(57)【要約】【化１】2005523378.tif 000008  導管を、その内表面で、溶媒の存在下で少なくとも１種の式(I)の化合物（Xは価数nのアニオンである）および少なくとも１種のアミンまたは対応するアンモニウム誘導体を含む水溶液から得られる組成物と接触させることによって、導管、例えばパイプライン中に存在する硫化鉄の濃度が減少される。好ましくは溶液のpHは約８である。あるいは、この方法は、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン(TRIS)および少なくとも１種のアミンまたは対応するアンモニウム誘導体を含む組成物を使用する。アミンは好ましくはアンモニアまたは１級アルキルアミンである。組成物は容易に錯体化し、それによって硫化鉄(II)の堆積物を溶解し、それらは導管から除かれる。
2005523378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内表面を有する導管中の硫化鉄の濃度を減らす方法であって、
(a)  該内表面を、少なくとも１種の式(I)の化合物：
【化１】
2005523378.tif 000006
（ここで、Xは価数nのアニオンである）
を、水性溶媒の存在下で少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体と組み合わせることから成る方法によって得られる第１の組成物と接触させ、それによって第２の組成物を得て；そして、
(b)  該導管から該第２の組成物を除去すること
を含む方法。
【請求項２】
該導管が乾燥ガスの導管である請求項１記載の方法。
【請求項３】
該導管が加工処理された流体の導管である請求項１記載の方法。
【請求項４】
該組成物が連続的に該導管に添加される請求項１記載の方法。
【請求項５】
該組成物が断続的に該導管に添加される請求項１記載の方法。
【請求項６】
Xが、クロリド、ブロミド、ヨーダイド、低級アルキルカルボキシレート、ビサルファイト、ビサルフェート、ヒドロカルビルスルホネート、ジハイドロジェンホスフェート、ニトレート、ヘキサフルオロホスフェート、サルフェート、サルファイト、モノハイドロジェンホスフェートおよびホスフェートからなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項７】
該化合物が、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートおよびテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドから選択される請求項１記載の方法。
【請求項８】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アルキレンジアミン、シクロアルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項９】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、メチルアミンおよび塩化アンモニウムからなる群より選択される請求項９記載の方法。
【請求項１１】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、tert-ブチルアミン、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項８記載の方法。
【請求項１２】
X中にないリン対該アミンまたはそのアンモニウム誘導体中の窒素のモル比が約1：1〜約15：1である請求項１記載の方法。
【請求項１３】
該モル比が約1.5：1〜約8：1である請求項12記載の方法。
【請求項１４】
該モル比が約2.5：1である請求項13記載の方法。
【請求項１５】
該溶媒が、水または、水およびアルコールを含む混合物である請求項１記載の方法。
【請求項１６】
該アルコールがメタノールである請求項15記載の方法。
【請求項１７】
該溶媒が水である請求項15記載の方法。
【請求項１８】
該溶媒のpHが、約4.5〜約10である請求項15記載の方法。
【請求項１９】
該pHが約6〜約9である請求項18記載の方法。
【請求項２０】
該pHが約８である請求項19記載の方法。
【請求項２１】
該化合物が、該組成物の1〜90重量％の量で存在する請求項1記載の方法。
【請求項２２】
該化合物が、該組成物の約５重量％の量で存在する請求項21記載の方法。
【請求項２３】
該化合物が、該組成物の1重量％の量で存在する請求項22記載の方法。
【請求項２４】
該アミンまたはそのアンモニウム誘導体が、該組成物の0.05〜2.0重量％の量で存在する請求項１記載の方法。
【請求項２５】
導管中の硫化鉄の濃度を減らす方法であって、
(a)  該導管を、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン(TRIS)、少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体および溶媒を含む組成物と接触させ、それによって第２の組成物を得て；そして、
(b)   該導管から該第２の組成物を除去すること
を含む方法。
【請求項２６】
該導管が乾燥ガスの導管である請求項25記載の方法。
【請求項２７】
該導管が加工処理された流体の導管である請求項25記載の方法。
【請求項２８】
該組成物が連続的に該導管に添加される請求項25記載の方法。
【請求項２９】
該組成物が断続的に該導管に添加される請求項25記載の方法。
【請求項３０】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アルキレンジアミン、シクロアルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項25記載の方法。
【請求項３１】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項30記載の方法。
【請求項３２】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、メチルアミンおよび塩化アンモニウムからなる群より選択される請求項31記載の方法。
【請求項３３】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、tert-ブチルアミン、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項31記載の方法。
【請求項３４】
TRIS対アミンまたはそのアンモニウム誘導体のモル比が、約1：1〜約15：1である請求項25記載の方法。
【請求項３５】
該モル比が約1.5：1〜約8：1である請求項34記載の方法。
【請求項３６】
該モル比が約2.5：1である請求項35記載の方法。
【請求項３７】
該溶媒が、水または、水およびアルコールを含む混合物である請求項25記載の方法。
【請求項３８】
該アルコールがメタノールである請求項37記載の方法。
【請求項３９】
該溶媒が水である請求項37記載の方法。
【請求項４０】
該TRISが、該組成物の1〜90重量％の量で存在する請求項37記載の方法。
【請求項４１】
TRISが、該組成物の5重量％の量で存在する請求項40記載の方法。
【請求項４２】
TRISが、該組成物の1重量％の量で存在する請求項41記載の方法。
