一种多官能团两型阴离子驱油新材料的制备制造技术

本发明专利技术涉及一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法。以马来酸酐、长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)、磷酸氢二钠、氯乙酸钠为原料，通过酯化反应、加成反应、取代反应生成多官能团两型阴离子驱油用新材料。其特征在于：此类驱油用新材料含有多个阴离子基团，与普通的驱油剂相比有更好的耐温抗盐性，较高的界面活性，耐酸碱性能比较强，具有良好生物活性，且容易生物降解，符合油藏环境平衡的理念。

【技术实现步骤摘要】
一种多官能团两型阴离子驱油新材料的制备
本专利技术提供了一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法，具体是利用经典的化学反应将几种常见的化工原料合成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。制备的新材料具有较高的界面活性，使原油与水界面上能够达到超低界面张力，是一种应用前景广阔的驱油新材料。此类驱油用新材料含有多个阴离子基团，与普通的驱油剂相比有更好的耐温抗盐性，较高的界面活性，耐酸碱性能比较强，具有良好生物活性，且容易生物降解，符合油藏环境平衡的理念。
技术介绍
石油是世界工业的咽喉，它的存在不仅涉及到经济发展，更重要的是对国家的安全产生重大的影响，自二战以后几乎所有战争都是由抢夺石油资源引起的。我国是石油含量较为丰富的一个国家，但是我国石油人均量匮乏，仅为世界平均人均水平的1/5。除了大庆、胜利、长庆等主要的油田外，其他的油气田单位面积储量都普遍较小，而且低品位油田居多，同时油田埋藏较深、类型较复杂、品质差。在剩余可采的储量中，优质石油资源不足，低渗或特低渗油、稠油等油田居多。由此可见，勘探难度越来越大，隐蔽且复杂的油气藏已经成为勘探主要对象，地表和地质条件复杂的地区正在成为新的重点勘探目标区。老油田已进入高含水、高采出阶段，综合含水率高达80％，平均采出的程度大于65％，原油产量呈现递减的趋势，鉴于易于回收的石油很快就会被耗尽，而且通过常规方法开采过的油层中仍残留着大量的油，因此三次采油的实施对于保证石油的持续供应至关重要。在众多的三次采油技术中，化学驱油技术因其“性价比高”日益受到科学工作者的广泛重视。目前常规使用的非离子型、阴离子型等单一类型驱油剂耐温抗盐性能方面表现不足，使得一类普适性高、性能好、成本低的驱油新材料逐渐成为研究的焦点。磷酸型表面活性剂具有良好的溶解性、乳化性、生态环保以及较低的生物刺激性等，与一般阴离子型表面活性剂相比，其耐硬水、耐酸碱性、电解质性、抗静电性均好。羧酸盐型表面活性剂若存在多个羧基，亲水性显著，发泡性能良好，能使油层和水层的界面张力达到10-3～10-4mN/m。设计出来的既存在磷酸型基团又存在羧基的驱油新材料综合了它们各自的优点，使其具有耐温性耐盐性和较高的界面活性，对于提高石油采收率有明显的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计合成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。为实现上述目的，本专利技术主要通过以马来酸酐、长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)、磷酸氢二钠、氯乙酸钠等为原料，通过酯化反应、加成反应、取代反应生成一种多官能团两型阴离子驱油用新材料。其合成方法主要包括如下步骤：第一步：脂肪醇马来酸单酯的制备。在250mL三口瓶中，混合加入长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)和马来酸酐，磁力搅拌，加热升温，反应数小时，得到相应的脂肪醇马来酸单酯。第二步：脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠的制备。称取磷酸氢二钠粉末，加入一定量蒸馏水，微热使其溶解。在100mL三口瓶中，称取第一步产物并加入配制好的磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌，加热升温，反应数小时。反应结束后，用氢氧化钠溶液调节pH值至弱碱性，得到相应的脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠。第三步：最终产物的制备。在100mL三口瓶中，称取一定质量的氯乙酸钠和相应的脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠，磁力搅拌，加热升温，反应数小时。反应结束后，用氢氧化钠溶液调节pH值至弱碱性，得到最终产物。