CN101932558A - 合成的烷基芳基磺酸盐的制备方法 - Google Patents

合成的烷基芳基磺酸盐的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种制备合成的石油磺酸盐的方法，所述方法包括：(a)在强酸催化剂的存在下，将第一量的至少一种芳族化合物与第一量的具有约8～约100个碳原子的烯烃的混合物进行反应，其中制得的产物包含至少约60wt％的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物；(b)将(a)的产物磺化；和(c)利用碱金属或碱土金属氢氧化物或氨对(b)的产物进行中和。

Description

合成的烷基芳基磺酸盐的制备方法
技术领域
本发明涉及合成的烷基芳基磺酸盐的制备方法，其中通过在强酸催化剂的存在下将芳族化合物与烯烃混合物反应而将烷基化的芳族化合物磺化，从而得到所述合成的烷基芳基磺酸盐，所述烯烃选自具有约8～约100个碳原子的烯烃。可以将烷基化的芳族化合物用作强化采油的烷基化物。这些磺酸盐作为强化采油的表面活性剂具有优异的性能。
发明背景
利用各种路易斯或布朗斯台德酸催化剂催化芳烃的烷基化反应是熟知的。典型的工业催化剂包括磷酸/硅藻土、卤化铝、三氟化硼、氯化锑、氯化锡、氯化锌、鎓聚(氟化氢)、和氟化氢。在液相或气相中能够利用较低分子量的烯烃如丙烯进行烷基化。关于利用更高烯烃如C16+烯烃进行的烷基化，通常在氟化氢存在下在液相中完成烷基化。利用较高级的烯烃对苯进行烷基化存在困难，且典型地需要氟化氢处理。Himes在名称为“HF Regeneration in Aromatic HydrocarbonAlkylation Process”的美国专利4503277中公开了这种方法，在此通过参考将其并入以用于所有用途。
相关技术描述
Mikulicz等人的美国专利4225737公开了一种利用烯烃充当烷基化试剂对芳烃进行烷基化的方法。在与氢氟酸催化剂接触的烷基化反应条件下，在第一烷基化反应区域内，将芳香烃与所述烷基化试剂的第一部分混合。
Boney的美国专利3953538公开了一种烷基化方法，其中将烯烃物质的料流与酸料流混合并聚合而形成用于高强酸的聚合物稀释剂，所述高强酸已经在最初充入到烷基化工艺中。
Mehlberg等人的美国专利5750818公开了一种用于液相烷基化的方法，在酸烷基化催化剂的存在下在烃底物的烷基化反应器中利用烯烃烷基化试剂对沸点低于所述烃底物的至少一种烃进行烷基化，且所述烃底物相对于所述烷基化试剂大大化学计量过量，从而形成液体产物混合物。
King等人的美国专利6551967公开了一种具有约2～约30总碱值、0％～约25％的二烷基化物含量和约75％～约90％以上的单烷基化物含量的低的过碱性碱土金属芳基烷基磺酸盐，其中所述烷基芳基部分为烷基甲苯或烷基苯，其中所述烷基为衍生自丙烯低聚物的C15-C21支链烷基，所述丙烯低聚物可用作润滑油添加剂。
LeCoent的美国专利6054419公开了一种过碱性的碱土金属的烷基芳基磺酸盐的混合物，其包含(a)50～85wt％的具有C14～C40直链的单烷基苯基磺酸盐，其中在1-位或2-位中的苯磺酸盐取代基的摩尔比为0～13％，以及(b)15～50wt％的重烷基芳基磺酸盐，其中所述芳基自由基为苯基或者不是，且所述烷基链为总碳原子数为16～40的两个直链烷基链，或者为平均具有15～48个碳原子总数的一个或多个支化的烷基链。