【請求項４３】
該アミンまたはそのアンモニウム誘導体が、該組成物の0.05〜2.0重量％を含む請求項25記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも１種の式(I)の化合物：
【化２】
2005523378.tif 000007
（ここでXは価数nのアニオンである）
を、水性溶媒の存在下でアミンまたはそのアンモニウム誘導体と組み合わせることからなる方法によって得られる組成物。
【請求項４５】
Xが、クロリド、ブロミド、ヨーダイド、低級アルキルカルボキシレート、ビサルファイト、ビサルフェート、ヒドロカルビルスルホネート、ジハイドロジェンホスフェート、ニトレート、ヘキサフルオロホスフェート、サルフェート、サルファイト、モノハイドロジェンホスフェートおよびホスフェートからなる群より選択される請求項44記載の組成物。
【請求項４６】
該化合物が、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートおよびテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドから選択される請求項44記載の方法。
【請求項４７】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アルキレンジアミン、シクロアルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項44記載の組成物。
【請求項４８】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項47記載の組成物。
【請求項４９】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、メチルアミンおよび塩化アンモニウムからなる群より選択される請求項48記載の組成物。
【請求項５０】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、tert-ブチルアミン、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項48記載の組成物。
【請求項５１】
X中にないリン対該アミンまたはそのアンモニウム誘導体中の窒素のモル比が約1：1〜約15：1である請求項44記載の組成物。
【請求項５２】
該モル比が約1.5：1〜約8：1である請求項51記載の組成物。
【請求項５３】
該モル比が約2.5：1である請求項52記載の組成物。
【請求項５４】
該溶媒が、水または、水およびアルコールを含む混合物である請求項44記載の組成物。
【請求項５５】
該アルコールがメタノールである請求項54記載の組成物。
【請求項５６】
該溶媒が水である請求項54記載の組成物。
【請求項５７】
該溶媒のpHが、約4.5〜約10である請求項54記載の組成物。
【請求項５８】
該pHが約6〜約9である請求項54記載の組成物。
【請求項５９】
該pHが約８である請求項58記載の組成物。
【請求項６０】
該化合物が、該組成物の1〜90重量％の量で存在する請求項44記載の組成物。
【請求項６１】
該化合物が、該組成物の５重量％の量で存在する請求項60記載の組成物。
【請求項６２】
該化合物が、該組成物の1重量％の量で存在する請求項61記載の組成物。
【請求項６３】
該アミンまたはそのアンモニウム誘導体が、該組成物の0.05〜2.0重量％を含む請求項44記載の組成物。
【請求項６４】
トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン(TRIS)、少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体および溶媒を含む組成物。
【請求項６５】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アルキレンジアミン、シクロアルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項64記載の組成物。
【請求項６６】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、アルキルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項65記載の組成物。
【請求項６７】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、アンモニア、メチルアミンおよび塩化アンモニウムからなる群より選択される請求項66記載の組成物。
【請求項６８】
該アミンまたはアンモニウム誘導体が、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、tert-ブチルアミン、1,2-ジアミノエタン、1,3-ジアミノプロパン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミンおよびそれらの共役酸からなる群より選択される請求項65記載の組成物。
【請求項６９】
TRIS対アミンまたはそのアンモニウム誘導体のモル比が、約1：1〜約15：1である請求項64記載の組成物。
【請求項７０】
該モル比が約1.5：1〜約8：1である請求項69記載の組成物。
【請求項７１】
該モル比が約2.5：1である請求項70記載の組成物。
【請求項７２】
該溶媒が、水または、水およびアルコールを含む混合物である請求項64記載の組成物。
【請求項７３】
該アルコールがメタノールである請求項72記載の組成物。
【請求項７４】
該溶媒が水である請求項72記載の組成物。
【請求項７５】
TRISが、該組成物の1〜90重量％の量で存在する請求項63記載の組成物。
【請求項７６】
TRISが、該組成物の5重量％の量で存在する請求項75記載の組成物。
【請求項７７】
TRISが、該組成物の1重量％の量で存在する請求項76記載の組成物。
【請求項７８】
該アミンまたはそのアンモニウム誘導体が、該組成物の0.05〜2.0重量％を含む請求項64記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願へのクロスリファレンス
本願は、2002年4月17日出願の米国仮出願No.60/373,381および2001年8月15日出願のNo.60/312,647についての優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
本発明は、ガス流の導管中または導管上の硫化鉄堆積物を減少または除去する方法および組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
硫化水素(H2S)は、例えば石油またはガスの取り扱い中に遭遇する、流体の有害な天然に存在する汚染物質である。H2Sの腐食性の性質は典型的には、粒状硫化鉄の蓄積に至り、これは炭化水素ならびにグリコール、塩、および他の汚染物質中に容易に混入可能となり、導管、例えばパイプラインの表面に、相互作用し得る堆積物を形成する。そのような堆積物は、石油およびガス工業に重大な問題をもたらす。というのは、パイプラインを物理的にきれいにしなければならないからである。その上、硫化鉄堆積物は、SMART PIGSとして知られる手段によって査定され得る、パイプライン構造の保全の正確な測定を妨げる。
【０００４】