在本专利技术中，第一步制取过程是，马来酸酐和长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)的摩尔比为1∶1～1∶1.4，反应时间为2h～10h，反应温度为70℃～110℃，得到相应的脂肪醇马来酸单酯。在本专利技术中，第二步制取过程是，磷酸氢二钠和单酯的摩尔比为1∶1～1∶1.5，反应时间为1h～5h，反应温度为50℃～90℃，反应pH为7～8，得到相应的脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠。在本专利技术中，第三步制取过程是，单酯磷酸二钠和氯乙酸钠的摩尔比为1∶1～1∶1.2，反应时间为2h～4h，反应温度为50℃～75℃，反应pH为7～8，得最终产物。本专利技术是应用于三次采油的驱油用新材料，在合成及应用具有以下几个突出的优点：1.一是磷酸型表面活性剂耐酸碱性能比较强，具有良好生物活性，且容易生物降解，符合油藏环境平衡的理念。2.制备的新材料具有较高的界面活性，在原油与水界面上能够达到超低界面张力，是一种应用前景广阔的驱油用新材料。附图说明图1为所合成的多官能团两型阴离子驱油用新材料1000mg/L对不同盐浓度在胜利原油中的界面张力曲线；图2为所合成的多官能团两型阴离子驱油用新材料2000mg/L对不同盐浓度在胜利原油中的界面张力曲线；图3为所合成的多官能团两型阴离子驱油用新材料3000mg/L对不同盐浓度在胜利原油中的界面张力曲线。具体实施方式下面通过实施实例对本专利技术作进一步阐述，其目的是能更好理解本专利技术的内容。实施例1：第一步：马来酸单十四酯的制备。在250mL三口瓶中，混合加入30.01g的十四醇和9.81g马来酸酐，磁力搅拌，加热反应4小时，得到马来酸单十四酯。第二步：马来酸单十四酯磷酸二钠的制备。称取1.42g磷酸氢二钠，加入10mL蒸馏水，微热使其溶解。在100mL三口瓶中，称取第一步产物4.37g并加入配制好的磷酸氢二钠溶液，磁力搅拌，加热反应1小时。用氢氧化钠溶液调节体系pH值至弱碱性，得到马来酸单十四酯磷酸二钠。第三步：将第二步所得马来酸单十四酯磷酸二钠体系中再加入1.16g氯乙酸钠。磁力搅拌，加热反应4小时，用氢氧化钠溶液调节体系pH值至弱碱性，得到最终产物。实施例2：不同浓度该产品溶液的配置：取制备的多官能团两型阴离子驱油用新材料0.045g，0.030g，0.015g，再分别加蒸馏水到15mL，配成3000mg/L，2000mg/L，1000mg/L的溶液，搅拌使其完全溶解。与胜利原油作界面张力测定实验。结果表明：3000mg/L，2000mg/L，1000mg/L的溶液均能使油水界面张力在数量级上达到10-3mN/m。实施例3：探究该产品的矿化度(Na+)对界面张力的影响。先配置不同浓度(4％，3％，2％，1％)的NaCl溶液，再以盐溶液为溶剂配制浓度为3000mg/L，2000mg/L，1000mg/L的溶液。与胜利原油作界面张力测定实验。结果表明：随着氯化钠浓度的升高，油水界面张力在数量级上都可以达到10-3mN/m，说明该驱油剂耐Na+的性能优越。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法，采用酯化反应、加成反应、取代反应实现，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步：马来酸酐和长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)的酯化反应，得到脂肪醇马来酸单酯。/n第二步：脂肪醇马来酸单酯的加成反应，得到脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠。/n第三步：脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠和氯乙酸钠的取代反应，得最终产物。/n

【技术特征摘要】
1.一种多官能团两型阴离子驱油用新材料的制备方法，采用酯化反应、加成反应、取代反应实现，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：马来酸酐和长链脂肪醇(十二醇、十四醇、十六醇)的酯化反应，得到脂肪醇马来酸单酯。
第二步：脂肪醇马来酸单酯的加成反应，得到脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠。
第三步：脂肪醇马来酸单酯磷酸二钠和氯乙酸钠的取代反应，得最终产物。


2.根据权利要求1所述步骤一的制备方法，其特征在于，马来酸酐和长链脂肪醇的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：程玉桥，冯喆，牛春荣，杨杨，路双，赵文辉，赵越，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12