專利名稱：脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑、其制備方法及其在三次采油中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽表面活性剤，其制備方法及其作為驅(qū)油劑和復(fù)配劑在三次采油中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
非離子-陰離子表面活性劑的最大特點(diǎn)是抗鹽能力強(qiáng)。另外，針對不同鹽含量的地層水，通過調(diào)節(jié)烷氧基表面活性劑分子中氧こ烯鏈節(jié)的大小，可以調(diào)節(jié)表面活性劑的親水親油平衡。因此作為驅(qū)油劑，非離子-陰離子表面活性劑表現(xiàn)出比磺酸鹽表面活性劑和 羧酸鹽表面活性劑更大的優(yōu)勢。加拿大David Lioym-inster和Wainwright Sparky復(fù)合驅(qū)試驗中選用的表面活性劑就屬于此類；日本的Tomokazu Yoshimura研究小組合成的羧酸鹽型表面活性剤，具有優(yōu)良的降低油水界面張カ的能力，特別適用于三次采油。但TomokazuYoshimura研究小組提出的合成步驟繁瑣，所用原料價格昂貴，需無水操作，合成條件苛刻，加之還原反應(yīng)復(fù)雜，產(chǎn)率較低，阻礙了其エ業(yè)化生產(chǎn)。隨著三次采油技術(shù)研究不斷深入的過程中，人們希望驅(qū)油用表面活性劑能夠滿足越來越高的驅(qū)油用要求，不僅要求它能夠使油水界面張カ降低至超低，在巖石上的吸附損失小，與油藏流體有較好的配伍性和對油藏有較小的損壞性，并且希望其成本低廉，經(jīng)濟(jì)可行。目前，針對我國油藏的實(shí)際情況最主要體現(xiàn)在高溫、高礦化度等問題上，提出了三次采油用驅(qū)油表面活性劑的耐高鹽、耐高溫、吸附損失低、成本低等要求(郭萬奎，楊振宇，伍曉林等.用于三次采油的新型弱堿表面活性劑[J]，石油學(xué)報，2006，27，75-78.)。這些表面活性劑的開發(fā)還有待繼續(xù)深入的研究。目前，雖然國內(nèi)外對醇醚羧酸鹽表面活性劑的研究已有報道，但種類很少，國內(nèi)對這方面的研究成果則更為有限，基本上還是處于研究、試驗階段。相對于雙子表面活性劑這一技術(shù)領(lǐng)域所蘊(yùn)涵的巨大潛能和諸多行業(yè)對該類產(chǎn)品的強(qiáng)烈期待而言，還需要不斷地進(jìn)行更多研究和更深入的探索。脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽表面活性劑完全不同于常規(guī)的非離子和陰離子驅(qū)油用表面活性剤，其具有高表面活性，很好的熱穩(wěn)定性和抗鹽能力，而且具有配伍性好，生物降解性能好等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供能夠應(yīng)用在油田中的具有來源廣泛、低界面張カ、性能高效、產(chǎn)品穩(wěn)定、成本低廉、制備簡單、實(shí)用、易于エ業(yè)化生產(chǎn)的脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽。這種脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽表面活性劑完全不同于常規(guī)的非離子和陰離子驅(qū)油用表面活性剤，它是在陰離子表面活性劑長烷基鏈中嵌入こ氧基團(tuán)，分子結(jié)構(gòu)上同時含有抗溫和抗鹽能力的基團(tuán)，其具有高表面活性，很好的熱穩(wěn)定性和抗鹽能力，而且具有配伍性好，生物降解性能好等特點(diǎn)。用這種脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽與其它表面活性劑復(fù)配，有很好的協(xié)同效應(yīng)，加入電解質(zhì)后可以與原油形成超低界面張力。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明制備的脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸鹽表面活性劑具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式RO(CH2CH2O)nCH2CH2COONa式中R分別為C1卜18長鏈烷基，η = 2 4，M堿金屬離子(Na+)本發(fā)明技術(shù)所采用的制備方法包括以下步驟(I)脂肪醇聚氧こ烯醚與丙烯酸甲酯(η(脂肪醇聚氧こ烯醚)η(丙烯酸甲酷)=1 : I I : 5)在催化劑作用下反應(yīng)，其中，丙烯酸甲酯采用滴加的方式進(jìn)料，滴加溫度為60°C左右，滴加時間約為Ih，滴加完畢后，升溫至70 90°C左右，反應(yīng)約為8 24h，待反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾，洗滌，重結(jié)晶，干燥后得到中間體脂肪醇聚氧こ烯醚丙酸甲酷，產(chǎn)品為棕黃色固體。