パイプラインから硫化鉄堆積物を減少または除去するために、限られた範囲の技術が利用可能であった。例えばGevertzらの米国特許No.5,820,766は、流体に混入した硫化物を元素硫黄に酸化するために無機の臭素酸塩またはヨウ素酸塩の使用を記載し、元素硫黄は、機械的に集められ、パイプラインから除去されなければならない。この機械的な清掃の副生物は、可燃性であり、埋立地に処分されなければならないスラッジである。Fergusonの米国特許No.4,370,236は、炭化水素および水の混合物で洗浄することによって硫化鉄がガス流から除去される方法を開示する。得られた水性相は可溶性で粒状の硫化鉄を含み、これはさらなる物理的および化学的処理工程によって除去されなければならない。例えば、米国特許No.6,153,100参照。
【０００５】
一般的な化学の原理により導かれる代替的なアプローチは、硫化鉄を水に可溶化することである。鉄(II)および鉄(III)イオンは一般に、中性のpHでは比較的水不溶性の化合物を形成する。そのような鉄化合物は５以上のpH値で水溶液から沈殿し始める。例えば鉄(II)はpH７で中性溶液から沈殿し、酸素の存在下で鉄(III)水酸化物に酸化する。かくして、水不溶性の鉄(II)または鉄(III)化合物を水に可溶性にするための通常の方法は、水性混合物中の固体を、pHを下げる強い鉱酸で処理し、それによって鉄化合物を溶解させることである。しかしながら硫化鉄(II)の場合には、溶液から毒ガスとしてその放出に十分な量（０℃で437cm3/Lより多い）なら、この方法は硫化水素の放出を生じる。パイプラインを清掃するために強い鉱酸を使用することのさらなる不都合は、ほとんどのパイプが鋼または鉄でできていることであり、これは強酸による攻撃を受けやすく、それによって腐食、劣化およびピッチングを生じる。さらには、そのような攻撃はまた、水素ガスを生じ、これは空気中で可燃性でかつ爆発性である。
【０００６】
硫化鉄の除去へのなお別のアプローチは、PCT公報WO02/08127に開示されており、これは、中性より下またはかなり下のpHでのトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンまたは対応するホスホニウム塩（まとめて「THP」）の水性組成物の使用を記載する。しかしながら’127PCT公報は、硫化鉄を迅速に錯体化するのに必要とされるpHでのTHPの使用は実際的な障害を伴い、それは、THPが助試薬(co-reagent)としてアンモニアと共に処方されるときには不溶性ポリマーの形成および、錯体形成していないトリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンオキシドへのTHPの酸化を含むことを開示する。これらの問題を考慮して、’127PCT公報は、THPと一緒の処方で、硫化鉄は、アミノカルボン酸またはアミノホスホン酸によってキレート化できることを開示する。該公報によれば、アンモニウムイオンまたはアンモニアの不在下でのTHPの使用は、硫化鉄の溶解に小さな相乗作用効果しか与えない。しかしながら酸助試薬は高価であるので、硫化鉄堆積物を除去するのに大量が必要なら、それらの使用は望ましくない。
【０００７】
したがって、最小限の機械的介入しか必要としない、安全で容易に入手可能で安価な物質を使用し、かつ従来技術の方法の化学的にやっかいなこと（例えばポリマーの沈殿）を回避した、硫化鉄堆積物を除去の改善された方法が、当技術分野において常に必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
これらおよび他の必要性と取り組むために、本発明は、水性溶媒の存在下で、少なくとも１種の式(I)の化合物
【化１】
2005523378.tif 000003
を、少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体と組み合わせることからなる方法によって得られる組成物を提供する。式(I)においては、Xはn（存在するホスホニウムカチオンの数）の価数を有するアニオンである。好ましくは水性溶媒のpHは約4.5〜約10、より好ましくは約6〜約9に調整される。なおさらに好ましくは、pHは約８である。
【０００９】
別の態様によれば、本発明は、導管中の硫化鉄の濃度を減らす方法を提供する。本発明の方法は、導管を上記組成物と接触させること、第２の組成物を形成すること、およびその後、導管から第２の組成物を除去することを含む。このアプローチは、組成物が硫化鉄を容易に可溶化するという予期されない発見に一部由来する。本発明のさらに別の態様は、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン(TRIS)、少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体および溶媒を含む組成物に関する。
【００１０】
本発明はまた、導管を上記したTRISの組成物と接触させて、第２の組成物を形成し、次いで、第２の組成物を導管から除去することによる、導管中の硫化鉄の濃度を減らす方法を提供する。
【００１１】
本発明は、種々の導管、例えば乾燥ガス導管および加工処理された流体の導管に関して行なうことができる。さらには、本発明は、本発明の組成物の連続投与および断続投与、すなわちバッチプロセスの両方を企図する。
【００１２】
本発明の１つの実施態様においては、式(I)のアニオンXはモノアニオン、ジアニオンまたはトリアニオンである。かくして、容認できるアニオンは、限定されることはないが、クロリド、ブロミド、ヨーダイド、低級アルキルカルボキシレート、ビサルファイト、ビサルフェート、ヒドロカルビルスルホネート、ジハイドロジェンホスフェート、ニトレート、ヘキサフルオロホスフェート、サルフェート、サルファイト、モノハイドロジェンホスフェートおよびホスフェートから選択される。好ましいアニオンとしてはクロリドおよびサルフェートが包含され、かくして好ましい式(I)の化合物は、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムクロリドおよびテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートである。
【００１３】
本発明の実施において特に有用なアミンとしては、限定されることはないが、アンモニア、アルキルアミン、ジアルキルアミン、アルキレンジアミン、およびシクロアルキルアミンを包含する。追加的に、これらのアミンの共役酸がまた効果がある。好ましくはアミンは、アンモニアまたはアルキルアミンである。より好ましくはアミンは、アンモニアまたはメチルアミンである。好ましい共役酸は、塩化アンモニウムである。
【００１４】
本発明は典型的には、溶媒の使用を含む。詳細には、式(I)の化合物を使用する組成物および方法については、溶媒は水性溶媒である。好ましい溶媒としては、限定されることはないが、水およびアルコールが挙げられる。溶媒はまた、２種以上の溶媒、例えば水とアルコールとを含むことができる。好ましいアルコールはメタノールである。
【００１５】
