。类似的惯例适用于其他通用术语,例如“烯基”、“炔基”等。此外,如本文所使用的术语“烷基”、“烯基”、“炔基”等涵盖经取代的基团和未经取代的基团两者。在某些实施方案中,如本文所使用的“脂肪族”用于表示具有1至20个碳原子的那些脂肪族基团(环状的、无环的、经取代的、未经取代的、支化的或非支化的)。脂肪族基团取代基包括但不限于本文所述的任何取代基,其使得形成稳定的部分(例如,脂肪族、烷基、烯基、炔基、杂脂肪族、杂环基、芳基、杂芳基、酰基、氧代、亚氨基、硫代氧基、氰基、异氰基、氨基、叠氮基、硝基、羟基、硫醇、卤代、脂肪族氨基、杂脂肪族氨基、烷基氨基、杂烷基氨基、芳基氨基、杂芳基氨基、烷基芳基、芳基烷基、脂肪族氧基、杂脂肪族氧基、烷氧基、杂烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、脂肪族硫氧基(aliphaticthioxy)、杂脂肪族硫氧基、烷基硫氧基、杂烷基硫氧基、芳基硫氧基、杂芳基硫氧基、酰氧基等,其各自可以或可以不被进一步取代)。

如本文所使用的术语“烷基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指饱和脂肪族基团的基团,包括直链烷基、支链烷基、环烷基(脂环族)基团、经烷基取代的环烷基和经环烷基取代的烷基。在一些情况下,烷基可以是低级烷基,即具有1至10个碳原子的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基或癸基)。在一些实施方案中,直链或支链烷基在其主链中可以具有30个或更少的碳原子,并且在一些情况下可以具有20个或更少的碳原子。在一些实施方案中,直链或支链烷基在其主链中可具有12个或更少的碳原子(例如,对于直链为c1至c12,对于支链为c3至c12)、6个或更少、或者4个或更少。同样,环烷基可以在其环结构中具有3至10个碳原子,或者在环结构中具有5、6或7个碳。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、己基和环己基。

如本文所使用的术语“亚烷基”是指二价烷基。“亚烷基”是多亚甲基,即-(ch2)z-,其中z是正整数,例如1至20、1至10、1至6、1至4、1至3、1至2、或2至3。经取代的亚烷基链是其中一个或更多个亚甲基氢原子被取代基取代的多亚甲基。合适的取代基包括本文关于经取代的脂肪族基团所描述的那些。

通常,前缀“亚”用于描述二价基团。因此,本文定义的任何术语可以用前缀“亚”修饰以描述该部分的二价形式。例如,二价碳环为“亚碳环基”,二价芳基环为“亚芳基”,二价苯环为“亚苯基”,二价杂环为“亚杂环基”,二价杂芳基环为“亚杂芳基”,二价烷基链为“亚烷基”,二价烯基链为“亚烯基”,二价炔基链为“亚炔基”,二价杂烷基链为“亚杂烷基”,二价杂烯基链为“亚杂烯基”,二价杂炔基链为“亚杂炔基”,等等。

术语“烯基”和“炔基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指这样的不饱和脂肪族基团:其长度和可能的取代与上述烷基类似,但是分别包含至少一个双键或三键。

在某些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至20个脂肪族碳原子。在另一些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至10个脂肪族碳原子。在又一些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至8个脂肪族碳原子。在再一些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至6个脂肪族碳原子。在另一些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至4个碳原子。因此,说明性的脂肪族基团包括但不限于例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、烯丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、异戊基、叔戊基、正己基、仲己基部分等,其还可以具有一个或更多个取代基。烯基包括但不限于例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、1-甲基-2-丁烯-1-基等。代表性的炔基包括但不限于乙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、1-丙炔基等。

如本文所使用的术语“环烷基”具体是指具有3至10个,优选3至7个碳原子的基团。合适的环烷基包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等,其与在其他脂肪族、杂脂肪族或杂环部分的情况下一样可以任选地被取代基取代,所述取代基包括但不限于脂肪族;杂脂肪族;芳基;杂芳基;芳基烷基;杂芳基烷基;烷氧基;芳氧基;杂烷氧基;杂芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;杂烷基硫基;杂芳基硫基;-f;-cl;-br;-i;-oh;-no2;-cn;-cf3;-ch2cf3;-chcl2;-ch2oh;-ch2ch2oh;-ch2nh2;-ch2so2ch3;-c(o)rx;-co2(rx);-con(rx)2;-oc(o)rx;-oco2rx;-ocon(rx)2;-n(rx)2;-s(o)2rx;-nrx(co)rx,其中rx的每次出现独立地包括但不限于脂肪族、杂脂肪族、芳基、杂芳基、芳基烷基或杂芳基烷基,其中以上和本文中所述的任何脂肪族、杂脂肪族、芳基烷基或杂芳基烷基取代基可以是经取代的或未经取代的、支化的或非支化的、环状的或无环的,并且其中以上和本文中所述的任何芳基或杂芳基取代基可以是经取代的或未经取代的。通常适用的取代基的另一些实例通过本文所述的实施例中所示的特定实施方案来说明。

