專利名稱：一種三次采油用雙子表面活性劑及其制備和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種三次采油用雙子表面活性劑及其制備和應用。
背景技術：
三次采油(尤其是復合驅采油)是提高原油采收率的重要手段，而表面活性劑在復合驅中起著極為重要的作用，直接影響驅油體系/原油間的界面張力、驅油效率及原油破乳等，因此有關復合驅用表面活性劑的研究一直是較為活躍的研究領域。目前油田現(xiàn)場所應用的三次采油表面活性劑以石油磺酸鹽和重烷基苯磺酸鹽為主。專利ZL01136653.2、ZL99106077.6、CN1486976A分別提供了以重烷基苯為原料制備重烷基苯磺酸鹽的方法，但這些方法制備的重烷基苯磺酸鹽適用于強堿NaOH，且使用濃度較高。專利ZL02140719.3提供了一種弱堿化重烷基苯磺酸鹽的方法，但該方法需要對重烷基苯進行精餾切割，制備工藝復雜。專利CN1426833A提供了一種適合于弱堿的烷基苯磺酸鹽表面活性劑的制備方法，但該方法所制備的重烷基苯磺酸鹽中需要復配15% 20%的異丙醇。專利CN101185866A提供了一種雙烷基聚氧乙烯醚雙子陰離子表面活性劑的制備方法，該方法以溴代烷和二苯醚生成烷基二苯醚或以烷基酚和氧乙烯醚生成烷基酚氧乙烯醚，再進行磺化、中和。但該方法表面活性劑制備成本較高，烷基酚降解性較差。專利CNlOl 104794A提供了一種以二苯甲烷、二苯醚、二苯乙烷、脂肪酸、亞硫酰氯、硫酸為原料，制備雙烷基雙磺酸鹽雙苯表面活性劑的方法，但該方法制備工藝復雜，成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有活性高、使用濃度低、適于三次采油用的雙子表面活性劑及其制備和應用。本雙子表面活性劑以烷基苯為原料，以鹵代烷烴為鏈接基制備雙烷基苯中間體，再經(jīng)?；苽淙尾捎陀秒p子型表面活性劑，工藝簡單，無需提純分離，表面活性劑適用于弱堿配方使用，使用濃度低。本發(fā)明所述的三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其所需的原材料為烷基苯、鹵代烷烴、酸酐、催化劑、有機溶劑、堿、無機酸；反應物物質量之比為:烷基苯與鹵代烷烴(2 5): 1，烷基苯與酸酐1: (I 1.5)，催化劑與鹵代烷烴(I 4): 10;具體方法是:①向反應器I中加入烷基苯和烷基化催化劑，混合均勻，并預熱到20°C 50°C;在攪拌下向反應物中滴加鹵代烷烴，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min ;然后升溫40 80°C，反應2h 5h ;②向反應器2中加入酸酐和溶劑，攪拌至溶解；攪拌冷卻下緩慢加入酰化催化劑，30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min ;20°C 30°C反應0.5h 3h ;③向燒杯中加入稀酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用稀酸再洗2次；
④有機層用堿液中和至pH = 7 9，減壓脫去溶劑即得雙子表面活性劑。所用的烷基苯為ClO C24的烷基苯。所用的鹵代烷烴為二氯(溴、碘)乙烷、二氯(溴、碘)丙烷、二氯(溴、碘)丁烷中的一種。所用的酸酐為丙二酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一種。所用的催化劑為無水A1C13、FeCl3、SbCl5, BF3> TiCl4, ZnCl2，或者 HF、H2SO4, P2O5,H3PO4,或者酸性氧化物SiO2-Al2O3、離子液體、強酸性陽離子交換樹脂中的一種。所用的有機溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、環(huán)己烷中的一種。所用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種。所用的酸為鹽酸或硫酸。本雙子表面活性劑與Na2CO3、水復配作為三次采油驅油劑，使用配方為表面活性劑
0.002% 0.005%重量、Na2CO3 0.6% 2.0 %重量，余量為蒸餾水或礦化水。本發(fā)明具有以下特點:①本發(fā)明表面活性劑活性高:目前，石油磺酸鹽或重烷基苯磺酸鹽的使用濃度一般在0.2%以上，本發(fā)明表面活性劑最低使用濃度可以達到0.002% 0.005%。②本發(fā)明表面活性劑產(chǎn)品收率高:本發(fā)明具有良好的生產(chǎn)重復性,產(chǎn)品收率在70%以上。③本發(fā)明制備方法成熟經(jīng)典:本發(fā)明所涉及的反應為烷基化和酰基化反應，反應工藝成熟，易于實現(xiàn)工業(yè)化。④本發(fā)明以烷基苯為基本原料，表面活性劑成本低，利于推廣應用。⑤本發(fā)明表面活性劑適于與弱堿Na2CO3復配使用。


圖1表面活性劑CMC。圖2表面活性劑界面張力性能。