式(I)の化合物、TRISならびにアミンまたはそのアンモニウム誘導体のためには、本発明に従って使用される相対的な量および濃度は、広く変化し得る。本発明の１つの態様によれば、式(I)の化合物またはTRISの量は、約1〜約90％（ｗ／ｗ）の範囲にあり、好ましくは５％（ｗ／ｗ）、より好ましくは１％（ｗ／ｗ）である。本発明の別の態様においては、アミンまたはそのアンモニウム誘導体の量は、約0.05〜約2.0％（ｗ／ｗ）で変わり得る。量は全て、組成物の全重量に基づく。組成物の成分の相対的な量は、リン対窒素のモル比に従って調整される。１種以上の式(I)の化合物を含む組成物については、このモル比は、式(I)のホスホニウムイオンに含まれるリンのモル量に基づく。代わりにTRISを含む組成物については、モル比は単に、TRISのモル量に基づく。どちらの種類の組成物においても、リン対窒素のモル比は約1：1〜約15：1で変わり得る。好ましくはモル比は、約1.5：1〜8：1である。最も好ましいモル比は、約2.5：1である。
【００１６】
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明は、導管、例えば加工処理された流体のパイプライン(processed fluid pipelines)および乾燥ガスのパイプライン中の硫化鉄の濃度を有効に減少させる。硫化鉄は、ガス流中または、例えばガス流の導管の表面上にあり得る。硫化鉄を保持または含有する導管は、本発明の組成物と接触させ、なければならず、それによって、硫化鉄は、導管から容易に除去することができる可溶性錯体を形成する。本発明は、中性または中性に近いpHで行なわれ、それ故にパイプおよび他の導管に腐食性でない。
【００１７】
組成物
本発明の組成物は、硫化鉄を錯体化し、可溶化させるのに特に有効である。本発明の１つの態様によれば、この結果は、少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体と混合して、１種以上の式(I)の化合物
【化２】
2005523378.tif 000004
を提供することによって、容易に達成される。アニオンXは、１種以上のホスホニウムカチオンの正味の正電荷と釣り合う。典型的には、式(I)においてnは1、2または3である。かくして、Xは典型的には、それぞれモノアニオン、ジアニオンまたはトリアニオンである。
【００１８】
任意の慣例の利用しやすいアニオンXを使用することができるが、式(I)の化合物が水、アルコールまたはその混合物に可溶であるようにXが選択されるのが好ましい。かくして適当なモノアニオンとしては、ハライド、例えばクロリド、ブロミドおよびヨーダイドを包含する。また考えられるものは低級アルキルカルボキシレートであり、ここで「低級アルキル」という語は、直鎖もしくは分岐のC1〜C6アルキル基をいう。典型的な低級アルキルカルボキシレートは、メチルカルボキシレート（すなわちアセテート）、エチルカルボキシレートならびにプロピルおよびイソプロピルカルボキシレートである。他のモノアニオンとしては、硫黄に基づくアニオン、例えばビサルファイト、ビサルフェートおよびヒドロカルビルスルホネートが包含される。ヒドロカルビルスルホネートは、式RS(O)2O-のアニオンであり、ここでRは低級アルキルまたはアリール基である。ヒドロカルビルスルホネートの例としては、限定されることはないが、メチルスルホネート、ベンゼンスルホネート、パラトルエンスルホネートおよび、キシレンスルホネートの異性体が包含される。なお他の適当なモノアニオンとしては、ニトレートおよびヘキサフルオロホスフェートが含まれる。
【００１９】
ジアニオンXとしては、サルフェート、サルファイトおよびモノハイドロジェンホスフェートが包含される。容認できるトリアニオンはホスフェートである。
【００２０】
式(I)の化合物は、商業的に入手可能であるかまたは、公知の合成によって慣例的に得ることができる。例えば、特に好ましい式(I)の化合物は、テトラキス（ヒドロキシメチル）-ホスホニウムサルフェートおよびテトラキス（ヒドロキシメチル）-ホスホニウムクロリドであり、その両方が、例えばRhodia（Cranberry, NJ）、Nippon Industries (Tokyo, Japan)、およびCytec Industries (Mobile, AL)から商業的に入手可能である。テトラキス（ヒドロキシメチル）-ホスホニウムサルフェートは通常、pH１〜４を有する酸性水溶液として入手可能である。異なるアニオンXを有する他の式(I)の化合物は、例えばKatzらのU.S. patent No.4,044,055の手順に記載された、水性の酸HXの存在下でホスフィンとホルムアルデヒドとのよく知られた反応によって簡単に製造することができる。１種以上の式(I)の化合物と組み合わせられるアミンまたはそのアンモニウム誘導体は、種々のアミンおよびその共役酸から選択することができる。必須ではないが、アミンまたはその共役酸が固体なら、本発明の組成物に使用される溶媒に可溶性であるのが好ましい。同様に、アミンまたはその共役酸が液体なら、好ましくは溶媒と混和性である。１つの適当なアミンはアンモニアである。
【００２１】
１級アミン、例えばアルキルアミンは、本発明の実施において特に効果的である。典型的なアルキルアミンとしては、限定されることはないが、メチルアミン、エチルアミン、ノルマル-およびイソ-プロピルアミン、ならびにノルマル-およびtert-ブチルアミンが包含される。他の１級アミンとしては、アルキレンジアミン、例えば1,2-ジアミノエタンおよび1,3-ジアミノプロパンが含まれる。なお他の典型的な１級アミンは、シクロアルキルアミン、例えばシクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミンおよびシクロヘキシルアミンである。
【００２２】
これらのアミンのアンモニウム誘導体がまた使用できる。アンモニウム誘導体は、アミンの共役酸である。アミンの共役酸は、そのアミンに酸を形式的に添加することによって得られる。適当な酸としては、無機酸、例えばHCl、HBr、HIおよびリン酸ならびに、有機酸、例えばカルボン酸が包含される。このように、本発明は、種々のアンモニウム誘導体を企図する。特に好ましいアンモニウム誘導体には、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化メチルアンモニウムおよび塩化エチルアンモニウムが挙げられる。
【００２３】
本発明のある実施態様によれば、組成物は、適当な量の少なくとも１種の式(I)の化合物および少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体を、水性溶媒の存在下で組み合わせることによって作られる。アミンまたはアンモニウム誘導体が、pHが以下に記載するように調整された式(I)の化合物の溶液に添加されるのが好ましいが、試薬の添加の順序は変えることができる。特に好ましい溶媒には、水およびアルコールが含まれる。あるいは、水およびアルコールの混合物が使用できる。典型的なアルコールとしては、メタノール、エタノールおよびイソプロパノールが包含される。
【００２４】
好ましい実施態様においては、式(I)の化合物の量は、組成物の全重量に基づいて約5％（ｗ／ｗ）、または少なくて１％（ｗ／ｗ）でさえある。十分な量のアミンまたはそのアンモニウム誘導体は、組成物の全重量に基づいて約0.05〜約2.0％（ｗ／ｗ）で変化する。
【００２５】
上記した混合物のpHは任意的に、約4.5〜約10の値に調整される。あるいは、式(I)の固体化合物を、pHがすでに約4.5〜約10に調整された水性溶媒で希釈されたその溶液に溶解することができる。いずれの場合にも、適当な酸または塩基の添加が、所望のpH調整に有効である。適当な酸には、塩酸および硫酸が含まれる。適当な塩基には、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムならびに、有機塩基、例えばトリエチルアミンが含まれる。
