一种驱油用烷基苯磺酸钠表面活性剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种驱油用烷基苯磺酸钠表面活性剂的制备方法，首先对重烷基苯进行切割，或对重烷基苯用白土进行精制，采用上述重烷基苯和轻烷基苯为原料，用ＳＯ↓［３］气体对原料进行磺化，对上述烷基苯磺酸用ＮａＯＨ溶液中和，用醇作助溶剂，得到的均匀产物即为烷基苯磺酸钠表面活性剂。本发明专利技术的表面活性剂，产品降低油水界面张力能力强，性能稳定，与聚合物的配伍性良好，能大幅度提高原油采收率，而且原料易得，制备价格低廉。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于油田化学
，该表面活性剂用于油田ASP三元复合驱及活性水驱用驱油剂，能大幅度提高原油采收率。目前我国东部地区的主要油田(大庆、胜利等)已进入了二次采油的后期阶段，主要特点是高含水和特高含水，原油产量递减，经济效益下降。为了提高现有油田的采收率，三次采油技术的开发研究已势在必行。目前普遍认为，采用化学复合驱进行三次采油是较有效的方法，一般能使原油采收率提高15％以上。三元复合驱是指碱与表面活性剂及高分子聚合物(ASP体系)有机地复合后进行驱油。它一方面是通过高分子聚合物来增加水溶液的粘度，提高水驱波及效率，另一方面是通过碱和表面活性剂来降低油水的界面张力，克服毛细管力对残余油的束搏，从而能大幅度提高原油采收率。碱与表面活性剂(AS体系)的活性水驱主要是通过降低油水的界面张力，提高洗油效率。复合驱中最关键的药剂是表面活性剂，适合作三元复合驱的表面活性剂的基本要求是能使油水界面张力达到超低(10-3mN/m数量级)以下；表面活性剂的使用浓度＜0.6％(wt)，且在较宽的活性剂浓度范围内均能形成超低界面张力，表面活性剂的组成要相对单一，保证在驱替过程中不发生严重的色谱分离；能与碱及聚合物有良好的配伍性；三元复合驱在岩心上的驱油效率比水驱提高20％以上；同时要求表面活性剂的生产工艺可靠，产品质量稳定，价格合理。以往研究的驱油用表面活性剂，主要侧重在研究几种类型表面活性剂的配方及助剂，忽视了单一类型表面活性剂的性能，大部分以往研究的单一主剂，只能使油水界面张力达到10-2mN/m数量级，因而只能通过两种类型以上的表面活性剂复配才能达到良好的界面活性。如申请号为99106077.6，名称为“烷基苯磺盐表面活性剂、其制备方法及其在三次采油中的应用”，其中用重烷基苯磺酸盐与石油羧酸盐复配，又如以石油磺酸盐与非离子表面活性剂复配等，复配后的表面活性剂尽管能使油水界面张力达到超低，但由于表面活性剂类型不同，结构上有差异，复配表面活性剂体系在复合驱驱油过程中由于吸附损耗等不同，会出现色谱分离现象，破坏原有的最佳配方体系，从而导致现场应用效果差。另外，有的单一主剂虽界面活性较好，但配制成复合体系后稳定性差，如植物羧酸盐表面活性剂，三元复合体系界面张力达到超低只能维持几天，之后就升高，致使复合体系驱油效果达不到预期的效果。此外，有的表面活性剂界面活性在高碱浓度下好，低碱浓度下活性差，界面张力达不到超低(10-3mN/m数量级)，因而复合体系只能在高的注入碱浓度(1.2-1.5wt％)下驱油，如ORS-41、WPS表面活性剂。由于碱会与地层中的钙、镁等离子反应生成垢结晶，或与地层中的粘土矿物(高岭土、长石、蒙脱土)作用会生成硅铝垢结晶，这些垢结晶会堵塞油层孔隙，使驱替剂的波及面减少，采收率降低，并使油层受到伤害，注入碱浓度越高，对油层的伤害越大。因此若能将超低界面张力碱浓度范围向低碱浓度移动，对于三元复合驱应用是有利的。驱油用表面活性剂需要成本低、生产工艺可靠，表面活性剂成本低不仅体现在原料及合成工艺成本低，更重要的应该体现在降低使用浓度即降低用量来降低成本，这一点在以往的研究中被忽视，或达不到要求。本专利技术的目的，在于制备一种单一类型的驱油用表面活性剂，单剂的界面活性好，活性剂抗稀释能力强，使用浓度低，能在较宽且较低的碱浓度范围使油水界面张力达到超低(10-3mN/m数量级)，复合体系稳定性好，驱油效率高。本专利技术的另一目的，在于提供一种制备工艺简单、实用，成本低的驱油用烷基苯磺酸盐表面活性剂的方法。本专利技术提出的驱油用烷基苯磺酸钠表面活性剂的制备方法，包括以下步骤(1)对重烷基苯进行切割，切割温度为360-430℃，以保留C13-C28馏分备用，或对重烷基苯白土进行精制，即在110-120℃下用白土吸附反应1-2小时，过滤掉吸附物及杂质备用；(2)采用上述重烷基苯切割料或重烷基苯白土精制料以及轻烷基苯为原料，其中轻烷基苯占原料总量的1-30wt％，用SO3气体对原料进行磺化，SO3气体的浓度为5-8％,SO3与烷基苯的摩尔比为1.05-1.3∶1，得到烷基苯磺酸，将磺酸老化，老化时间为0.5-1小时；(3)对上述烷基苯磺酸用15-35％的NaOH溶液中和，中和温度35-65℃，使产物PH值为7-9，在中和过程中加入5-20wt％的醇作助溶剂，得到的均匀产物即为烷基苯磺酸钠表面活性剂。