一类具有混聚结构的非离子双亲化合物的制备及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一类具有混聚结构的非离子双亲化合物的制备及其应用，属于精细化工技术领域。本发明专利技术化合物由具有双烷基结构的居贝特醇或甘油醚通过加成环氧丙烷和环氧乙烷而成，其中环氧丙烷和环氧乙烷的加成采用混聚的方式。本发明专利技术具有混聚结构的非离子化合物呈透明液体、黏度低，可以作为中间体，在无溶剂或者极少溶剂存在下，通过SO3气体膜式硫酸化工艺进一步衍生出非离子

【技术实现步骤摘要】
一类具有混聚结构的非离子双亲化合物的制备及其应用


[0001]本专利技术涉及一类具有混聚结构的非离子双亲化合物的制备及其应用，属于精细化工
，同时也涉及表面活性剂和胶体以及三次采油


技术介绍

[0002]近年来，我国原油的对外依存度逐年增加，目前已超过了70％，因此提高国内原油产量是当务之急。然而采用常规技术采油，例如经过一次采油(自喷)和二次采油(注水驱)仅能采出总储量的30～40％，即超过60％的原油仍残留地下。研究表明，通过三次采油技术，可以进一步采出占总储量20％左右的残余油，而借助于表面活性剂作用的三次采油技术适合我国的大多数油田。
[0003]我国的油田大多属于高温、高盐油藏，相应地，用于驱油的表面活性剂(称为驱油剂)必须具有优良的耐温、耐盐性能。常规离子型表面活性剂普遍对电解质敏感，因此不适合用作驱油剂，而非离子型表面活性剂对温度敏感，往往具有浊点现象，单独也不适合用作驱油剂。
[0004]研究表明，在离子型表面活性剂分子结构中引入非离子亲水基团，例如聚氧乙烯(EO)基团，可以显著提高表面活性剂的耐盐能力，而对于非离子型表面活性剂，如果进行离子化改造，即再连接一个离子型亲水基团，则浊点现象也将减弱或消失。显然这种拥有非离子
‑
阴离子复合亲水基的表面活性剂兼有优良的耐温、耐盐性能，因此受到广泛的关注。
[0005]然而，普通的非离子
‑
阴离子复合型表面活性剂，例如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)仍不适合用作驱油剂，因为表面活性剂驱油需要表面活性剂分子吸附于原油/水界面，形成单分子层，将油/水界面张力降至超低(<0.01mN/m)。为了达到这一目标，表面活性剂分子在结构上必须达到亲水亲油平衡，即表面活性剂的亲水性与亲油性基本相当，此外亲水基部分和亲油基部分还应当尽可能地大，以便获得较强的亲水和亲油相互作用。
[0006]通常，常规离子型表面活性剂的亲水性远大于亲油性，如果在分子中引入聚氧乙烯基团，则亲水性进一步增加，更加偏离了亲水亲油平衡。因此使用单一阴离子型表面活性剂例如直链烷基苯磺酸钠(LAS)，十二烷基硫酸钠(SDS)，α
‑
烯烃磺酸钠(AOS)，以及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)等，一般不能获得超低界面张力。
[0007]显然要获得亲水亲油平衡，就要增加亲油基的链长，但这又受到原料来源的限制。用于制备表面活性剂的原料主要是天然油脂和石油化学制品。其中天然油脂的烷基链长主要为C
12
至C
18
，烷基链长高于C
18
的天然油脂产量极低，价格高，不能满足需求。石油化学制品类似，产量大、生产工艺成熟的原料如烷基苯、脂肪醇、烷基酚等，烷基链长一般也不超过C
18
。
[0008]即使能将烷基链长增加到C
18
以上，又会导致另一个问题，即溶解性问题。单长链烷基表面活性剂在水溶液中的溶解度随烷基链长增加而下降，当烷基链长超过C
18
时，在水中可能不溶解，而在高矿化度水中，溶解度则更小甚至不溶。因此为了获得亲水亲油平衡的表面活性剂和超低界面张力，需要对表面活性剂的结构进行新的设计。

技术实现思路

[0009]本专利技术涉及一种新型的非离子双亲化合物的结构设计、制备工艺和应用。这种新型结构的非离子双亲化合物既可以直接作为非离子表面活性剂使用，也可以作为中间体，进一步加工成非离子
‑
阴离子复合型表面活性剂，用于三次采油等