【００２６】
テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートの商業的に入手可能な水溶液を使用する実施態様については、pHを上げなければならない。これは、適当な塩基を混合物に添加することによってなされる。pHは、緩衝液の使用によって維持することができる。典型的な手順では、0.1モルの酢酸を0.5リットル未満の水に溶かし、2.0モルの水酸化ナトリウムを添加することによってpH5に調整し、混合物を水でほぼ１リットルの体積に希釈し、水酸化ナトリウムでpH5に再調整し、最終的に1.0リットルの体積にする。あるいは、両方の供給源からのアセテートイオンの全量が0.1モルになるように、酢酸ナトリウムまたは酢酸カリウムおよび酢酸を使用し、得られた溶液をほぼ１リットルに希釈し、酢酸でpH5に調整し、溶液を正確に1.0リットルに希釈することができる。他の緩衝液、例えばリン酸緩衝液およびクエン酸緩衝液は、先に記載したpH範囲において便利である。さらには、ニトリロ酢酸を緩衝液として使用することができる。典型的な酸としては、ニトリロ三酢酸(NTA)、およびエチレンジアミン-N,N,N’,N’-四酢酸(EDTA)が包含される。
【００２７】
上記したように、本発明は一般に、広いpH範囲にわたって硫化鉄を錯体化するのに有効である。本発明者らは、硫化鉄の錯体形成速度が、pHの増加と共に上がることを見出した。かくして、好ましいpHは約6〜約9であり、最も好ましいpHは約8である。説明するために、実験室実験では、pH4.5に緩衝された、0.015MのFeSO4、0.03MのNH4+および0.06Mのテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートの水溶液を用いて、22℃での鉄の錯体形成速度は0.5時間であった。約5.0のpHで類似の溶液については速度は0.01時間に減った。これらの測定のために、速度は、500nmでの溶液の吸光度を1.0に上げるのに必要とされる時間として定義される。
【００２８】
どのような特定の理論または原理にも束縛されたくはないが、本発明者らは、式(I)の化合物は、上昇したpHを有する水溶液に暴露されたときに特に、トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィン(TRIS)を与えると考える。TRISの製造のための便利な方法はこのように、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートの水溶液のpHを、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの添加によりpH8に調整することによって実現され、それによって、得られる溶液中の95％のリンは、水溶性のTRISの形態である。この変換は、当技術分野において説明されている。K.A.Petrovら、Zhurnal Obshchei Khimii 32 (1962) 553参照。あるいはTRISは、ホスフィン、ホルムアルデヒドおよびテトラクロロ白金酸カリウム間の反応で合成され得る。ReuterらのU.S. patent No. 3,030,421参照。トリス（ヒドロキシメチル）ホスフィンがまた、例えばStrem Chemicals, Inc. (Newburyport, MA)から商業的に入手可能である。
【００２９】
本発明の別の実施態様であるTRISの組成物は、TRISおよび少なくとも１種のアミンまたはそのアンモニウム誘導体の反応生成物が、導管中の硫化鉄の有効な捕捉剤(scavengers)であるという驚くべき発見に一部由来する。本発明によれば、上記したアミンまたはそのアンモニウム誘導体は、溶媒中でTRISと組み合わせられて溶液を形成する。水性溶媒中でアンモニウム誘導体が使用されるなら、必要ではないが、溶液のpHを上げることが好ましい。
【００３０】
組成物は、２つの主な経路によって製造することができる。１つの実施態様においては、TRISはまず、上記した公知の方法によって、式(I)の化合物、例えばテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートもしくはクロリドの水溶液から製造される。TRISを含む得られた溶液は、アミンまたはアンモニウム誘導体と直接、またはその溶液と組み合わせられて、組成物を形成する。別の実施態様においては、溶媒中の純TRISの溶液を、アミンまたはアンモニウム誘導体と組み合わせることができる。好ましくは、アミンは、アンモニアまたは１級アミン、例えばメチルアミンもしくはエチルアミンである。メチルアミンが最も好ましい。好ましい溶媒は、TRISを溶解するものである。極性溶媒、例えばアルコールまたはアルコール-水混合物が好ましい溶媒である。
【００３１】
好ましい実施態様においては、組成物は、組成物の全重量に基づいて約5％（ｗ／ｗ）、または少なくて１％（ｗ／ｗ）の量でTRISを含む。十分な量のアミンまたはそのアンモニウム誘導体は、組成物の全重量に基づいて約0.05〜約2.0％（ｗ／ｗ）で変化する。
【００３２】
本発明の方法および組成物は、式(I)の化合物またはTRISおよびアミンまたはそのアンモニウム誘導体の相対的な量の範囲について有効である。式(I)のホスホニウムイオンまたはTRISに含まれるリンの、アミンまたはアンモニウム誘導体中の窒素に対するモル比は、約1：1〜約15：1で変化し得る。好ましいモル比は約1.5：1〜約8：1である。なおさらに好ましくは約2.5：1のモル比である。
【００３３】
アミンがアンモニアであるか、またはアンモニウム誘導体がアンモニウム塩（例えばNH4Cl）であるなら、最適比を決定する過程でポリマー沈殿物が観察され得る。それにもかかわらず、最適比条件下および得られる沈殿形成下でさえ、沈殿物は結局溶解して、減らされているが明らかな硫化鉄溶解能力を示す組成物を生じる。あるいは、最適なリン：窒素のモル比より高い比を用いることによって、最終的な硫化鉄の除去に悪影響を及ぼさないで、沈殿物を全く避けることができる。さらには、上記した１級アミンの使用は、ポリマー沈殿に至らず、それ故に、沈殿に至る従来技術の組成物より驚くべき利点を提供する。その上、アンモニアおよびアルキルアミンが同時に使用されるなら、本発明に有用なpH範囲で、沈殿の形成なしに、アンモニアについての耐性が改善され、硫化鉄の溶解にも効果的である溶液を生成する。かくして、アルキルアミンを含む本発明のそれらの組成物は、アンモニアに混入された水流出物と会合する硫化鉄の錯体形成の形態で利点を提供する。
【００３４】
本発明の組成物は任意的に１種以上の添加剤を含み、これは組成物を、硫化鉄堆積物が問題をもたらす広範囲の導管に適用可能にする。添加剤としては、界面活性剤；殺生物剤、例えばグルタルアルデヒドおよび2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド(DBPNA)；水分散剤；解乳化剤；スケール防止剤(scale inhibitor)；腐食防止剤；消泡剤、酸素捕捉剤、例えばジエチルヒドロキシルアミン(DEHA)；および凝集剤が包含される。
【００３５】