Malloy等人的美国专利4536301公开了一种用于在地下储藏田中回收残油的表面活性剂块(slug)。所述块包含以下(1)、(2)和(3)的混合物：(1)约1～约10％的单-和二烷基-取代的芳烃混合物的磺酸盐，其中通过在氟化氢催化剂的存在下利用烯烃对芳烃进行烷基化而得到了所述单-和二烷基-取代的芳烃；(2)具有约3～约6个碳原子的低级烷基醇；和(3)含乙氧基化的正构醇的非离子助表面活性剂，所述正构醇具有约12～约15个碳原子。
Campbell等人的美国专利6989355公开了用于强化采油工艺的中和不足的烷基二甲苯磺酸组合物。该发明还涉及从地下储藏田中提高油回收的方法，所述方法使用了该发明的中和不足的烷基二甲苯磺酸组合物。在水介质中使用所述中和不足的烷基二甲苯磺酸组合物。所述方法任选地使用合适的助表面活性剂如醇、醇醚、聚亚烃基二醇、聚(氧化亚烃基)二醇和/或聚(氧化亚烃基)二醇醚。
Parker的美国专利4816185公开了C9-C30烷基苯与苯乙烯的反应产物及其磺化衍生物以及制备这种产物和衍生物的方法。反应产物的磺酸盐尤其适合用作洗涤剂。
发明概述
在其最广泛的实施方案中，本发明涉及制备合成的烷基芳基磺酸盐的方法，所述方法包括：
(a)在强酸催化剂的存在下，将至少一种芳族化合物与选自具有约8～约100个碳原子的烯烃的烯烃混合物进行反应，其中制得的产物包含至少约60wt％的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物；(b)将(a)的产物磺化；和(c)利用碱金属或碱土金属源或氨对(b)的产物进行中和。
因此，本发明涉及磺化的烷基化的芳烃的制备方法。
图1公开了在本发明的合成的烷基芳基磺酸盐的制备中所使用的烷基化方法。
发明详述
尽管本发明容易有多种变体和替换形式，但是本文中详细描述了其具体实施方案。然而，应理解，本文中具体实施方案的描述不打将本发明限制为所公开的具体形式，而是相反，本发明将包括落入由附属权利要求书所限定的本发明主旨和范围内的所有变体、等价物和替代物。
定义
烯烃-术语“烯烃”是指通过许多方法获得的、具有一个或多个碳-碳双键的一类不饱和脂族烃。含有一个双键的那些称作单烯，且将具有两个双键的那些称作二烯、烷基二烯(alkyldienes)或二烯烃。α烯烃特别具有反应性，因为双键位于第一个碳和第二个碳之间。实例为1-辛烯和1-十八烯，可将其用作介质可生物降解的(medium-biodegradable)表面活性剂的起始点。直链和支化的烯烃也包括在烯烃的定义中。
直链烯烃-术语“直链烯烃”，包括正构α烯烃和直链α烯烃，是指在链中存在至少一个碳-碳双键的直链的、非支化的烃。
双键异构化的直链烯烃-术语“双键异构化的直链烯烃”是指包含多于5％的其中碳-碳双键不在端位(即双键不在链的第一个和第二个碳原子之间)的烯烃的一类直链烯烃。
部分支化的直链烯烃-术语“部分支化的直链烯烃”是指每个含有双键的直链中包含少于一个的烷基支链的一类直链烯烃，其中所述烷基支链为甲基或更高的烷基。部分支化的直链烯烃也可含有双键异构化的烯烃。
支化的烯烃-术语“支化的烯烃”是指每个含有双键的直链包含一个或多个烷基支链的一类烯烃，其中所述烷基支链可以为甲基或更高的烷基。
C12-C30 +的正构α烯烃-该术语定义了一部分正构α烯烃，其中通过蒸馏或其它分馏方法而除去了碳数低于12的物质。
