木质素羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法技术

本发明专利技术属于用作乳化剂、增湿剂、分散剂、起泡剂或驱油剂的木质素衍生物技术领域，具体涉及一种木质素羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法，先以碱木素为原料制备胺化木质素；再以氯乙酸钠为羧基化试剂对胺化木质素进行羧基化。该方法工艺简单、条件温和，制得的表面活性剂水溶性优异，且在地层矿化水浓度超过6000mg/L时，在无碱条件下可使油水界面张力达到超低。

【技术实现步骤摘要】
木质素羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法
本专利技术属于用作乳化剂、增湿剂、分散剂、起泡剂或驱油剂的木质素衍生物
，具体涉及一种木质素羧基甜菜碱表面活性剂的制备方法。
技术介绍
随着世界能源需要的增加，对石油的开采量及其开采效率的要求越来越高，常规的采油方法(一次采油和二次采油)一般仅能采出原油地质储量的1/3，大约2/3的原油仍留在油层中，提高原油采收率已成为石油开采研究的重大课题(“石油开采中表面活性剂驱的应用与展望”，刘方等，精细与专用化学品，2000年第22期，第9页左栏第1段第1-4行，公开日2000年12月31日；“三次采油用表面活性剂的研究现状与趋势”，赵田红等，化学工程师，2005年第122卷第11期，第32页左栏第1段第2-3行，公开日2005年11月30日)。目前，三次采油是提高原油采收率的一个重要方法(“三次采油用表面活性剂的研究现状与趋势”，赵田红等，化学工程师，2005年第122卷第11期，第32页左栏第1段第3-4行，公开日2005年11月30日)。三次采油主要是向地层注入流体或能量引起的物理化学变化的驱油方式(“表面活性剂在三次采油中的应用”，王伟龙等，石化技术，2016年第23卷第11期，第58页左栏第1段第11-13行，公开日2016年12月31日)。驱油用表面活性剂应具备以下条件：油水界面上的表面活性高，在岩石表面上的被吸附量小，在地层介质中有较大的扩散速度，在水中浓度较低时具有较强的驱油能力，能够阻止其他化学剂副反应发生，抗地层高温、抗高盐浓度，成本低(“三次采油用表面活性剂的研究现状与趋势”，赵田红等，化学工程师，2005年第122卷第11期，第32页右栏第1段第1-8行，公开日2005年11月30日)。木质素是植物的主要成分。然而，由于木质素的结构复杂、物理化学性质不均一，分离提取困难，使得其至今没有被很好的利用。木质素一般作为木材水解工业和造纸工业的副产物，由于得不到充分利用，成为环境污染物。因此，开发木质素及其衍生物制备驱油用表面活性剂对于提高油田采收率、降低成本、减少污染具有重要的现实意义(“木质素及衍生物在三次采油中的应用研究进展”，王磊等，上海造纸，2008年第39卷第3期，第63页左栏第1段第1-7行及第63页右栏第2段第1-4行，公开日2008年9月1日)。然而，专利技术人在研究过程中发现，以木质素为原料制备驱油用表面活性剂时，得到的表面活性剂的水溶性较差，并且在地层矿化水浓度超过6000mg/L时，效果不佳，无法使油水间的界面张力降低至超低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水溶性优异且在地层矿化水浓度超过6000mg/L时，效果好的驱油用表面活性剂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：表面活性剂的制备方法，先以碱木素为原料制备胺化木质素；再以氯乙酸钠为羧基化试剂对胺化木质素进行羧基化。进一步，以碱木素为原料经环氧-胺化两步反应制备胺化木质素。进一步，以碱木素为原料经环氧-胺化两步反应制备胺化木质素具体为：将碱木素与水混合，加入碱使其完全溶解，然后加入环氧氯丙烷，在30-90℃下反应3-10小时，得到环氧木质素；随后将环氧木质素与有机胺混合，在30-90℃下反应2-8小时。进一步，所述有机胺包括甲胺、二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、正丁胺、N,N-二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙胺和三乙醇胺中的一种或多种。进一步，木质素和环氧氯丙烷的质量比为1:0.8-1:1.5。进一步，环氧木质素和有机胺的摩尔比为1:0.5-1:3。进一步，以氯乙酸钠为羧基化试剂对胺化木质素进行羧基化具体为：将胺化木质素和碱液加入水中搅拌至完全溶解，然后升温至50-120℃，加入氯乙酸钠水溶液，反应3-10小时。进一步，胺化木质素和碱液的质量比为1:1.0-1:5.0。