[0010]本专利技术提供了一类具有环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)混聚结构的化合物，该化合物由含双长链烷基的醇类与PO和EO混聚而成，具有如下所示的结构为R
‑
A
‑
R
’
；
[0011]A为PO和EO混聚而成的结构U1、U2不相同，且独立任选自：*
‑
O
‑
CH2CH2‑
*，且不为如下嵌段结构x为PO的摩尔数，选自5～40之间的整数；y为EO的摩尔数，选自5～30之间的整数；
[0012]R
’
为H、
‑
SO3Na；
[0013]R来源于居贝特醇或者双烷基甘油醚，为如下含双长链烷基的结构：
[0014]或者
[0015]其中，R1、R2均选自C4～C
16
烷基；R3选自C6～C
18
烷基，R4选自C6～C
18
烷基。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，A为有PO和EO混聚而成的结构，其中PO与EO的摩尔比为x：y，即(5～40)：(5～30)。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，所述x优先15～30之间的整数；y优先10～20之间的整数。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，R1、R2均选自C6～C
16
烷基。
[0019]本专利技术还提供了一种制备非离子双亲化合物的方法，即相当于上述结构R
‑
A
‑
R
’
中R
’
为H时，包括如下过程：
[0020]将环氧丙烷、环氧乙烷预先混合，然后加入居贝特醇或者双烷基甘油醚，以及催化剂，在惰性气氛下，一锅进行混聚反应，反应结束后，即得具有环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)混聚结构的化合物，记作R(PO+EO)
x+y
H；x为PO的摩尔数，选自5～40之间的整数；y为EO的摩尔数，选自5～30之间的整数。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，居贝特醇的结构为
[0022]双烷基甘油醚的结构为
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，居贝特醇或者双烷基甘油醚、环氧丙烷、环氧乙烷的摩尔比为1:(5～40):(5～30)。优选1:(15～30):(10～20)。进一步优选1:30:15。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，混聚反应的温度优选140～160℃。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，催化剂为双金属氰化物催化剂(DMC催化剂)。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，催化剂相对居贝特醇或者双烷基甘油的用量为100ppm。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，混聚反应无需溶剂、反应结束后无需提纯。
[0028]本专利技术还提供了一种制备非离子
‑
阴离子复合型表面活性剂的方法，即相当于上述结构R
‑
A
‑
R
’
中R
’
为
‑
SO3Na时，包括如下过程：
[0029](1)将环氧丙烷、环氧乙烷预先混合，然后加入居贝特醇或者双烷基甘油醚，以及催化剂，在惰性气氛下，一锅进行混聚反应，反应结束后，即得具有环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)混聚结构的化合物中间体R(PO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类具有环氧丙烷和环氧乙烷混聚结构的化合物，其特征在于，由含双长链烷基的醇类与PO和EO混聚而成，结构为R
‑
A
‑
R
’
；其中，A为PO和EO混聚而成的结构U1、U2不相同，且独立任选自：x为PO的摩尔数，选自5～40之间的整数；y为EO的摩尔数，选自5～30之间的整数；且A不为如下嵌段结构R
’
为H、
‑
SO3Na；R来源于居贝特醇或者双烷基甘油醚，为如下含双长链烷基的结构：R1、R2均选自C4～C
16
烷基；R3选自C6～C
18
烷基，R4选自C6～C
18
烷基，R3和R4可以相同或者不相同。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，优选的x为15～30之间的整数；优选的y为10～20之间的整数。3.一种制备具有环氧丙烷和环氧乙烷混聚结构的化合物的方法，其特征在于，非离子双亲化合物的结构为权利要求1中所述结构R
‑
A
‑
R
’
的R
’
为H，包括如下过程：将环氧丙烷、环氧乙烷预先混合，然后与居贝特醇或者双烷基甘油醚，以及催化剂混合，在惰性气氛下，一锅进行混聚反应，反应结束后，即得具有环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)混聚结构的化合物，记作R(PO+EO)
x+y
H。4.一种制备具有环氧丙烷和环氧乙烷混聚结构的化合物的方法，其特征在于，非离子
‑
阴离子复合型表面活性剂的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：史全祥，徐超宇，
申请(专利权)人：江苏冠洋精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：