本发明的一个实施方案为制备合成的烷基芳基磺酸盐的方法，所述方法包括：(a)在强酸催化剂的存在下，将至少一种芳族化合物与第一量的选自具有约8～约100个碳原子的烯烃的烯烃混合物反应，其中制得的产物包含至少约60wt％的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物；(b)将(a)的产物磺化；和(c)利用碱金属或碱土金属源或氨对(b)的产物进行中和。
芳族化合物
可以将至少一种芳族化合物或芳族化合物的混合物用于本发明的烷基化反应中，优选地，所述至少一种芳族化合物或所述芳族化合物的混合物包含至少一种单环芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯、异丙基苯或它们的混合物。所述至少一种芳族化合物或芳族化合物混合物也可包含双环和多环芳族化合物例如萘。更优选地，所述至少一种芳族化合物或芳族化合物混合物为二甲苯，包括所有异构体(即间-、邻-和对-二甲苯)、二甲苯异构化的精制液，及它们的混合物。更优选地，所述至少一种芳族化合物为邻二甲苯。
芳族化合物的来源
通过本领域内熟知的方法制备用于本发明中的所述至少一种芳族化合物或芳族化合物混合物。
烯烃
烯烃的来源
用于本发明中的烯烃可以为直链的、异构化的直链的、支化的或部分支化的直链的。所述烯烃可以为直链烯烃的混合物、异构化的直链烯烃的混合物、支化的烯烃的混合物、部分支化的直链混合物或前述中任意几种的混合物。
所述烯烃可得自各种来源。这些来源包括正构α烯烃、直链α烯烃、异构化的直链α烯烃、二聚的和低聚的烯烃、以及得自烯烃易位反应的烯烃。获得烯烃的另一种来源为通过石油或费托(Fischer-Tropsch)蜡的裂化。在裂化之前，可以对所述费托蜡进行加氢处理。其它的工业来源包括衍生自链烷烃脱氢和乙烯和其它烯烃的低聚、甲醇到烯烃的方法(甲醇裂化设备)等的烯烃。
所述烯烃也可被其它官能团如羧酸基团、杂原子等取代，条件是这种基团不能与强酸催化剂发生反应。
烯烃的混合物选自碳数为约8个碳原子～约100个碳原子的烯烃。优选地，烯烃混合物选自碳数为约10～约80个碳原子、更优选约14～约60个碳原子的烯烃。
在另一个实施方案中，优选地，烯烃混合物选自含约8～约100个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。更优选地，烯烃混合物选自含约10～约80个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。最优选地，烯烃混合物选自含约14～约60个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。
此外，在优选的实施方案中，烯烃混合物含有包含约40～约90％的C12～C20和约4％～约15％的C32～C58的碳原子分布。更优选地，碳原子分布包含约50～约80％的C12～C20和约4％～约15％的C32～C58。
支化的烯烃的混合物优选选自衍生自C3或更高级的单烯烃的聚烯烃(即丙烯低聚物、丁烯低聚物或共低聚物等)。优选地，所述支化的烯烃的混合物为丙烯低聚物或丁烯低聚物或它们的混合物。
正构α烯烃
优选地，可用于烷基化反应的直链烯烃的混合物为选自每个分子中具有约8～约100个碳原子的烯烃的正构α烯烃的混合物。更优选地，所述正构α烯烃的混合物选自每个分子中具有约10～约80个碳原子的烯烃。最优选地，所述正构α烯烃的混合物选自每个分子中具有约12～约60个碳原子的烯烃。尤其优选的范围是约14～约60。