如本文所使用的术语“杂脂肪族”是指如本文所定义的脂肪族部分,其包括饱和的和不饱和的、非芳香族的、直链(即,非支化)、支化、无环、环状(即,杂环)或多环烃,其任选地被一个或更多个官能团取代并且例如包含一个或更多个氧、硫、氮、磷或硅原子以代替碳原子。在某些实施方案中,杂脂肪族部分通过将其上的一个或更多个氢原子独立地替代为一个或更多个取代基而被取代。如本领域普通技术人员将理解的,“杂脂肪族”在本文中旨在包括但不限于杂烷基、杂烯基、杂炔基、杂环烷基、杂环烯基和杂环炔基部分。因此,术语“杂脂肪族”包括术语“杂烷基”、“杂烯基”、“杂炔基”等。此外,如本文所使用的术语“杂烷基”、“杂烯基”、“杂炔基”等包括经取代的基团和未经取代的基团二者。在某些实施方案中,如本文所使用的“杂脂肪族”用于表示具有1至20个碳原子的那些杂脂肪族基团(环状的、无环的、经取代的、未经取代的、支化的或非支化的)。杂脂肪族基团取代基包括但不限于本文所述的任何取代基,其使得形成稳定的部分(例如,脂肪族、烷基、烯基、炔基、杂脂肪族、杂环基、芳基、杂芳基、酰基、亚磺酰基、磺酰基、氧代、亚氨基、硫代氧基、氰基、异氰基、氨基、叠氮基、硝基、羟基、硫醇、卤代、脂肪族氨基、杂脂肪族氨基、烷基氨基、杂烷基氨基、芳基氨基、杂芳基氨基、烷基芳基、芳基烷基、脂肪族氧基、杂脂肪族氧基、烷氧基、杂烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、脂肪族硫氧基、杂脂肪族硫氧基、烷基硫氧基、杂烷基硫氧基、芳基硫氧基、杂芳基硫氧基、酰氧基等,其各自可以或可以不被进一步取代)。

术语“杂烷基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指本文所述的其中一个或更多个碳原子被杂原子替代的烷基。合适的杂原子包括氧、硫、氮、磷等。杂烷基的实例包括但不限于烷氧基、烷氧基烷基、氨基、硫酯、聚(乙二醇)和经烷基取代的氨基。

术语“杂烯基”和“杂炔基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指这样的不饱和脂肪族基团:其长度和可能的取代与上述杂烷基类似,但是分别包含至少一个双键或三键。

本发明化合物的上述脂肪族(和其他)部分的取代基的一些实例包括但不限于:脂肪族;杂脂肪族;芳基;杂芳基;烷基芳基;烷基杂芳基;烷氧基;芳氧基;杂烷氧基;杂芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;杂烷基硫基;杂芳基硫基;f;cl;br;i;-oh;-no2;-cn;-cf3;-chf2;-ch2f;-ch2cf3;-chcl2;-ch2oh;-ch2ch2oh;-ch2nh2;-ch2so2ch3;-c(o)rx;-co2(rx);-con(rx)2;-oc(o)rx;-oco2rx;-ocon(rx)2;-n(rx)2;-s(o)2rx;-nrx(co)rx,其中rx的每次出现独立地包括但不限于脂肪族、脂环族、杂脂肪族、杂环基、芳基、杂芳基、烷基芳基或烷基杂芳基,其中以上和本文中所述的任何脂肪族、杂脂肪族、烷基芳基或烷基杂芳基取代基可以是经取代的或未经取代的、支化的或非支化的、环状的或无环的,并且其中以上和本文中所述的任何芳基或杂芳基取代基可以是经取代的或未经取代的。通常适用的取代基的另一些实例通过本文所述的实施例中所示的特定实施方案来说明。