RCXCH^QnH + 0-^=CHCOOC^ 龍齊I式中R分別為C1卜18長鏈烷基，η = 2 4(2)在干燥的三ロ燒瓶中加入中間體，加熱至60°C左右，滴加5%-25%氫氧化鈉溶液，摩爾比為I : I I : I. 6，攪拌，加熱，控制回流溫度在70 110°C左右，調(diào)至pH值為8 9，反應(yīng)I 6h后，結(jié)束反應(yīng)，經(jīng)過濾，洗滌，100°C下真空(真空度約為2. 5kPa)干燥過夜，得到羧酸鹽產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.該脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑，其特征是該表面活性劑具有如下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式 RO (CH2CH2O) nCH2CH2C00Na 式中R分別為C12 18長鏈烷基，n = 2 4，M堿金屬離子(Na+)。
2.脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑的制備方法，其特征在于采用脂肪醇醚，丙烯酸甲酯，氫氧化鈉為主要原料，其采用的制備步驟為 (1)脂肪醇聚氧乙烯醚與丙烯酸甲酯(n(脂肪醇聚氧乙烯醚)n(丙烯酸甲酯)=I : I I : 5)在KOH，NaOH，NaOCH3, NaOCH2CH3等催化劑下反應(yīng)，或是制備過程不需加入催化劑，直接進(jìn)行反應(yīng)。其中，丙烯酸甲酯采用滴加的方式進(jìn)料，滴加溫度為60°C左右，滴加時間約為lh，滴加完畢后，升溫至70 90°C左右，反應(yīng)約為8 24h，待反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾，洗滌，重結(jié)晶，干燥后得到中間體脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸甲酯，產(chǎn)品為棕黃色固體。
(2)在干燥的三口燒瓶中加入中間體，加熱至60°C左右，滴加5%-25%氫氧化鈉溶液，摩爾比為I : I I : I. 6，攪拌，加熱，控制回流溫度在70 110°C左右，調(diào)至pH值為8 9，反應(yīng)I 6h后，結(jié)束反應(yīng)，經(jīng)過濾，洗漆，100°C下真空(真空度約為2. 5kPa)干燥過夜，得到脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽產(chǎn)品。
(3)用有機(jī)溶劑(乙醇，丙酮，二氯甲烷等)使脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽產(chǎn)品溶解，進(jìn)行幾次重結(jié)晶，將重結(jié)晶后的產(chǎn)品進(jìn)行干燥處理，即可得到棕黃色脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述中堿濃度為5% 25%，優(yōu)選20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑的制備方法，其特征在于，所述中原料分子量在300 500。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑作為復(fù)配劑在三次采油中的應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑的制備方法，其特征在于，兩步合成過程中無有機(jī)溶劑，只在提純過程中用到一種有機(jī)溶劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽表面活性劑、其制備方法及其在三次采油中的應(yīng)用。具體方案是以醇醚，丙烯酸甲酯，氫氧化鈉為主要原料，經(jīng)過加成、皂化反應(yīng)，合成了一種新型陰離子表面活性劑。采用此方法工藝簡單，無需特殊設(shè)備，原料成本低，來源廣泛，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。這種脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸鹽完全不同于常規(guī)的非離子和陰離子驅(qū)油用表面活性劑，在陰離子表面活性劑長烷基鏈中嵌入乙氧基團(tuán)，其表面活性高，熱穩(wěn)定性和抗鹽能力好，配伍性好，生物降解性能好。用這種脂肪醇醚丙酸鹽與其它表面活性劑復(fù)配，有很好的協(xié)同效應(yīng)，可以在水-原油界面形成超低界面張力。此外，此表面活性劑還是耐鹽耐溫型的無堿型驅(qū)油用表面活性劑。
文檔編號C09K8/584GK102676143SQ20121018889
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者宋春麗, 羅強(qiáng)章, 許虎君 申請人:江南大學(xué)