在本发明的一个实施方案中，使用两种酸性催化剂，固体或液体，中的至少一种对正构α烯烃进行异构化。固体催化剂优选具有至少一种金属氧化物且平均孔径小于5.5埃。更优选地，所述固体催化剂为具有一维孔系统的分子筛，例如SM-3、MAPO-11、SAPO-11、SSZ-32、ZSM-23、MAPO-39、SAPO-39、ZSM-22或SSZ-20。可用于异构化的其它可能的酸性固体催化剂包括ZSM-35、SUZ-4、NU-23、NU-87和天然或合成的镁碱沸石。这些分子筛在本领域内是熟知的且在RosemarieSzostak的Handbook of Molecular Sieves(New York，Van NostrandReinhold，1992)中进行了讨论，出于各种目的，通过参考将其并入本文中。能够使用的液体类型的异构化催化剂为五羰基铁(Fe(CO)5)。
可以以间歇或连续的模式实施正构α烯烃异构化的方法。工艺温度可为约50℃～约250℃。在间歇模式中，所使用的典型方法为搅拌的高压釜或玻璃烧瓶，可将所述高压釜或玻璃烧瓶加热至期望的反应温度。在固定床方法中更高效地实施连续工艺。固定床方法中的空速可为0.1～10或更高的重时空速。
在固定床方法中，将异构化催化剂充入反应器中并在真空或流动的惰性、干燥气体下在至少150℃的温度下进行活化或干燥。活化之后，将异构化催化剂的温度调节至期望的反应温度并将烯烃料流引入反应器中。收集含部分支化的、异构化的烯烃的反应器流出物。制得的部分支化的、异构化的烯烃含有不同的烯烃分布(即α烯烃、β烯烃；内烯烃、三取代的烯烃和亚乙烯基烯烃)，且选择未异构化的烯烃的支化含量和条件，从而获得期望的烯烃分布和支化程度。
酸催化剂
典型地，使用强酸催化剂(布朗斯台德酸或路易斯酸)可制备烷基化的芳族化合物。术语“强酸”是指pKa小于约4的酸。术语“强酸”也是指包括酸性比氢氯酸和在本文中所述发明上下文中所使用的相同条件下具有至少负10或更低、优选至少负12或更低的Hammett酸度值的有机酸更强的无机酸。所述Hammett酸度函数定义如下：
Ho＝pKBH+-log(BH+/B)
其中B为碱且BH+为其质子化形式，pKBH+为共轭酸的解离常数且BH+/B为电离比；Ho的负值越低，则酸性越强。
优选地，所述强酸催化剂选自氢氯酸、氢氟酸、氢溴酸、硫酸、高氯酸、三氟甲磺酸、氟磺酸和硝酸。最优选地，所述强酸催化剂为氢氟酸。
可以以间歇或连续模式实施烷基化方法。当用于连续法中时，所述强酸催化剂可被再循环。当用于间歇法或连续法中时，所述强酸催化剂可被再循环或再生。
在强酸催化剂失活(即催化剂已经丧失了其催化活性的全部或一部分)之后，可将其再生。可以使用本领域内熟知的方法来再生失活的氢氟酸催化剂。
制备烷基化的芳族化合物的方法
在本发明的一个实施方案中，通过在维持搅拌的反应器中，在强酸催化剂如氢氟酸的存在下，使至少一种芳族化合物或芳族化合物的混合物与烯烃化合物的混合物发生反应，由此制造反应产物，从而实施烷基化过程。将所述反应产物供应至液-液分离器中，以使得烃(即有机)产物与强酸催化剂分离。可在封闭的回路循环中将强酸催化剂再循环至反应器。对烃产物做进一步处理，以从期望的烷基化产物中除去过量的未反应的芳族化合物和任选的烯烃化合物。还可将所述过量的芳族化合物再循环至反应器。
氢氟酸与烯烃化合物的混合物的总进料摩尔比为约1.0∶1。
所述芳族化合物与烯烃化合物的混合物的总进料摩尔比为约7.5∶1。
可将许多种反应器构型用于反应器区域。这些包括但不限于，间歇釜式反应器和连续搅拌釜式反应器、反应器提升管构型、沸腾床反应器、以及本领域内熟知的其它反应器构型。许多这些反应器对本领域内技术人员是已知的且适用于烷基化反应。搅拌对烷基化反应来说是关键的且通过在具有或不具有挡板的条件下旋转叶轮、静态搅拌器、提升管中的动力混合、或本领域中熟知的任意其它搅拌装置能够提供所述搅拌。