术语“芳基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指任选经取代的芳香族碳环基团,其具有单一环(例如,苯基)、多个环(例如,联苯基)或者其中至少一个环是芳香族的多个稠环(例如,1,2,3,4-四氢萘基、萘基、蒽基或菲基)。也就是说,至少一个环可以具有共轭π电子体系,而其他的相邻环可以是环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基。芳基可以是任选经取代的,如本文所述。取代基包括但不限于前述提及的任何取代基,即,关于脂肪族部分或本文公开的其他部分所记载的取代基,使得形成稳定的化合物。在一些情况下,芳基是优选地具有3至14个碳原子的稳定的单环或多环不饱和部分,其各自可以是经取代的或未经取代的。“碳环芳基”是指芳香环上的环原子是碳原子的芳基。碳环芳基包括单环碳环芳基以及多环或稠合化合物(例如,两个或更多个相邻环原子是两个相邻环共有的),例如萘基。

术语“杂芳基”具有其在本领域中的普通含义,并且是指包含至少一个杂原子作为环原子的芳基。“杂芳基”是优选地具有3至14个碳原子的稳定的杂环或多杂环不饱和部分,其各自可以是经取代的或未经取代的。取代基包括但不限于前述提及的任何取代基,即,关于脂肪族部分或本文公开的其他部分所记载的取代基,使得形成稳定的化合物。在一些情况下,杂芳基是具有5至10个环原子的环状芳香族基团,其中一个环原子选自s、o和n;零个、一个或两个环原子是独立地选自s、o和n的另外的杂原子;并且其余的环原子是碳,该基团通过任何环原子与分子的其余部分连接,例如吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、唑基、异唑基、噻二唑基、二唑基、噻吩基、呋喃基、喹啉基、异喹啉基等。

还应理解,如本文所定义的芳基和杂芳基部分可以经由烷基或杂烷基部分连接,并因此还包括-(烷基)芳基、-(杂烷基)芳基、-(杂烷基)杂芳基和-(杂烷基)杂芳基部分。因此,如本文所使用的表述“芳基或杂芳基部分”和“芳基、杂芳基、-(烷基)芳基、-(杂烷基)芳基、-(杂烷基)杂芳基和-(杂烷基)杂芳基”是可互换的。取代基包括但不限于前述提及的任何取代基,即,关于脂肪族部分或本文公开的其他部分所记载的取代基,使得形成稳定的化合物。

应理解,芳基和杂芳基(包括双环芳基)可以是未经取代的或经取代的,其中取代包括其上的一个或更多个氢原子独立地被包括但不限于以下部分中的任一个或更多个替代:脂肪族;脂环族;杂脂肪族;杂环基;芳香族;杂芳香族;芳基;杂芳基;烷基芳基;杂烷基芳基;烷基杂芳基;杂烷基杂芳基;烷氧基;芳氧基;杂烷氧基;杂芳氧基;烷基硫基;芳基硫基;杂烷基硫基;杂芳基硫基;f;c1;br;i;-oh;-no2;-cn;-cf3;-ch2f;-chf2;-ch2cf3;-chc12;-ch2oh;-ch2ch2oh;-ch2nh2;-ch2so2ch3;-c(o)rx;-co2(rx);-con(rx)2;-oc(o)rx;-oco2rx;-ocon(rx)2;-n(rx)2;-s(o)rx;-s(o)2rx;-nrx(co)rx,其中rx的每次出现独立地包括但不限于脂肪族、脂环族、杂脂肪族、杂环基、芳香族、杂芳香族、芳基、杂芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、杂烷基芳基或杂烷基杂芳基,其中以上和本文中所述的任何脂肪族、脂环族、杂脂肪族、杂环基、烷基芳基或烷基杂芳基取代基可以是经取代的或未经取代的、支化的或非支化的、饱和的或不饱和的,并且其中以上和本文中所述的任何芳香族、杂芳香族、芳基、杂芳基、-(烷基)芳基或-(烷基)杂芳基取代基可以是经取代的或未经取代的。另外,应理解,任何两个相邻基团一起可以表示4、5、6或7元经取代的或未经取代的脂环基或杂环基部分。通常适用的取代基的另外的实例通过本文所述的特定实施方案来说明。

术语“杂环”具有其在本领域中的普通含义,并且是指包含至少一个杂原子作为环原子(在一些情况下包含1至3个杂原子作为环原子)并且其余的环原子是碳原子的环状基团。合适的杂原子包括氧、硫、氮、磷等。在一些情况下,杂环可以是3元至10元环结构或3元至7元环,其环结构包含1至4个杂原子。

