一种阴离子型双子表面活性剂及其制备方法
阅读：235发布：2024-02-14
专利汇可以提供一种阴离子型双子表面活性剂及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种阴离子型双子 表面活性剂 及其制备方法，该 双子表面活性剂 以双酚A和烷基缩 水 甘油醚及磺化 试剂 为主要原料制备而成。性能测定结果表明，所合成的阴离子型双子表面活性剂表面张 力 较小，临界胶束浓度较低，相比传统阴离子表面活性剂具有更高的表面活性。，下面是一种阴离子型双子表面活性剂及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种阴离子型双子表面活性剂，其特征在于它具有如下结构通式：
式中M为金属钠离子，或为钾离子，或为锂离子；n为8-18中的任意一个偶数。
2.一种阴离子型双子表面活性剂的制备方法，其特征在于按下述步骤实施：称取脂肪醇和路易斯酸催化剂，边搅拌边升温至50-70℃后，缓慢滴加入环氧氯丙烷，滴加完成后，继续恒温反应2-6小时，反应结束后，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入氢氧化钠溶液，恒温反应2-6小时，反应结束后减压除水，过滤得烷基缩水甘油醚中间体；在溶剂1,2-二氯乙烷中，加入双酚A和路易斯酸催化剂，边搅拌边升温至50-70℃，缓慢滴加入上述制备的烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应3-6小时，反应结束后，降温至低于20℃，然后缓慢滴加入氯磺酸，控制温度低于20℃，继续反应2-4小时，反应结束后倒入蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后升温至回流状态，水解反应2-4小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流0.5-3小时后，趁热抽滤，干燥，即得阴离子型双子表面活性剂；上述所述的脂肪醇为辛醇，或为十醇，或为十二醇，或为十四醇，或为十六醇，或为十八醇。
一种阴离子型双子表面活性剂及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 表面活性剂驱在三次采油中起着极为重要的作用，由于其直接影响驱油体系与原油间的界面张力、驱油效率等，已成为国内外研究的热点之一。目前，在三次采油中，阴离子型，两性型和非离子型表面活性剂的使用最为广泛。由于我国大多数油藏钙镁离子含量较高，三次采油技术的发展对表面活性剂提出了耐高含盐量、耐高温、成本低等新的要求，研究耐高钙镁的表面活性剂驱油体系具有较大意义。
[0003] 双子表面活性剂凭借其特殊的分子结构，在物化性能上优于传统的单头基单链表面活性剂，具有广阔的应用前景。双子表面活性剂在一定浓度的溶液中可形成柔性棒状胶束并相互缠结而成为网状结构，这种溶液具有剪切稀释特性，高剪切下粘度低，易泵注，低流速下易恢复粘弹性，有利于扩大驱油波及体积。因此，双子表面活性剂兼有聚合物和传统表面活性剂两种驱替剂的性能，在油田的三次采油应用中具有极大的潜在应用前景。依靠双子表面活性剂的一些特殊理化性能来解决目前化学驱领域中传统表面活性剂所面临的难题，从而为油田三次采油提供一类重要的高性能表面活性剂，筛选出性能较好的驱油剂产品。由于油藏的砂岩地层表面一般带负电，使用阴离子型双子表面活性剂可以减少其在储层矿物上的静电吸附，从而降低表面活性剂的用量。但是大多数阴离子型双子表面活性剂合成步骤较为复杂，收率低，这为其大规模进入驱油应用领域造成困难。中国专利CN105396504A公布了一种以脂肪醇、环氧氯丙烷和琥珀酸酐为主要原料的阴离子双子表面活性剂制备方法，但所述的方法合成步骤较为复杂，成本较高，且产品不耐酸碱；彭国峰等采用AEO-9、三溴化磷、双酚A、氢氧化钠和氯磺酸等为原料合成了一种以双酚A为支撑基的磺酸盐型表面活性剂（彭国峰, 赵田红, 黄志宇. 新型阴-非离子Gemini表面活性剂[J]. 油气田地面工程, 2012, 31(9):16-17.），所述对的方法存在合成步骤繁琐，合成条件复杂，成本较高等缺点。
[0004] 本发明依据双子表面活性剂特殊的结构特征和优异的驱油性能，设计了系列阴离子型双子表面活性剂的制备工艺，合成出原料易得、收率较高、合成条件适宜的产品，该阴离子型双子表面活性剂具有超低的CMC值，在高盐，高钙镁条件下单独使用可以使油水界面张力降至10-2 mN/m，对于提高高钙镁油藏的驱油效率具有良好的应用前景。
发明内容
[0006] 一种阴离子型双子表面活性剂的制备方法，其特征在于按下述步骤实施：称取脂肪醇和路易斯酸催化剂，边搅拌边升温至50-70℃后，缓慢滴加入环氧氯丙烷，滴加完成后，继续恒温反应2-6小时，反应结束后，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入氢氧化钠溶液，恒温反应2-6小时，反应结束后减压除水，过滤得烷基缩水甘油醚中间体；在溶剂1,2-二氯乙烷中，加入双酚A和路易斯酸催化剂，边搅拌边升温至50-70℃，缓慢滴加入上述制备的烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应3-6小时，反应结束后，降温至低于20℃，然后缓慢滴加入氯磺酸，控制温度低于20℃，继续反应2-4小时，反应结束后倒入蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后升温至回流状态，水解反应2-4小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流0.5-3小时后，趁热抽滤，干燥，即得阴离子型双子表面活性剂；上述所述的脂肪醇为辛醇，或为十醇，或为十二醇，或为十四醇，或为十六醇，或为十八醇。
[0007] 本发明制备的阴离子型双子表面活性剂表面张力较小，且临界胶束浓度较低，相比传统表面活性剂具有更高的表面活性，在高盐，高钙镁条件下单独使用可以使油水界面张力降至10-2 mN/m，对于提高高钙镁油藏的驱油效率具有良好的应用前景。
具体实施方式
[0008] 本发明公开了一种阴离子双子表面活性剂及其制备方法。下面通过具体实例进一步说明本发明。
[0009] 实施例1在反应器中加入33克十二醇，0.18克三氟化硼乙醚络合物，升温至50℃，边搅拌，边缓慢滴加23克环氧氯丙烷，滴加完成后继续恒温反应4.5小时，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入16.5克质量浓度为40%的氢氧化钠水溶液，相同温度反应3小时，反应结束后减压除水，过滤得十二烷基缩水甘油醚中间体备用；在40克1,2-二氯乙烷中，加入15克双酚A和