可在约0℃～约100℃的温度下实施所述烷基化过程。在大部分进料组分保持为液相的足够压力下实施所述过程。典型地，0～150psig的压力可足以将进料和产物保持为液相。
反应器中的停留时间为足以将大部分烯烃转化成烷基化物产物的时间。所需的时间为约30秒～约30分钟。本领域中的技术人员使用间歇搅拌的釜式反应器来测量烷基化过程的动力学来确定更精确的停留时间。
可以将所述至少一种芳族化合物或芳族化合物的混合物和烯烃混合物分别注入反应区域内或在注射之前将其进行混合。可使用一个和多个反应区域两种方式，将芳族化合物和烯烃混合物注入一个、几个或全部反应区域内。不需将所述反应区域保持在相同的工艺条件下。
烷基化过程的烃进料可包含芳族化合物与烯烃混合物的混合物，其中所述芳族化合物与烯烃的摩尔比为约0.5∶1～约50∶1或更大。在芳族化合物与烯烃的摩尔比为＞1.0∶1的情况中，有过量的芳族化合物存在。优选地，过量的芳族化合物用于加快反应速率并提高产物选择性。当使用过量的芳族化合物时，例如通过蒸馏能够对反应器流出物中过量的未反应的芳烃进行分离并再循环至反应器。
三烷基取代的烷基化的芳族化合物
本发明的中间产物为三烷基取代的烷基化的芳族化合物。优选地，制得的中间产物包含至少约60wt％的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物。更优选地，所述制得的产物包含至少约70wt％、甚至更优选至少约75wt％的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物。
烷基芳基磺酸盐的制备
在本发明的一个实施方案中，将通过本文中所述方法制备的产物(即烷基化的芳族化合物：1，2，4-三烷基取代的烷基苯；1，2，3-三烷基取代的烷基苯及其混合物)进一步反应而形成磺酸盐。
磺化
然后，通过本领域内普通技术人员所已知的任意方法，对烷基芳基化合物进行磺化。典型地，在保持在约65℃下的连续降膜管式反应器中实施磺化反应。将所述烷基芳基化合物与用空气稀释过的三氧化硫、硫酸、氯磺酸或氨基磺酸一起置于反应器中，由此制造烷基芳基磺酸。优选地，使用利用用空气稀释过的三氧化硫对所述烷基芳基化合物进行磺化。将三氧化硫与烷基化物的进料摩尔比保持为约0.8～1.1∶1。
烷基芳族磺酸的中和
通过本领域内技术人员已知的任何方法，以连续或间歇过程来实施烷基芳基磺酸的中和，从而制造烷基芳基磺酸盐。典型地，利用碱金属或碱土金属源或氨对烷基芳基磺酸进行中和。优选地，所述源为碱金属或碱土金属；更优选地，所述源为碱土金属氢氧化物，例如但不限于，氢氧化钙或氢氧化镁。
其它实施方案对于本领域内技术人员而言是显而易见的。
提供下列实施例用于说明本发明的具体实施方案，但无论如何不能被理解为用于限制本发明的范围。
实施例
实施例1
使用单个烷基化反应器利用C12-30+NAO对邻二甲苯进行烷基化
使用氢氟酸(HF)在连续烷基化试验工厂内制备实施例1的烷基化的邻二甲苯，其中在串联的两个烷基化反应器(每个体积为1.15升)之后为用于将有机相与HF相分开的25升的沉降器。将所有设备都保持在5巴压力下，且所述反应器和沉降器为夹套型的，以控制温度。构造所述烷基化反应器，以使得在特定速率下将邻二甲苯、正构α烯烃(NAO)和HF仅供应至第一反应器内。在沉降器之后，通过阀门将有机相除去并允许膨胀至大气压。分离出所述HF酸相并利用苛性碱中和。然后，在真空下对制得的有机相进行蒸馏，从而除去过量的邻二甲苯。