上述方法中所用的轻烷基苯原料采用直链烷基苯或支链烷基苯，碳链长度为C8-C13。所用的助溶剂醇为异丙醇、正丁醇或乙二醇中的一种或二种以上的混合物。上述原料可以采用单一烷基苯作为原料，合成单一类型表面活性剂，其性能达到上述要求。上述步骤(1)中所述的重烷基苯和轻烷基苯原料可单独进行磺化，得到的磺酸按一定比例混合后进行中和得到产品，或将重烷基苯和轻烷基苯原料单独进行磺化、中和后按一定比例混合得到产品。另外，也可将重烷基苯和轻烷基苯原料按一定当量比例混合后进行磺化、中和得到产品。其中轻烷基苯所占含量可根据原油组成作调整，一般为1-30％(wt)。上述方法制备的单一类型的烷基苯磺酸钠表面活性剂，活性物有效含量为50-65％，产品性能测试各项指标达到了复合驱对表面活性剂的要求。且表面活性剂能在较低的浓度(0.025-0.3wt％)下具有良好的界面活性，以及较宽且较低的碱浓度范围使油水界面张力达到超低(10-3mN/m数量级)，可降低表面活性剂用量和注入碱浓度。本专利技术的主要优点1．本专利技术采用单一烷基苯作为原料，且原料来源广、成本低，并通过实沸点切割控制重烷基苯中成分及碳链分布，使其与原油碳链组成相匹配，产品的界面活性强，稳定性好。2．重烷基苯切割或精制处理后，可采用SO3膜式磺化，磺化工艺简单，磺化过程副反应少，无副产物，磺化转化率高，得到的产品无需后处理，易大规模工业化。3．重烷基苯和轻烷基苯可单独磺化合成，再根据原油特性进行调配混合，也可先混合，再进行磺化合成，工艺路线灵活多样。4．轻烷基苯可采用直链或支链结构烷基苯，原料来源拓宽。5．加入醇有利于改善合成产品的流动性，均匀性，提高产品的稳定性，有利于产品的使用。6．该烷基苯磺酸钠表面活性剂在低碱浓度范围下界面活性好，可降低注入碱浓度(1.0％以下)，从而减少对油层的伤害。下面介绍本专利技术的实施例。 附图说明图1为实施例四制备的烷基苯磺酸钠的动态瞬时界面张力。实施例1采用由抚顺洗化厂生产的重烷基苯及轻烷基苯为原料，重烷基苯的馏程范围为300-480℃，其组成主要为直链烷基苯、支链烷基苯及二烷苯，采取实沸点切割处理，切割温度为410℃(在0.098Mpa真空度下温度为260℃左右)，保留C13-C28馏分。将切割的重烷基苯单独磺化，SO3浓度为7％，SO3与烷基苯的摩尔比为1.18∶1，得到磺化产物烷基苯磺酸后，老化0.6小时。对轻烷基苯也单独磺化，SO3与轻烷基苯的摩尔比为1.08∶1，反应条件同上，根据所选原油的当量按比例混合重烷基苯磺酸和轻烷基苯磺酸，其中轻烷基苯磺酸占总量的12wt％。对上述混合烷基苯磺酸用30％的NaOH溶液中和，中和温度50℃，在中和过程中加入15wt％的异丙醇作助溶剂，使产物PH值达到7-9，得到的均匀产物即为烷基苯磺酸钠表面活性剂(活性物有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱油用烷基苯磺酸钠表面活性剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤： （１）对重烷基苯进行切割，切割温度为３６０－４３０℃，以保留Ｃ↓［１３］－Ｃ↓［２８］馏分备用，或对重烷基苯白土进行精制，即在１１０－１２０℃下用白土吸附反应１－２小时，过滤掉吸附物及杂质备用； （２）采用上述重烷基苯切割料或重烷基苯白土精制料中的一种，以及轻烷基苯为原料，其中轻烷基苯占原料总量的１－３０ｗｔ％，用ＳＯ↓［３］气体对原料进行磺化，ＳＯ↓［３］气体的浓度为５－８％，ＳＯ↓［３］与烷基苯的摩尔比为１．０５－１．３∶１，得到烷基苯磺酸，将磺酸老化，老化时间为０．５－１小时； （３）对上述烷基苯磺酸用１５－３５％的ＮａＯＨ溶液中和，中和温度３５－６５℃，使产物ＰＨ值为７－９，在中和过程中加入５－２０ｗｔ％的醇作助溶剂，得到的均匀产物即为烷基苯磺酸钠表面活性剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱友益，沈平平，牛亚斌，张雅琴，
申请(专利权)人：石油勘探开发科学研究院油田化学研究所，朱友益，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]