具體實施例方式實施例1:本發(fā)明雙子表面活性劑的制備①向干燥的反應器中加入36.0g重烷基苯和12g環(huán)己烷，控制溫度不高于30°C，在攪拌下緩慢加入1.07g無水AlCl3，繼續(xù)攪拌30min后向反應物中緩慢滴加7.5g 二溴乙烷，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min，然后升溫至80°C反應2h，停止反應降溫冷卻。②向另一干燥反應器中加入12.5g馬來酸酐和30g二氯乙烷，攪拌至溶解；控制溫度不高于30°C，攪拌下緩慢加入31.2g無水AlCl3, 30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min后升溫至30°C反應2h。
③向燒杯中加入5%的稀鹽酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用5%稀鹽酸再洗2次。將有機層用20% NaOH溶液中和至pH=7 9，減壓脫去溶劑和水即得雙子表面活性劑。實施例2:
本發(fā)明雙子表面活性劑的制備①向干燥的反應器中加入72.0g重烷基苯和24g環(huán)己烷，控制溫度不高于30°C，在攪拌下緩慢加入2.14g無水AlCl3,繼續(xù)攪拌30min后向反應物中緩慢滴加15g 二溴乙烷，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min，然后升溫至70°C反應5h，停止反應降溫冷卻，減壓蒸去溶劑。②向另一干燥反應器中加入21g丁二酸酐和30g 二氯乙烷，攪拌至溶解；控制溫度不高于30°C，攪拌下緩慢加入48.0g無水AlCl3, 30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min后升溫至30°C反應0.5h。③向燒杯中加入5%的稀鹽酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用5%稀鹽酸再洗2次。將有機層用20% NaOH溶液中和至pH=7 9，減壓脫去溶劑和水即得雙子表面活性劑。實施例3:本發(fā)明雙子表面活性劑的制備

①向干燥的反應器中加入36.0g重烷基苯和20g環(huán)己烷，控制溫度不高于30°C，在攪拌下緩慢加入1.1g無水AlCl3,繼續(xù)攪拌30min后向反應物中緩慢滴加8.2g 二溴丙烷，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min，然后升溫至70°C反應4h，停止反應降溫冷卻，減壓蒸去溶劑。②向另一干燥反應器中加入11.5g馬來酸酐和20g二氯乙烷，攪拌至溶解；控制溫度不高于30°C，攪拌下緩慢加入30.0g無水AlCl3, 30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min后升溫至25°C反應1.0h。③向燒杯中加入5%的稀硫酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用5%稀硫酸再洗2次。將有機層用20% NaOH溶液中和至pH=7 9，減壓脫去溶劑和水即得雙子表面活性劑。實施例4:本發(fā)明雙子表面活性劑的制備①向干燥的反應器中加入1.0g無水AlCl3和0.8g鹽酸三乙胺，攪拌至溶解，加入36.0g重烷基苯，繼續(xù)攪拌30min后向反應物中緩慢滴加3.5ml 二溴乙烷，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min，然后升溫至40°C反應4h，停止反應降溫冷卻。②向另一干燥反應器中加入11.5g馬來酸酐和20g二氯乙烷，攪拌至溶解；控制溫度不高于30°C，攪拌下緩慢加入30.0g無水AlCl3, 30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min后升溫至30°C反應3.0h。③向燒杯中加入5%的稀鹽酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用5%稀鹽酸再洗2次。將有機層用20% NaOH溶液中和至pH=7 9，減壓脫去溶劑和水即得雙子表面活性劑。實施例5:本發(fā)明雙子表面活性劑的制備①向干燥的反應器中加入1.0g無水AlCl3和0.8g鹽酸三乙胺，攪拌至溶解，加入36.0g重烷基苯，繼續(xù)攪拌30min后向反應物中緩慢滴加3.5ml 二溴乙烷，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min，然后升溫至40°C反應5h，停止反應降溫冷卻。②向另一干燥反應器中加入11.5g馬來酸酐和20g二氯乙烷，攪拌至溶解；控制溫度不高于30°C，攪拌下緩慢加入30.0g無水AlCl3, 30min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min后升溫至30°C反應1.0h。③向燒杯中加入5%的稀鹽酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用5%稀鹽酸再洗2次。④將上述有機層溶于50g異丙醇，在40°C攪拌條件下緩慢滴加50.0glO %的亞硫酸鈉溶液，滴加完后在60 V反應lh。