脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐及其制备方法技术

技术编号:11794946 阅读:178 留言:0更新日期:2015-07-29 23:18
本发明专利技术涉及一种脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐及其制备方法,脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,分子通式为:其中:M为碱金属离子,R为C12~C18的烷基,m和n为乙氧基团的加合数,m为≥0的整数,n为≥0的整数,m+n取值范围为2~10。本发明专利技术所制备的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐具有耐温抗盐的优良性能,由于该磺酸盐分子中不含芳香基,是一种绿色环保的驱油用表面活性剂;同时,该磺酸盐的制备方法具有原料廉价易得、制备步骤简单、反应条件温和的优点,可考虑进行工业化放大生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学驱油用剂
,具体地,涉及一种脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸 盐及其制备方法。
技术介绍
针对高温高盐高硬度油藏的三次采油技术,研发具有耐温抗盐抗钙镁离子性能的 化学驱油剂是提高原油采收率的关键。近年来对高温高盐高硬度油藏化学驱的室内研宄和 现场实践结果表明,聚合物驱、碱驱以及复合驱不适用于高温高盐高硬度油藏。聚合物存在 热降解和盐敏效应以及化学降解和剪切降解的问题,粘度降低;碱会引起地层和油井腐蚀、 结垢,带来检泵周期缩短以及采出液破乳脱水困难等一系列生产问题。表面活性剂驱中应 用较多的阴离子表面活性剂耐盐性差,易与钙镁离子结合形成沉淀;非离子表面活性剂因 存在浊点以致耐温性差;虽然可通过将不同表面活性剂复配后发挥协同作用来提高其耐温 抗盐性、降低油水界面张力,但是由于色谱分离现象导致不同组分在岩石表面的吸附量不 同,复配体系在地层中推进时驱油剂组成会发生明显变化,最终削弱了驱油效果。 研宄表明,磺酸盐型阴非离子表面活性剂兼具非离子(聚氧乙烯基团)和阴离 子(磺酸基)两类亲水基团,不但具有优良的化学性能,而且具有较好的耐温抗盐抗钙镁 离子能力,在高温高盐油藏表面活性剂驱中有更加广阔的应用前景。目前合成较多的磺酸 盐型阴非离子表面活性剂为脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磺酸盐,常用的合成方法主要有 Strecker法、磺烷基化法、硫酸醋盐转化法、稀径加成法等,磺烷基化法又包括溴(氯)乙基 磺酸钠法、羟乙基磺酸钠法、丙烷磺内酯法等。 Strecker法以亚硫酰氯或硫酰氯作卤化剂,成本高,有毒性和腐蚀性,专利 CN101279937A、US 4588534采用此法进行合成,难以进行工业化生产。CN103288687A、 CN103301781A对此法的磺化反应进行了改进,CN103288687A用亚硫酸钾作磺化剂,加入有 机溶剂作稀释剂,减少了水的用量;CN103288687A羟乙基磺酸钠作磺化剂,溶于强极性非 质子溶剂形成均相体系,有利于反应完全。硫酸酯盐转化法所得的产物较难分离,并且硫酸 酯盐易发生水解反应,磺化选择性低。王业飞(王业飞,赵福麟.由AES合成脂肪醇聚氧 乙烯醚磺酸钠的研宄.精细石油化工,1996,(5) :22-24.)以AES为原料采用此法合成 了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠,产品收率可达60%。溴(氯)乙基磺酸钠法要求在无水条件 下进行反应,并且使用N 2保护,羟乙基磺酸钠法反应中会产生泡沫,丙烷磺内酯法反应快、 广率尚、设备简单、副广物少,但是丙烷横内醋成本尚,易爆,有潜在的致癌性,不利于工业 化生产。US 4267126采用烯烃加成法合成了烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐,烷基酚聚氧乙烯醚 在无氧无水、碱性条件下与氯丙烯反应得到中间体,再以亚硫酸钠与亚硫酸氢钠的混合物 (摩尔比1:2)作磺化剂、以小分子醇作助溶剂,并加入一定量的产品进行磺化反应,产率最 尚可达94%。 综上所述,目前聚氧乙烯醚磺酸盐产品主要是脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磺酸 盐,制备方法普遍存在一些问题,如需要高压反应釜、合成条件苛刻、设备要求高、腐蚀性强 等,限制了工业化生产。
技术实现思路