所述烷基化原料由二甲苯/烯烃的摩尔比为10.0的邻二甲苯和C12-C30 +正构α烯烃的混合物构成。用于制备这种进料的烯烃为工业C12-C30 +馏分的共混物。将进料中烯烃的分布示于表A中。
表A
烯烃原料分布
  碳数   Wt％
  12   16.3
  14   14.5
16 11.5
  18   8.7
  20   7.3
  22   5.6
  24   6.0
  26   11.5
  28   6.0
  30+   12.6
在使用期间，在干燥氮气下储存所述进料混合物。由于α烯烃的蜡质特性，将烷基化进料混合物加热至50℃以将所有烯烃保持为溶液状态。另外，在使用期间，将邻二甲苯储存在干燥的氮气下。
表I总结了实施例1的HF烷基化条件和芳族烷基化物的化学性质。
实施例2
用于确定1，2，3-烷基和1，2，4-烷基芳环连接(attachment)的相对百分比的红外法
使用装有回弹金刚石削弱的反射池的红外光谱仪(Thermo model4700)，获得了烷基化的邻二甲苯产物试样的红外光谱。显示了试样在600～1000cm-1之间的吸收光谱，并对在约780、820和880cm-1处的峰进行积分。计算各个峰的相对百分比面积，并由780cm-1峰的相对面积百分比来表示1，2，3-烷基芳烃含量的百分比。
实施例4
用于确定与芳环连接位置的烷基的百分比的碳核磁共振法
使用约1.0g试样，起溶解在10mmNMR管中的约3.0mL的0.5MCr(acac)3氯仿-d溶液中，在300MHz Varian Gemini NMR(75MHz碳)上获得了定量的13C NMR光谱。使用发射器脉冲序列(延迟(2.2秒)，90脉冲采集(0.853秒))，且在延迟期间关闭、在采集期间开启解耦器(WALTZ-16)。在我们Cr(acac)3水平下对季碳的T1的粗略检验表明它们为约0.4～0.5秒。因此，弛豫延迟总是最长的T1的四倍。我们认为，这足以使得残留的NOE在脉冲激发期间减弱，即使解耦器的负载循环高于所推荐的用于定量试验的5～10％。在无基线校正下对13C NMR光谱进行积分。
使用被长链烷基取代的芳环碳上的季碳(Q)和长链烷基(该长链烷基连接到芳环上)的甲烷(苄型)碳(M)的积分峰强度来计算烷基连接位置的百分比。对于不同的烷基链连接，完成了下列指认(从TMS的低磁场开始，单位为ppm)：2-位(R＝甲基)；Q＝145.475ppm、M＝39.56ppm；3-位(R ＝乙基)、Q＝143.502ppm、M＝47.50ppm；4-位(R＝正丙基)、Q ＝143.86ppm、M＝45.4ppm；5-位及以上(R＝大于正丙基)、Q＝143.86、M＝45.69ppm。对NMR光谱进行积分并将143～147ppm和39～48ppm之间的信号放大并积分。对于143～147ppm区域的积分，确定了R＝甲基、R＝乙基和R＝正丙基的相对量。对于39～48ppm区域的积分，获得了R＝甲基、R＝乙基、R＝正丙基和R＞正丙基的相对量。为了进行计算，首先，检查各个芳烃碳的积分是否相同。将各个Q和M峰的积分相加并计算所指认的峰的芳族季(Q)和脂族次甲基(M)积分两者的连接百分比。例如，来自芳烃季碳的积分的2-连接的量等于145.475ppm信号的积分除以(145.475ppm峰的积分+143.502ppm峰的积分+143.86ppm峰的积分)。所述脂族次甲基碳提供了2-、3-、4-和＞4-烷基连接，而芳烃季碳仅提供2-、3-、4-烷基连接值。通过脂族次甲基和芳族季碳确定的连接值合理良好地吻合。