界面活性剤には、アニオン、両性、カチオンおよび非イオンの界面活性剤が含まれ、これらは一般に、親水性部分および疎水性の置換基、例えば６〜24個、好ましくは10〜20個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する、アルキル、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、アルカリール、アリールアルキルおよびポリアリール基を含む。疎水性置換基はまた、ポリマー部分、例えばポリシロキサンおよびポリオキシプロピレンを含む。
【００３６】
アニオン界面活性剤の例には、スルホン酸の水溶性塩または硫酸のモノエステル、例えばアルキルベンゼンスルホネート、硫酸アルキル、アルキルエーテルサルフェート、オレフィンスルホネート、アルカンスルホネート、アルキルフェノールサルフェート、アルキルフェノールエーテルサルフェート、アルキルエタノールアミドサルフェート、アルキルエタノールアミドエーテルサルフェートおよびアルファスルホ脂肪酸または対応するエステルが包含され、それぞれ６〜24個の炭素原子を有する。
【００３７】
他の典型的なアニオン界面活性剤は石鹸、例えばリノレート、アルキルエーテルカルボキシレート、パルミテート、レジネート、オレートおよびステアレート；ならびにアルキルスルホスクシネート、例えばジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウムおよびジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、アシルタウリド、イセチオネート、アルキルエーテルスルホスクシネート、アシルサルコシネートおよびアルキルスルホスクシネートである。
【００３８】
アニオン界面活性剤は、アニオンのホスフェートエステル、アルキルホスホネート、アルキルアミノ-またはイミノメチレンホスホネートであり得る。これらの界面活性剤のそれぞれは一般に、少なくとも１個の上記した疎水性置換基を含む。エーテルを有する界面活性剤は、１個以上のグリセリル、オキシエチレン、オキシプロピレンおよびオキシブチレン基を含む。
【００３９】
好ましいアニオン界面活性剤はナトリウム塩であるが、市販の輸入品の他の塩には、リチウム、カリウム、カルシウムおよびマグネシウム塩が含まれる。なお他の塩は、アンモニア、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、低級アルキルアミン、アルキル-およびヒドロキシアルキル-ホスホニウム塩である。
【００４０】
非イオン界面活性剤には、３級アセチリニックグリコール(acetylinic glycol)、ポリエトキシル化アルコール、ポリエトキシル化メルカプタン、ポリエトキシル化カルボン酸、ポリエトキシル化アミン、ポリエトキシル化ヒドロキシアルキルアミド、ポリエトキシル化アルキルフェノール、ポリエトキシル化グリセリルエステルおよび、そのプロポキシレートまたは混合エトキシル化プロポキシル化誘導体が包含される。ポリマーの非イオン界面活性剤には、ポリオキシプロピレンおよびポリエチレンのブロックコポリマーならびに、ポリオキシブチレンおよびポリオキシエチレンまたはポリオキシブチレンおよびポリオキシプロピレンのコポリマーが含まれる。
【００４１】
両性界面活性剤には、疎水性部分、例えばC6-20アルキルまたはアルケニル基ならびに、アミンまたは４級アンモニウム基およびカルボキシレート、サルフェートもしくはスルホン酸を含む親水性部分から成る任意の水溶性界面活性剤化合物が含まれる。典型的な両性界面活性剤には、ベタイン、例えばイミダゾリンベタインが含まれる。他のものとしては、アルキルアミンエーテルサルフェート、スルホベタインおよび４級アミンまたは４級化されたイミダゾリンスルホン酸およびその塩が含まれる。なお他の適当な界面活性剤としては、両性イオン界面活性剤、例えばN-アルキルタウリンおよびカルボキシレートアミドアミンが含まれる。詳細な例としては、限定されることはないが、2-タロウアルキル、1-タロウアミドアルキル、1-カルボキシメチルイミダゾリンおよび2-ココナツアルキルおよびN-カルボキシメチル-2-（ヒドロキシアルキル）イミダゾリンが包含される。
【００４２】
本発明において有用なカチオン界面活性剤には、少なくとも８個、好ましくは10〜30個、より好ましくは12〜24個の脂肪族炭素原子を有するアルキルアンモニウム塩が含まれる。特に好ましいカチオン界面活性剤は、トリ-およびテトラアルキルアンモニウム塩である。典型的にはカチオン界面活性剤は、それぞれが8〜20個の炭素の１個または２個の脂肪鎖および、それぞれが１〜４個の炭素原子の２または３個の短鎖アルキル基を有する。詳細な例としては、ドデシルトリメチルアンモニウム塩ならびに、１個の長鎖アルキル基および２個の短鎖アルキル基を有するベンズアルコニウム(benzalkonium)塩が包含される。
【００４３】
他の有用なカチオン界面活性剤には、アルキル基が8〜22個、好ましくは10〜20個の炭素原子を有するN-アルキルピリジニウム塩が含まれる。
【００４４】
カチオン界面活性剤はまた、アルカリールジアルキルアンモニウム塩であり得る。アルキル基はそれぞれ、１〜4個の脂肪族炭素原子を有し、アルカリール(alkaryl)基は、たとえば8〜22個の炭素原子を有するアルキルベンゼン基である。
【００４５】
なお別の種類のカチオン界面活性剤には、アルキルイミダゾリン塩、例えばアルキルメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウム塩が含まれる。例としては、アルキルメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウム塩、アルキルベンジルヒドロキシエチルイミダゾリニウム塩および2-アルキル-1-アルキルアミドエチルイミダゾリン塩が包含される。
【００４６】
ある種のアミドアミンがカチオン界面活性剤として有用である。これらは、脂肪酸、エステル、グリセリドまたはそのアミドを形成する誘導体を、ジアミンまたはポリアミンと反応させることによって形成される。典型的なポリアミンはエチレンジアミンおよびジエチレントリアミンである。
【００４７】
カチオン界面活性剤は、界面活性剤に水溶解性を与える任意のアニオンであり得るアニオンを含む。適当なアニオンとしては、限定されることはないが、上記した式(I)におけるアニオンXが含まれる。
【００４８】
先の界面活性剤にはまた、それらのポリフッ素化誘導体が含まれる。この種類の特に好ましい界面活性剤には、ポリフッ素化アルキルサルフェートおよびポリフッ素化４級アンモニウム塩が含まれる。
【００４９】
本発明の界面活性剤は好ましくは、湿潤剤として使用することができるものである。湿潤剤は、水と疎水性固体表面、例えばパイプラインの内表面との間の表面張力を下げる。
【００５０】
本発明の組成物中の界面活性剤の量は、広く変化し得る。典型的には界面活性剤は、式(I)の化合物またはTRISの重量に対する量で、約50：1〜約1：200、好ましくは約20：1〜約1：100、最も好ましくは約10：1〜約1：50で存在する。特に好ましい比は約2：1〜約1：15である。
【００５１】