术语“杂环”可以包括杂芳基、饱和杂环(例如,环杂烷基)基团或其组合。杂环可以是饱和分子,或者可以包含一个或更多个双键。在一些情况下,杂环是氮杂环,其中至少一个环包含至少一个氮环原子。杂环可以与其他环稠合形成多环杂环。杂环也可以稠合成螺环基团。在一些情况下,杂环可以通过环中的氮或碳原子连接至化合物。

杂环包括例如噻吩、苯并噻吩、噻蒽、呋喃、四氢呋喃、吡喃、异苯并呋喃、色烯、呫吨、吩噻、吡咯、二氢吡咯、吡咯烷、咪唑、吡唑、吡嗪、异噻唑、异唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吲哚嗪、异吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、酞嗪、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、三唑、四唑、唑、异唑、噻唑、异噻唑、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、吩嗪、吩吡嗪(phenarsazine)、吩噻嗪、呋咱、吩嗪、吡咯烷、氧杂环戊烷、硫杂环戊烷、唑、嗪、哌啶、高哌啶(六亚甲基亚胺)、哌嗪(例如,n-甲基哌嗪)、吗啉、内酯、内酰胺(例如,氮杂环丁酮和吡咯烷酮、磺内酰胺、磺内酯)、其他饱和的和/或不饱和的衍生物等。杂环可以在一个或更多个位置处任选地被本文所述的取代基取代。在一些情况下,杂环可以通过杂原子环原子(例如,氮)与化合物结合。在一些情况下,杂环可以通过碳环原子与化合物结合。在一些情况下,杂环是吡啶、咪唑、吡嗪、嘧啶、哒嗪、吖啶、吖啶-9-胺、联吡啶、萘啶、喹啉、苯并喹啉、苯并异喹啉、菲啶-1,9-二胺等。

如本文所使用的术语“卤代”和“卤素”是指选自氟、氯、溴和碘的原子。

术语“卤代烷基”表示这样的如上所定义的烷基:其连接有一个、两个或三个卤素原子,并且举例为例如氯甲基、溴乙基、三氟甲基等。

如本文所使用的术语“氨基”是指伯胺(-nh2)、仲胺(-nhrx)、叔胺(-nrxry)或季胺(-n+rxryrz),其中rx、ry和rz独立地是如本文所定义的脂肪族、脂环族、杂脂肪族、杂环基、芳基或杂芳基部分。氨基的实例包括但不限于甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、甲基乙基氨基、异丙基氨基、哌啶子基、三甲基氨基和丙基氨基。

如本文所使用的术语“烷氧基”(或“烷基氧基”)或“硫代烷基”是指通过氧原子或通过硫原子连接至母体分子部分的如前所定义的烷基。在某些实施方案中,烷基包含1至20个脂肪族碳原子。在另一些实施方案中,烷基包含1至10个脂肪族碳原子。在又一些实施方案中,本发明中使用的烷基、烯基和炔基包含1至8个脂肪族碳原子。在再一些实施方案中,烷基包含1至6个脂肪族碳原子。在另一些实施方案中,烷基包含1至4个脂肪族碳原子。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、新戊氧基和正己氧基。硫代烷基的实例包括但不限于甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、异丙基硫基、正丁基硫基等。

术语“芳氧基”是指基团-o-芳基。

术语“酰氧基”是指基团-o-酰基。

术语“烷氧基烷基”是指被至少一个烷氧基(例如,一个、两个、三个或更多个烷氧基)取代的烷基。例如,烷氧基烷基可以是任选经取代的-(c1-6-烷基)-o-(c1-6-烷基)。在一些情况下,烷氧基烷基可以任选地被另一个任选经取代的烷氧基烷基取代(例如,-(c1-6-烷基)-o-(c1-6-烷基)-o-(c1-6-烷基))。

如本文所使用的术语“膦”具有其在本领域中的普通含义,并且是指包含至少一个磷原子的基团。磷原子可以带有任选地经取代的以及任选地包含至少一个杂原子的一个、两个或三个脂肪族或芳香族基团。