0.65克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至55℃，缓慢滴加入42克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应6小时，反应结束后，降温至15℃，然后缓慢滴加入40克氯磺酸，控制温度在15℃，继续反应2小时，反应结束后倒入200克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应2小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流1小时后，趁热抽滤，干燥，即得十二醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为30.3 mN/m，临界胶束浓度为1×10-3 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为5.3×10-2 mN/m。
0.65克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至55℃，缓慢滴加入42克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应6小时，反应结束后，降温至15℃，然后缓慢滴加入40克氯磺酸，控制温度在15℃，继续反应2小时，反应结束后倒入200克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应2小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流1小时后，趁热抽滤，干燥，即得十二醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为30.3 mN/m，临界胶束浓度为1×10-3 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为5.3×10-2 mN/m。
[0010] 实施例2在反应器中加入40克十四醇，0.2克三氟化硼乙醚络合物，升温至60℃，边搅拌，边缓慢滴加18克环氧氯丙烷，滴加完成后继续恒温反应5小时，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入15克质量浓度为40%的氢氧化钠水溶液，相同温度闭环反应5小时，反应结束后减压除水，过滤得十四烷基缩水甘油醚中间体备用；在25克1,2-二氯乙烷中，加入10克双酚A和0.5克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至60℃，缓慢滴加入30克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应5小时，反应结束后，降温至16℃，然后缓慢滴加入50克氯磺酸，控制温度在16℃，继续反应2.5小时，反应结束后倒入200克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应3小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流1.5小时后，趁热抽滤，干燥，即得十四醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为32 mN/m，临界胶束浓度为6×10-4 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为4×10-2 mN/m。
[0011] 实施例3在反应器中加入50克十六醇，0.28克三氟化硼乙醚络合物，升温至55℃，边搅拌，边缓慢滴加25克环氧氯丙烷，滴加完成后继续恒温反应5.5小时，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入22克质量浓度为40%的氢氧化钠水溶液，相同温度反应2.5小时，反应结束后减压除水，过滤得十六烷基缩水甘油醚中间体备用；在60克1,2-二氯乙烷中，加入20克双酚A和
0.95克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至70℃，缓慢滴加入55克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应4.5小时，反应结束后，降温至12℃，然后缓慢滴加入108克氯磺酸，控制温度在12℃，继续反应4小时，反应结束后倒入350克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应4小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流0.5小时后，趁热抽滤，干燥，即得十六醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为33.6 mN/m，临界胶束浓度为3×10-4 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为1.5×10-2 mN/m。
0.95克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至70℃，缓慢滴加入55克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应4.5小时，反应结束后，降温至12℃，然后缓慢滴加入108克氯磺酸，控制温度在12℃，继续反应4小时，反应结束后倒入350克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应4小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流0.5小时后，趁热抽滤，干燥，即得十六醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为33.6 mN/m，临界胶束浓度为3×10-4 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为1.5×10-2 mN/m。
[0012] 实施例4在反应器中加入55克十八醇，0.26克三氟化硼乙醚络合物，升温至65℃，边搅拌，边缓慢滴加23克环氧氯丙烷，滴加完成后继续恒温反应5.5小时，减压除去过量的环氧氯丙烷，然后加入19克质量浓度为40%的氢氧化钠水溶液，相同温度闭环反应3小时，反应结束后减压除水，过滤得十八烷基缩水甘油醚中间体备用；在35克1,2-二氯乙烷中，加入15克双酚A和0.88克三氟化硼乙醚络合物，边搅拌边升温至55℃，缓慢滴加入53克上述制备的十二烷基缩水甘油醚中间体，恒温反应4小时，反应结束后，降温至13℃，然后缓慢滴加入75克氯磺酸，控制温度在13℃，继续反应3小时，反应结束后倒入300克蒸馏水中，减压除去1,2-二氯乙烷，然后回流水解反应3.5小时，反应结束后，调节pH至中性，减压脱水，脱水后，加入95%的工业酒精，升温回流1小时后，趁热抽滤，干燥，即得十八醇醚磺酸盐类阴离子型双子表面活性剂。所制备的阴离子型双子表面活性剂，在25℃时临界表面张力为34 mN/m，临界胶束浓度为1.8×10-4 mol/L；在总矿化度100000mg/L、钙镁离子浓度5000mg/L的条件下，单剂溶液与原油在80℃时的油/水界面张力为1.8×10-2 mN/m。
[0013] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
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