一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种驱油用双烷氧基甘油醚聚氧乙烯‑聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂及其制备方法。本发明专利技术利用长链脂肪醇和环氧氯丙烷反应生成1,3‑二烷氧基‑2‑丙醇（I）,I先后与环氧丙烷和环氧乙烷加成生成双烷氧基甘油醚聚氧乙烯‑聚氧丙烯醚（II），II再用氯磺酸硫酸化得到双烷氧基甘油醚聚氧乙烯‑聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂。该方法制备的表面活性剂在低弱碱或无碱条件下具有较好的溶解性能、界面性能、乳化性能和驱油效果。其中，双烷氧基甘油醚聚氧乙烯‑聚氧丙烯醚硫酸盐（diC

A double long chain alkyl polyoxyethylene polyoxypropylene ether sulfate surfactant for oil displacement and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂及其制备方法
：本专利技术涉及石油开采过程中使用的复合驱油体系中的表面活性剂，特别是涉及一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂及其制备方法。
技术介绍
：目前我国大部分油田已经进入注水开发后期，水驱后油藏中一般还有50％以上的残余油。化学驱是油田提高最终采收率的主要方法，包括表面活性剂驱、碱驱、聚合物驱和复合驱。在注水中加入合适的表面活性剂后可以大大降低注入水与地层残余油之间的界面张力，将残余油驱替出来，提高采收率。驱油用表面活性剂主要是阴离子型、非离子型和两性离子型，现在油田现场在用的主要是两种阴离子型表面活性剂，重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐。因此不同类型和结构的驱油用表面活性剂始终是化学驱研究的热点之一。表面活性剂分子由两部分组成，一部分是溶于水的亲油基，另一部分是不溶于水的疏水基，改变亲油基和疏水基的类型和结构，则表面活性剂展现出截然不同的性质。延长表面活性剂疏水链长度可以降低其临界胶束浓度(cmc)，但当碳原子数高于18时表面活性剂自身溶解度会显著降低。研究中发现，在离子型表面活性剂的疏水基与亲水离子头之间嵌入中等极性基团(如氧丙烯醚或氧丙烯醚-氧乙烯醚)链段可形成伸展型表面活性剂(ExtendedSurfactant)，旨在将表面活性剂疏水链进行延长。增强表面活性剂与油、水的相互作用，但又不会显著降低表面活性剂的亲水性。该类表面活性剂具有许多特点，如增溶能力强，临界微乳液浓度低，与多种油相间界面张力易达到超低等。其中，硫酸盐伸展型表面活性剂可显著降低油/水界面张力，并且具有良好的乳化能力和耐盐抗硬水能力，因而在三次采油领域中备受关注。这类活性剂的疏水基团主要为烃类，一般为含有C8～C18的直链烃(也可以是环烷烃)，如果再增加烷烃碳数，则原料来源少，而且价格昂贵，不适宜大规模推广应用。目前Extended表面活性剂研究较多的为直链烷基聚氧丙烯醚硫酸盐(APS)，而对于支链型APS的研究还很少，研究表明引入短链或支链疏水基可以增强表面活性剂的润湿性能，降低其Krafft点。为此，利用双长链烷基来增加疏水基团的碳数和改变疏水基团的分子结构，并且在分子结构中引入聚氧乙烯和聚氧丙烯链状结构，可大大改善APS表面活性剂的表面活性及亲水亲油平衡性，形成胶束，调整水和油的极性，改善复合驱油体系的相态和相性质的微乳成分，实现高效的低弱碱三元复合驱或无碱二元复合驱技术。
技术实现思路
：本专利技术在于克服
技术介绍
中存在的问题，而提供一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，该驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，在低弱碱或无碱条件下具有较好的界面性能、乳化性能和驱油效果。本专利技术还提供一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂制备方法。本专利技术解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，其化学结构式如下；本专利技术还提供一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚羧酸盐表面活性剂的制备方法，其步骤包括：(1)、由长链脂肪醇和环氧氯丙烷反应生成1,3-二烷氧基-2-丙醇(I),(2)、I与环氧乙烷和环氧丙烷加成生成中间体双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(II)，(3)、II再用ClSO3Na硫酸化反应得到最终产物双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐(III)。I、II、III结构式中：R＝C8H17,C10H21,C12H25，环氧乙烷(m)和环氧丙烷(n)平均数为5-30，优选的环氧乙烷(m)和环氧丙烷(n)平均数为8-20。在将表面活性剂III溶解于大庆油田地层水中时，水溶液中表面活性剂质量分数为0.05％-0.5％，溶液中含有浓度为1500mg/L的部分水解聚丙烯酰胺和质量分数为0％-1.4％的碳酸钠，在45℃油藏温度条件下能够使大庆油田原油/地层水界面张力值降到10-3mN/m数量级。本专利技术与上述