本発明において有用なスケール防止剤(scale inhibitor)および腐食防止剤としては、限定されることはないが、ホスホネート、例えば1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホネート、ポリマレート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリホスフェート、ホスフェート、可溶性亜鉛塩、ニトレート、サルファイト、ベンゾエート、タンニン、リグニンスルホネート、ベンゾトリアゾールおよびメルカプトベンゾチアゾールアミン、イミダゾリンならびに４級アンモニウム化合物樹脂が包含される。
【００５２】
典型的な種類の凝集剤はポリアクリルアミド分散剤である。消泡剤には、アセチリニックジオール(acetylinic diol)、シリコーンおよびそのポリエトキシル化誘導体が含まれる。典型的な殺生物剤には、スズ化合物およびイソチアゾロンが含まれる。
【００５３】
本発明の組成物はまた、非界面活性剤の生物浸透剤(biopenetrant)、例えばU.S. patent No. 4,778,813に記載されているものを含むことができる。典型的な非界面活性剤の生物浸透剤としては、ポリ［ヒドロキシエチレン（ジメチルイミニオ）エチレン（ジメチルイミニオ）メチレンジクロリド］、ポリ［ヒドロキシエチレン（ジメチルイミニオ）-2-ヒドロキシプロピレン（ジメチルイミニオ）メチレンジクロリド］およびN-[3-（ジメチルアンモニオ）プロピル]-N-[3-（エチレンオキシエチレンジメチルアンモニオ）プロピル］尿素ジクロリドが包含される。
【００５４】
別の種類の非界面活性剤の生物浸透剤は、約１％以上の濃度で、溶解性に乏しいかまたは適度に溶解する溶質の水溶解性を増加させる向水性物質である。典型的な向水性物質は、水溶性のグリコールエーテル、例えばジエチレングリコールモノメチルエーテルである。他の向水性物質には、低級アルキルアリールスルホネートのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩が含まれる。
【００５５】
本発明の組成物中に存在するときには、非界面活性剤の生物浸透剤は、組成物中の式(I)の化合物またはTRISの重量に基づいて約50％（ｗ／ｗ）未満、好ましくは約20％未満、より好ましくは約10％未満、最も好ましくは約5％未満の量で使用することができる。
【００５６】
先の添加剤は好ましくは、予め形成された本発明の組成物と組み合わせられる。例えば式(I)の化合物またはTRISが、上記したアミンまたはアンモニウム誘導体と組み合わせられる。その後、１種以上の添加剤が、得られた組成物に添加される。添加剤は、純化合物として添加することができるか、または商業的に入手可能なその調製物、例えば水溶液として添加することができる。
【００５７】
本発明の組成物は、予め製造し、必要とされるまで貯蔵することができる。組成物は酸素に対して適度に感受性である。したがって、必須ではないが、組成物は、不活性気体、例えば窒素でパージし、その大気下で貯蔵するのが好ましい。あるいは、組成物は単に、不活性気体の大気下で貯蔵されるか、またはしっかりと閉じられていてほとんど容器一杯に貯蔵されて、容器のヘッドスペース中の空気の体積を最小にすることができる。
【００５８】
硫化鉄の濃度を減少する方法
本発明の方法は、硫化鉄を可溶化するのに非常に有効である。この目的は、硫化鉄を含む導管を本発明の組成物と接触させて、第２の組成物を形成し、その後導管から第２の組成物を除去することによって達成される。
【００５９】
この方法は、硫化鉄堆積物で汚染されているかさもなければ妨害されている導管に広く適用可能である。導管には、水、気体または他の流体を運ぶことができる任意の容器が含まれる。導管の例としては、限定されることはないが、パイプライン、弁、フィルター、ろ過装置、タンク、貯蔵設備が含まれる。石油およびガス工業において特定の関連性を有する導管はパイプラインであり、これは、乾燥ガス、加工処理された流体またはその両方を運ぶことができる。かくして、これに関連した本発明の特定の利点は、パイプラインに導入される組成物のpHを調整し、かつ制御することができ、それによって組成物を容易に操作し、維持し、かつ除去することができることである。本発明はまた、硫化鉄で汚染された、水および水性系、例えばタンクの水の処理を企図する。これに関連して、硫化鉄の除去は、硫化鉄によるろ過装置の妨害の傾向を減らし、それによって、慣用の強い鉱酸での処理（これは典型的には鉄管及び他の鉄含有系の攻撃を伴う）の必要性が減る。
【００６０】
本発明の組成物は、組成物を硫化鉄堆積物と接触させるのに必要な任意の手段または手段の組合せによって導管へ導入することができる。組成物は、連続的に、または断続的に、すなわちバッチ式で、例えば運転中の気体または流体のパイプラインへ導入することができる。あるいは、バッチ導入は、清掃のために一時的に取り出されたオフラインのパイプラインに有効である。工業的な手順はピギング(pigging)を含み、これはパイプラインの処理のために有効である。組成物は、残留硫化鉄を除去するための慣用のピギングの手順の後に、パイプラインに導入することもできる。さらには、組成物は、そのようなパイプラインの進行中の処理において使用して、硫化鉄の低濃度を維持することができる。
【００６１】
本発明の任意の特定の組成物の使用が、導管から硫化鉄を除去するのに有効であるが、与えられた組成物について最適なリン対鉄のモル比は、約5：1である。最適モル比は、組成物中に含まれるアミンまたはアンモニウム誘導体にいくらか依存することもあり、慣例の実験によって容易に決定される。例えば、TRISおよびアンモニアの組成物については、リン対鉄の比4：1が特に有効であり、錯体化した硫化鉄の濃度に応じてピンクからマゼンタに見える溶液を与える。TRISおよびメチルアミンの組成物については、リン対鉄の比5.1：1が最も有効であり、これは典型的には、錯体化した硫化鉄の濃度に依存して、サーモン-オレンジから深いオレンジ-茶色への色の範囲で、硫化鉄錯体を生じる。しかしながら、最適比からはずれるモル比を容易に使用でき、ここでは、遅い速度でも、硫化鉄の錯体化および溶解が生じる。とにかく、一旦形成された、可溶化された硫化鉄の溶液は、空気にさらされると鉄がゆっくり酸化するにつれてますます薄黄色になるが、それにもかかわらず、均一なままである。
【００６２】
以下の実施例は、本発明を説明するために与えられる。しかしながら、本発明はこれらの実施例に記載された特定の条件または詳細に限定されるものではないことを理解すべきである。
【００６３】
実施例１：テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェート(THPS)および塩化アンモニウムから生成した組成物
A.   テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェート(THPS)は、４より下の多種のpHを有する75〜90重量％水溶液として商業的に得られる。以下の手順により、硫化鉄を錯体化することができる1000gの５％水性組成物が得られる。66.6グラムの75重量％THPS（水中）および0.5グラムの塩化アンモニウムを組み合わせ、90グラムの水で希釈し、次いで混合した。十分な量の水酸化ナトリウムもしくはカリウムの30重量％水溶液を添加して、pHを約6.5に上げた。水の添加により生成物の全重量を1000グラムにし、そこでpHを再測定した。希釈後、必要ならpHを少し再調整して、所望の値にすることができる。
【００６４】