针对高温高盐高硬度油藏难以用单一表面活性剂将油水界面张力降至10_3mN/m 的问题,本专利技术提供一种,该磺酸盐具有较好的 表面活性,在高温高盐高硬度条件下可有效降低油水界面张力。 为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下: 脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,其特征在于,分子通式为:【主权项】1. 一种脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,其特征在于,分子通式为:其中:M为碱金属离子,R为C12~C18的烷基,m和n为乙氧基团的加合数,m为多0的 整数,n为彡0的整数,m+n取值范围为2~10。2. 根据权利要求1所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,其特征在于,所述R为椰油基、 月桂基、硬脂基、油酸基、牛油基或者大油酸基。3. 根据权利要求1 - 2所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,其特征在于,所述的M选自 Na+、K+;所述的乙氧基团的加合数m+n为2~5。4. 权利要求1 - 3所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,采用烯 烃加成法,以脂肪胺聚氧乙烯醚为原料,利用卤代烃对脂肪胺聚氧乙烯醚进行烷基化,然后 使用亚硫酸钠或亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物作磺化剂进行磺化,制得脂肪胺聚氧乙烯 醚双磺酸盐产品。5. 根据权利要求4所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,具体 包括如下步骤: (a) 、将脂肪胺聚氧乙烯醚、碱金属盐按1 :2. 5~3的摩尔比加入到反应容器中,通氮除 氧脱水,在.80%~120W下搅拌反应0. 5~4小时,生成棕色液体,得到醇钠; (b) 、醇钠降至室温(25±5°C ),再加入卤代烃、相转移催化剂,升温至:40K~60%下 反应2~6小时得到中间产物粗产品; (c) 、中间产物粗产品用热蒸馏水洗涤3次,调节pH值至8~9,静置分层,取上层油层 旋蒸除去未反应的卤代烃,得棕色或棕黄色液体即为中间产物; (d) 、将步骤(c)合成的中间产物、溶剂与催化剂加入反应容器中,滴加磺化剂溶液,在 :809C~lOO^T下搅拌8~16小时至溶液成一相,得棕色或黄色液体即为终产物粗产品; (e) 、终产物粗产品旋蒸除溶剂,降至室温后加入异丙醇萃取,将上层萃取液再用二氯 甲烷萃取,旋蒸得黄色液体,将黄色液体用乙醇多次重结晶,干燥得到白色粉末状固体,即 脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐。6. 根据权利要求4 - 5所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,碱 金属盐选用氢氧化钠或者氢氧化钾。7. 根据权利要求4 - 6所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,卤 代烃选用氯丙烯或者溴丙烯,卤代烃与脂肪胺聚氧乙烯醚的摩尔比为2~3 :1。8. 根据权利要求4 - 7所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,相 转移催化剂选用聚乙二醇PEG - 400,用量为脂肪胺聚氧乙烯醚质量的10%。9. 根据权利要求4 - 8所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,其 中,溶剂为蒸馏水或蒸馏水-乙醇混合溶液,蒸馏水与乙醇的体积比为1:2~5,溶剂用量约 为反应物总重量的60%左右;催化剂为硝酸钠,其用量为步骤(c)合成的中间产物质量的 10%〇10. 根据权利要求4 -9所述的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐的制备方法,其特征在于,磺 化剂选用亚硫酸氢钠或亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合物,亚硫酸钠与亚硫酸氢钠的摩尔比 为1:2 ;中间产物与亚硫酸氢钠的摩尔比为1:2~3。【专利摘要】本专利技术涉及一种,脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,分子通式为:其中:M为碱金属离子,R为C12~C18的烷基,m和n为乙氧基团的加合数,m为≥0的整数,n为≥0的整数,m+n取值范围为2~10。本专利技术所制备的脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐具有耐温抗盐的优良性能,由于该磺酸盐分子中不含芳香基,是一种绿色环保的驱油用表面活性剂;同时,该磺酸盐的制备方法具有原料廉价易得、制备步骤简单、反应条件温和的优点,可考虑进行工业化放大生产。【IPC分类】C07C309-10, C09K8-584, C07C303-32【公开号本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐,其特征在于,分子通式为:其中:M为碱金属离子,R为C12~C18的烷基,m和n为乙氧基团的加合数,m为≥0的整数,n为≥0的整数,m+n取值范围为2~10。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:戴彩丽赵健慧由庆赵明伟赵光方吉超刘逸飞杜明勇
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东;37

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