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相比较可具有如下有益效果：本专利技术提供的双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂产品在广泛的pH范围内具有良好的溶解性能、乳化性能和化学稳定性。该表面活性剂由于具有高对称性和双亲油基，能够有序地排列在油/水界面，因此表现出优良的降低界面张力的性能，在低弱碱或无碱条件下使原油/地层水界面张力降至超低，并可以大幅度提高化学驱采收率，适合用作弱碱或无碱驱油剂，应用于表面活性剂+聚合物+弱碱三元复合驱或表面活性剂+聚合物二元复合驱。附图说明：附图1本专利技术实施例中双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐(diC10GE-E15P10-SS)三元体系界面张力性能；附图2本专利技术实施例中双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐二元体系界面张力性能；附图3本专利技术实施例中双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐三元体系乳化性能。具体实施方式：下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1：本专利技术双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐的制备方法，包括以下步骤：(1)1,3-二烷氧基-2-丙醇(I)在1,000mL的三口圆底烧瓶中加入0.5mol脂肪醇(正辛醇、正癸醇或十二醇)、0.01mol四丁基溴化铵、0.7molKOH以及400mL正己烷，在25～30℃下用机械搅拌混匀半小时，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加0.5mol环氧氯丙烷，控制1h滴完，并控制温度不高于30℃。滴加结束后再逐渐升温至50℃，继续反应6h。反应结束后将混合物转移至烧杯中，静置一夜，然后抽滤除盐，滤液再经旋转蒸发除去溶剂。最后，通过减压蒸馏收集烷基缩水甘油醚产品(C8GE,130～135℃/3kPa；C10GE,140～145℃/3kPa；C12GE,165～170℃/3kPa)，产物为无色或微黄色透明液体，纯度可达99％以上。称取2mol脂肪醇(正辛醇、正癸醇或十二醇)、0.016mol乙醇钠固体粉末加入到1,000mL三口圆底烧瓶。控制温度为75±1℃，机械搅拌半小时使其混和均匀。然后缓慢滴加0.8molCxGE(对应为C8GE、C10GE或C12GE)1h，滴加结束后升温至125±2℃继续反应12h。反应混合物自然冷却至70℃左右，加入等体积的70℃左右的去离子水洗涤两次，除催化剂。经无水硫酸镁干燥、抽滤后，所得反应液进行减压蒸馏得到产品(diC8GE,220～230℃/3kPa；diC10GE,240～250℃/3kPa；diC12GE,280～290℃/3kPa)，产物为微黄色透明液体，纯度可达99％以上。(2)双烷氧基甘油醚聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(II)向0.5L的高压反应釜中加入100g1,3-二烷氧基-2-丙醇(diCxGE，x＝8,10,12)和等摩尔量的KOH，升温至120℃。搅拌下通入高纯氮气然后抽真空，重复此置换操作三次。然后升温至160℃，导入环氧丙烷至反应釜压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，其特征在于：其化学结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，其特征在于：其化学结构式如下：



其中R＝C8H17,C10H21,C12H25，环氧乙烷(m)和环氧丙烷(n)平均数为5-30。


2.根据权利要求1所述一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂，其特征在于，所述环氧乙烷(m)和环氧丙烷(n)平均数为8-20。


3.根据权利要求1或2所述一种驱油用双长链烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚硫酸盐表面活性剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍晓林，侯兆伟，王海峰，陈劼，杨勇，单厚菲，吴国鹏，苑登御，单存龙，刘庆梅，李凌云，
申请(专利权)人：大庆油田有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23