进一步，氯乙酸钠水溶液的用量为胺化木质素与氯乙酸钠溶液中含有的氯乙酸钠的摩尔比为1:0.5-1:2.0。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的方法制得的表面活性剂水溶性优异。本专利技术的方法制得的表面活性剂在地层矿化水浓度超过6000mg/L时，效果好。本专利技术的方法制得的表面活性剂性能稳定，静态吸附试验表明制备的木质素羧基甜菜碱表面活性剂在石英砂表面的饱和吸附量小于1.00mg/g。本专利技术的制备方法，工艺简单、反应条件温和。本专利技术的原料价廉易得，实现了资源的回收再利用，能够提高造纸工业副产物的附加值。本专利技术的方法制得的表面活性剂，在无碱条件下可以使油水间界面张力达到超低值，对地层伤害小、高效环保、降低了复合驱的成本。具体实施方式所举实施例是为了更好地对本专利技术的内容进行说明，但并不是本专利技术的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1木质素羧基甜菜碱表面活性剂，具体采用以下原料按照以下步骤制备而得：A.将20g碱木素溶于150mL蒸馏水中，然后用20wt％的氢氧化钠溶液40g搅拌至完全溶解，滴加12g环氧氯丙烷，在65℃条件下反应5小时，得到环氧化木质素；随后将得到的20.8g环氧木质素加入100mL蒸馏水中充分溶解，滴加9g二甲胺，在80℃恒温搅拌6小时，即可得到胺化木质素；B.称取25.3g胺化木质素溶于60g20wt％的氢氧化钠溶液中搅拌至完全溶解，升温至80℃，用恒压滴液漏斗滴加30wt％的氯乙酸钠水溶液42.7g，反应6小时，即得。实施例2木质素羧基甜菜碱表面活性剂，具体采用以下原料按照以下步骤制备而得：A.将20g碱木素溶于150mL蒸馏水中，然后用20wt％的氢氧化钠溶液40g搅拌至完全溶解，滴加12g环氧氯丙烷，在65℃条件下反应5小时，得到环氧化木质素；随后将得到的20.8g环氧木质素加入100mL蒸馏水中充分搅拌，滴加14.6g二乙胺，在80℃恒温搅拌6小时，即可得到胺化木质素；B.称取28.1g胺化木质素溶于60g20wt％的氢氧化溶液中搅拌至完全溶解，升温至80℃，用恒压滴液漏斗滴加30wt％的氯乙酸钠水溶液42.7g，反应6小时，即得。实施例3木质素羧基甜菜碱表面活性剂，具体采用以下原料按照以下步骤制备而得：A.将20g碱木素溶于150mL蒸馏水中，然后用20wt％的氢氧化钠溶液40g搅拌至完全溶解，滴加12g环氧氯丙烷，在65℃条件下反应5小时，得到环氧化木质素；随后将得到的20.8g环氧木质素加入100mL蒸馏水中充分搅拌，然后滴加21g二乙醇胺，在80℃恒温搅拌6小时，即可得到胺化木质素；B.称取31.3g胺化木质素溶于60g20wt％的氢氧化钠溶液中搅拌至完全溶解，然后升温至80℃，用恒压滴液漏斗滴加30wt％的氯乙酸钠水溶液42.7g，反应6小时，即得。实施例4木质素羧基甜菜碱表面活性剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.表面活性剂的制备方法，其特征在于，先以碱木素为原料制备胺化木质素；再以氯乙酸钠为羧基化试剂对胺化木质素进行羧基化。/n

【技术特征摘要】
1.表面活性剂的制备方法，其特征在于，先以碱木素为原料制备胺化木质素；再以氯乙酸钠为羧基化试剂对胺化木质素进行羧基化。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以碱木素为原料经环氧-胺化两步反应制备胺化木质素。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以碱木素为原料经环氧-胺化两步反应制备胺化木质素具体为：将碱木素与水混合，加入碱使其完全溶解，然后加入环氧氯丙烷，在30-90℃下反应3-10小时，得到环氧木质素；随后将环氧木质素与有机胺混合，在30-90℃下反应2-8小时。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾。


5.根据权利要求3或4所述的制备方法，所述有机胺包括甲胺、二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、正丁胺、N,N-二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙胺和三乙醇胺中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淑艳，李学良，
申请(专利权)人：重庆化工职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50