应理解,如本文所述的上述基团和/或化合物可任选地被任何数目的取代基或官能部分取代。也就是说,任何上述基团可以是任选经取代的。如本文所使用的术语“经取代的”预计包括有机化合物的所有允许的取代基,“允许的”是在本领域普通技术人员已知的化合价化学规则的背景下的。通常,术语“经取代的”(无论前面是否有术语“任选地”)以及本发明的式中所含的取代基是指用指定取代基的基团替代给定结构中的氢原子。当任意给定结构中的多于一个位置可被选自指定基团的多于一个取代基取代时,取代基在每个位置处可以相同或不同。应理解,“经取代的”还包括取代产生稳定的化合物,例如,其不会自发地进行转化(例如通过重排、环化、消除等)。在一些情况下,“经取代的”通常可以指氢被替代为如本文所述的取代基。然而,如本文所使用的“经取代的”不包括确定分子的关键官能团的替代和/或改变,例如,使得“经取代的”官能团通过取代而变成不同的官能团。例如,“经取代的苯基”必须仍然包含苯基部分,并且在该定义中不能通过取代被修饰成例如吡啶环。在一个广泛方面中,允许的取代基包括有机化合物的无环的和环状的、支化和非支化的、碳环和杂环的、芳香族和非芳香族的取代基。说明性取代基包括例如本文所述的那些取代基。对于合适的有机化合物,允许的取代基可以是一个或更多个并且是相同或不同的。为了本发明的目的,杂原子如氮可具有氢取代基和/或符合杂原子价态的本文所述的有机化合物的任何允许的取代基。此外,本发明不旨在以任何方式受有机化合物的允许的取代基限制。本发明设想的取代基和变量的组合优选地是使得形成可用于形成显像剂或显像剂前体的稳定化合物的那些组合。如本文所使用的术语“稳定”优选地是指这样的化合物,其具有足以允许进行制备的稳定性并且使化合物的完整性保持足以被检测的时间段,优选地足以用于本文详述的目的的时间段。

取代基的实例包括但不限于卤素、叠氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、烷氧基、氨基、硝基、巯基、亚氨基、酰胺基、膦酸酯基、次膦酸酯基、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷基硫基、磺酰基、亚磺酰氨基、酮、醛、酯、杂环基、芳香族或杂芳香族部分、-cf3、-cn、芳基、芳氧基、全卤代烷氧基、芳烷氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂芳基烷基、杂芳烷氧基、叠氮基、氨基、卤化物、烷基硫基、氧代、酰基烷基、羧基酯、-甲酰胺基、酰氧基、氨基烷基、烷基氨基芳基、烷基芳基、烷基氨基烷基、烷氧基芳基、芳基氨基、芳烷基氨基、烷基磺酰基、甲酰胺基烷基芳基、甲酰胺基芳基、羟基烷基、卤代烷基、烷基氨基烷基羧基-、氨基甲酰胺基烷基-、氰基、烷氧基烷基、全卤代烷基、芳基烷氧基烷基等。

通过考虑以下实施例,将进一步理解本发明的这些和其他方面,这些实施例旨在说明本发明的某些特定实施方案,但不旨在限制由其权利要求所限定的范围。

实施例

实施例1

以下实施例证实了本文所述的流体根据astmd7094所确定的闪点。

图1是萜烯溶剂(例如,d-柠檬烯)和第二组分(例如,饱和度为11的不饱和烷基甲酯)的多种混合物的闪点根据第二组分的重量百分比而变的图。100%的d-柠檬烯的闪点为约122℉。100%的第二组分的闪点为约260.6℉。

实施例2

以下实施例证实了本文所述的流体分散沥青质的功效。

通过将预定量的期望沥青质样品添加到4打兰(dram)瓶中来制备样品。用于测试的量取决于所使用的沥青质样品。对于沥青质样品#1,使用0.8000±0.005g,而对于沥青质样品#2,使用1.000±0.005g。为了开始测试,将10.0ml期望溶剂移液至瓶中,然后将样品混合预定时间。样品混合的时间量取决于所使用的沥青质样品。在到达该时间之后,然后通过5μm注射器过滤器将样品液体过滤到预先标记的瓶中。使用分光光度计进行分析以确定样品中的沥青质浓度。通常,溶液中化合物的浓度与吸收波长的关系遵循以下比尔定律:

其中ελ是特定波长下的摩尔消光系数,lλ是比色皿座在特定波长下的路径长度,cλ是在特定波长下的溶液的浓度。通常,在特定波长下具有较高吸光度的样品将具有使其在该波长下吸收的化学物质的较高浓度。

为了制备用于光谱分析的样品,使用工业级d-柠檬烯进行样品的稀释。然后使用双光束uv-vis分光光度计测量经稀释样品在400nm下的吸光度。使用校准曲线,确定经稀释样品的浓度(c稀释):