この実施例では、水を、種々の量のメタノールで置き換えて、溶液中のTHPSおよび水の全体的な相対量に応じて少なくて0％の水および多くて95％の水を有する溶液を生成させることができる。反応体溶液を希釈するのに使用される水またはアルコールの量を単に制限することによって、より濃縮された組成物を製造することができる。
【００６５】
B.  以下の手順によって、商業量の組成物を製造した。26ガロンの、75％水溶液としてのテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートを、脱イオン水で全量ほぼ380ガロンに希釈した。得られた酸性溶液を、40％水酸化カリウム水溶液でpH7.7に調整し、脱イオン水で体積を390ガロンにした。よく混合した後、塩化アンモニウム（0.47lbs（ポンド））を添加し、得られた混合物を撹拌しながら完全に溶解させた。少量の40％水酸化カリウム水溶液でpH7.7へpHの再調整を必要とした。得られた組成物を、場合により窒素雰囲気下で、ほぼ一杯に満たして封止した容器中に貯蔵した。
【００６６】
実施例２：テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェート(THPS)およびメチルアミンから生成した組成物
実施例１の手順にしたがって、1)   6.66ｇの、75重量％の水溶液の形態でのテトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェートを十分な水と組み合わせて、90mLの溶液を製造し、2)  濃（12Mの水性KOH）苛性を添加して、pH7.7にてTRISを形成し（95％転化率）、3)  水で100mLに希釈し、4)  0.263グラムのメチルアミンを添加し、5)  混合することによって、5重量％の組成物を製造した。
【００６７】
実施例３：反応体対鉄の最適比の決定
以下の決定は、TRISおよびアミン源の相対的なモル量がいかに最適な鉄(II)錯体形成に影響を及ぼすかを証明する。これらの決定においては、硫酸鉄(II)７水和物（水溶性鉄(II)化合物）が便利な標準の鉄源として選択された。実施例１および２に示した一般的な手順を用いて、TRISが製造された。
【００６８】
TRIS、アンモニアおよび鉄(II)から形成された錯体は、490nm付近で吸収極大を示す。反応体の最適比を見出すために、錯体形成する成分の種々の組成の吸光度を測定した。成分［TRIS、アンモニア、鉄(II)］の最適モル比は、20：8：5であると観察された。
【００６９】
メチルアミンを用いた同様の試みから、473nmに吸収極大および、［TRIS、メチルアミン、鉄(II)］について26：10：5の最適比（モル）を有する錯体が得られた。
【００７０】
実施例４：不溶性の硫化鉄の錯体化
可溶性鉄(II)化合物および可溶性スルフィドを、硫化鉄(II)の溶解性を超えるように十分な量で等モルの割合で組み合わせることによって、水溶液から硫化鉄(II)を沈殿させた。この実施例では、硫酸鉄(II)７水和物の0.172M溶液1.65mLおよび硫化ナトリウム９水和物の0.172M溶液1.65mLの、全体積50.0mLの溶液中での組合せが、25mgの黒色硫化鉄(II)の沈殿または溶液１リットル当たり約500mgの硫化鉄(II)の分散物を生じた。
【００７１】
A.  分散物中の硫化鉄の錯体化
実施例２で製造した5重量％水性組成物20mLを、全部で50mLの水中で25mgの硫化鉄と撹拌した。TRIS：メチルアミンの比は26：10であると算出された。硫化鉄(II)は、組成物または硫化鉄が涸渇してきたときに、約1800ppm/時間〜約33ppm/時間の初期速度で、22℃にて溶解した。あるいは、20mLの実施例１の水性組成物を、硫化鉄分散物と撹拌した。約500nmでの溶液の吸光度の安定した増加によって確認したように、30分間以内に、全ての硫化鉄が溶解した。
【００７２】
B.  ろ紙上での硫化鉄堆積物の錯体化
上記のようにして製造した硫化鉄（II)分散物を、吸引して布ろ紙上でろ過した。硫化鉄を乗せた布をpH5の水中の0.1Ｍクエン酸緩衝液50mLおよび実施例１の組成物20mLと接触させて置き、振とうした。布ろ紙から、20時間未満で完全に沈殿が除かれ、その間周囲の溶液の500nmでの吸光度は増加した。
【００７３】
実施例５：鉄(II)を錯体化させる組成物の形成のpH依存性
この実施例は、テトラキス（ヒドロキシメチル）ホスホニウムサルフェート(THPS)を使用する本発明の組成物および方法がpH依存性であることを示す。
【００７４】
以下の表における各見出しについては、FeSO4（0.015M）、NH4+（0.030M）、THPS（0.06M）およびリン酸緩衝液（0.1M）を含むストック溶液が22℃で使用された。最初の溶液は本質的に無色である。0.1Mのリン酸緩衝液を使用してpHを安定化させ、各試験を実施した。
【表１】
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【００７５】
結果は、大きなpHでTHPSから製造された組成物についてはるかに急速に、硫化鉄錯体形成が生じることを示す。5より上のpH値では、錯体形成速度は加速し続け、例えばpH7.5では、数秒以内に全錯体形成が完了する。
【００７６】
実施例６：ピグピルバッチ手順(Pig Pill Batch Procedure) 
この実施例は、硫化鉄堆積物を含むパイプラインが、本発明の組成物および方法を用いて、いかに浄化され得るかを示す。
【００７７】
ピグをパイプラインに送り出し、パイプライン中のわかる場所に設定する。十分な量の実施例１で製造した水性組成物をラインに注入する。第２のピグを送り出して、２つのピグ間に流体の円柱を形成し、これはパイプライン壁の全周囲を覆う。ピグを動かすのに使用される圧力の制御に応じて１時間当たり６マイルで動くピグピルを送り出す。後ろに残された任意の遊離粒子のさらなる清掃のために、担体流体を有する第３のピグを送り出すことができる。ピグ受器で試料を取り出して、さらなるピギングが必要かどうかを評価することができる。
【００７８】
実施例７：非ピギング手順
この手順は、特にひどい硫化鉄の蓄積を有するパイプラインのために、またはパイプラインがピグ受器およびランチャー(launcher)を備えていないのなら、必要であり得る。あるタイプの分離または保持容器が、ラインの上に必要であり得る。本発明の水性組成物は、鉄蓄積の上流で連続的にパイプラインへ注入される。流速および圧力は監視され、可能なときは試料が取り出される。硫化鉄堆積物は、パイプライン中の組成物の連続流によって除去される。
【００７９】
実施例８：バッチおよびピグ手順
実施例１の水性組成物を、重力送りまたはパイプラインの内圧に依存する注入によって、バッチ式でパイプラインに導入する。次に、水性組成物を用いたバッチ処理に続いて、ピグを送り出して、ラインに沿って溶液を動かす。最良の結果のためには、ピグは１時間当たり６マイルで動かさなければならない。ピグ受器で試料を取り出して、さらなるピギングが必要かどうかを評価することができる。使用される組成物の全体積は、パイプの長さ、内径ならびに、パイプライン中の塵、スラグまたは蓄積のひどさに基づく。ピグのタイプは、ライン中の蓄積のひどさに基づいて選択することができる。
【００８０】
本発明を、好ましい実施態様およびその好ましい使用に関して記載し、説明してきたが、それに変形および変更をなすことができ、それは添付した特許請求の範囲に示した本発明の全範囲内にあるので、本発明はそのように限定されるべきではない。
【国際調査報告】
2005523378.tif 000009