⑤上述產(chǎn)物靜置分層，分去下層無機鹽，上層減壓脫去溶劑和水即得雙子表面活性劑。實施例6本發(fā)明雙子表面活性劑的性能取10.0g實施例1所制備雙子表面活性劑，溶于40ml體積比為1:1的異丙醇/水混合溶劑中，用正己烷萃取3次，蒸干溶劑，得到純表面活性劑。用電導法測定此表面活性劑的CMC值，如圖1。從圖可以得到本發(fā)明表面活性劑的臨界膠束濃度為40mg/L。實施例7:本發(fā)明雙子表面活性劑的應用用蒸餾水配制 不同濃度本發(fā)明表面活性劑，加入1.2% Na2CO3，測定堿/表面活性劑體系與克拉瑪依油田七中區(qū)原油的界面張力，表面活性劑濃度在20mg/L以上時界面張力均可達到l(T3mN/m,如圖2。
權利要求
1.一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所需的原材料為烷基苯、鹵代烷烴、酸酐、催化劑、有機溶劑、堿、無機酸；反應物物質量之比為:烷基苯與鹵代烷烴(2 5): 1，烷基苯與酸酐1: (I 1.5)，催化劑與鹵代烷烴(I 4): 10;具體方法是: ①向反應器I中加入烷基苯和烷基化催化劑，混合均勻，并預熱到20°c 50°C;在攪拌下向反應物中滴加鹵代烷烴，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min ;反應2h 5h ;然后升溫40 80°C，反應 2h 5h ; ②向反應器2中加入酸酐和溶劑，攪拌至溶解；攪拌冷卻下緩慢加入?；呋瘎?0min后滴加①反應產(chǎn)物，滴加完成后繼續(xù)攪拌30min ;20°C 30°C反應0.5h 3h ; ③向燒杯中加入稀酸溶液和碎冰，攪拌下將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層，分出有機層用稀酸再洗2次； ④上述有機層用堿液中和至pH= 7 9，減壓脫去溶劑即得雙子表面活性劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的烷基苯為ClO C24的烷基苯。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的鹵代烷烴為二氯(溴、碘)乙烷、二氯(溴、碘)丙烷、二氯(溴、碘)丁烷中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的酸酐為丙二酸酐、丁二酸酐、順丁烯二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐中的一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的催化劑為無水 A1C13、FeCl3、SbCl5, BF3> TiCl4, ZnCl2,或者 HF、H2SO4^P2O5, H3PO4,或者酸性氧化物SiO2-Al2O3、離子液體、強酸性陽離子交換樹脂中的一種。`
6.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的有機溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、環(huán)己烷中的一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種三次采油用雙子表面活性劑的制備方法，其特征在于:所用的無機酸為鹽酸或硫酸。
9.一種三次采油用雙子表面活性劑，其特征在于:該表面活性劑是根據(jù)權利要求1所述的三次采油用雙子表面活性劑的制備方法制備的。
10.一種權利要求9所述的三次采油用雙子表面活性劑的應用，其特征在于:與Na2C03、水復配作為三次采油驅油劑，使用配方為表面活性劑0.002% 0.005%重量、Na2CO3`0.6% 2.0 %重量，余量為蒸餾水或礦化水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三次采油用雙子表面活性劑及其制備和應用；①向反應器1中加入烷基苯和烷基化催化劑，預熱到20℃～50℃；向反應物中滴加鹵代烷烴，升溫40～80℃，反應2h～5h；②向反應器2中加入酸酐和溶劑加入?；呋瘎?，30min后滴加①反應產(chǎn)物，20℃～30℃反應0.5h～3h；③加入稀酸溶液和碎冰，將②產(chǎn)物緩慢倒入燒杯，混合均勻后靜置分層；④將有機層用堿液中和至pH＝7～9，減壓脫去溶劑即得雙子表面活性劑；與Na2CO3、水復配作為三次采油驅油劑，最低使用濃度可以達到0.002％～0.005％，表面活性劑濃度在20mg/L以上時界面張力均可達到10-3mN/m。
文檔編號C09K8/584GK103184042SQ20111044676
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者任敏紅, 吳運強, 陳權生, 雷曉疆, 王雨, 李東文, 張庭輝, 張茂盛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司