其中a400nm是经稀释样品在400nm下的吸光度,s校准是校准曲线的斜率。对所测试的每个沥青质样品完成校准曲线。未稀释样品的沥青质浓度如下确定:

其中v样品是用于制备经稀释样品的样品的体积,v稀释剂是用于稀释样品的d-柠檬烯的体积。

图2a至图2b是对于d-柠檬烯、饱和度为11的不饱和烷基甲酯、以及d-柠檬烯和不饱和烷基甲酯的30:70重量%混合物使沥青质分散的图。

虽然在本文中已经描述和说明了本发明的数个实施方案,但是本领域普通技术人员将容易地设想多种其他方式和/或结构用于表现所述功能和/或获得所述结果和/或本文所述的一个或更多个优点,并且每个这样的变化和/或修改均被认为在本发明的范围内。更通常地,本领域技术人员将容易地理解,本文中描述的全部参数、尺寸、材料和构造意为示例性的,并且实际参数、尺寸、材料和/或构造将取决于使用本发明的教导的一个或更多个具体应用。本领域技术人员将认识到或只需使用常规实验就能够确定本文所述的本发明特定实施方案的许多等同方案。因此,可以理解,前述实施方案只是通过举例的方式来提出的,并且在所附的权利要求书及其等同方案的范围内,本发明可以以除具体描述和要求保护的方式以外的方式来实现。本发明涉及本文所述的各个独立特征、体系、物品、材料、套件和/或方法。此外,如果这样的特征、体系、物品、材料、套件和/或方法并非相互矛盾,那么两个或更多个这样的特征、体系、物品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本发明的范围内。

除非有明确的相反指示,否则在本说明书和权利要求书中,如本文所使用的无数量词应理解为意指“至少一个”。

如本文所使用的,在说明书和权利要求中,表述“和/或”应理解为意指以此联合的要素的“任一者或两者”,即,在一些情况下联合存在而在另一些情况下分开存在的要素。除非有明确的相反指示,否则除了由“和/或”表述所具体确定的要素之外,可任选地存在其他要素,无论与所具体确定的那些要素是否相关。因此,作为非限制性实例,当与开放式表述例如“包括”联合使用时,在一个实施方案中提及“a和/或b”可表示a但没有b(任选地包括除了b以外的要素);在另一个实施方案中,可表示b但没有a(任选包括除了a以外的要素);在又一个实施方案中,可表示a和b二者(任选包括其他要素);等等。

如本文所使用的,在说明书和权利要求书中,“或”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如,当在列表中分列项目时,“或”或“和/或”应解释为是包括性的,即包括大量要素或要素列表中的至少一个,而且包括多于一个,并且任选地包括另外的未列出的项目。只有明确指示相反含义的术语,例如“仅仅之一”或“正好之一”,或者当在权利要求中使用“由……组成”时,将表示包括正好一个要素或要素列表。通常,当前面有例如“任一”、“之一”、“仅仅之一”或“正好之一”的排他术语时,本文使用的术语“或”应该解释为表示排他的选择(即,“一个或另一个而不是两者”)。当用于权利要求中时,“基本上由……组成”应该具有其在专利法领域中所使用的普通含义。

关于一个或更多个要素的列表,在本说明书和权利要求书中,如本文所使用的表述“至少一个”应理解为意指选自要素列表中的任意一个或更多个要素中的至少一个要素,但不必包括该要素列表内具体列举的每个要素中的至少一个,也不排除该要素列表中要素的任意组合。该定义还允许除了在表述“至少一个”所指的要素列表内具体确定的要素之外,可任选地存在其他要素,无论与具体确定的那些要素是否相关。因此,作为非限制性实例,“a和b中的至少一个”(或等同地,“a或b中的至少一个”,或等同地,“a和/或b中的至少一个”)在一个实施方案中可表示至少一个a,任选地包括多于一个a,但不存在b(并且任选地包括除了b以外的要素);在另一个实施方案中,可表示至少一个b,任选地包括多于一个b,但不存在a(并且任选地包括除了a以外的要素);在又一个实施方案中,可表示至少一个a,任选地包括多于一个a,以及至少一个b,任选地包括多于一个b(并且任选地包括其他要素);等等。

在权利要求书以及上述说明书中,所有的过渡性表述例如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等应理解为开放式的,即,意指包括但不限于。仅过渡性表述“由……组成”和“基本上由……组成”应分别为封闭式或半封闭式的过渡性表述,如美国专利局的专利审查手册第2111.03部分所规定的。

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