表I
使用单个烷基化反应器利用C14-30+NAO对邻二甲苯进行HF烷基化
*烷基链连接的％是指沿与芳环连接的烷基链的碳数。
表4
烷基邻二甲苯磺酸的性质和烷基邻二甲苯磺酸钠的FIT结果
Figure BPA00001161510500131
实施例4
对烷基邻二甲苯烷基化物进行磺化和中和的一般程序
通过使烷基二甲苯与空气和三氧化硫的料流接触，在连续降膜流动反应器中实施烷基二甲苯的磺化。烷基二甲苯与三氧化硫的摩尔比的范围为约1。在表4中给出了详细值。将反应器夹套保持在约65℃。利用标准环己胺溶液对磺酸产物进行电势滴定，从而确定试样中磺酸(作为HSO3)和硫酸(H2SO4)的重量百分比。结果示于表4中。
通过利用1当量的NaOH水溶液(50％的NaOH水溶液)进行处理，将制得的烷基邻二甲苯磺酸转化成它们相应的钠盐。通过新鲜界面张力(FIT)法对所述盐进行评价。该程序如下：
1)在蒸馏水中制备烷基邻二甲苯磺酸钠的3.0wt％的原料溶液；
2)制备3.0wt％共溶剂(二乙二醇正丁基醚)的原料溶液和蒸馏水中的3.0wt％的氯化钠原料溶液；
3)将烷基邻二甲苯磺酸钠的原料溶液和共溶剂/氯化钠的原料溶液进行共混，从而获得磺酸钠和共溶剂的适当盐度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8wt％的氯化钠)和恒定浓度。
所有试样含有0.2wt％的烷基邻二甲苯磺酸盐和0.067wt％的共溶剂(磺酸钠∶共溶剂的重量比为3/1)。
为了测量界面张力，将磺酸钠/共溶剂溶液各自置于Temco 501型张力计的毛细管中，然后，加入约2μl的Minas原油(进行预热，使得足以在其蜡出现点(WAT)以上)。将试样加热至200℉，在两种或三种旋转速度(300、500、有时为8000rpm)下旋转所述张力计，并在1～3小时内测量其液滴的几何形状。在不同速度下测量FIT且通常在不同测量之间观察到良好的一致性。在某些情况下，调整旋转速度，从而使得长度/宽度的长宽比为4或更大的油滴几何形状并允许膨胀至大气压。
表4总结了烷基邻二甲苯磺酸钠的FIT测试。在不含表面活性剂的条件下，对Minas原油的FIT测试为10～20达因/cm的数量级。本发明的烷基邻二甲苯磺酸钠的FIT测试都小于0.01达因/cm。认为这种表面活性剂可用于在低盐度储藏田中采油。最佳盐度为界面张力最低时的盐度，其在实施例4～7中为0.2％的NaCl。

Claims (25)

1.一种制备合成的烷基芳基磺酸盐的方法，包括：
(a)在强酸催化剂的存在下，使第一量的至少一种芳族化合物与一定量的选自具有约8～约100个碳原子的烯烃的烯烃混合物反应，其中制得的产物包含至少约60wt％的；
(b)将(a)的产物磺化；和
(c)利用碱金属或碱土金属源或氨对(b)的产物进行中和。
2.根据权利要求1的方法，其中所述碱金属或碱土金属源为氢氧化物。
3.根据权利要求1的方法，其中在(a)的产物与已经用空气稀释过的三氧化硫反应时所述产物发生磺化。
4.根据权利要求1的方法，其中所述至少一种芳族化合物选自未取代的芳族化合物、单取代的芳族化合物和二取代的芳族化合物。
5.根据权利要求4的方法，其中所述至少一种芳族化合物选自苯、甲苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯及其混合物。
6.根据权利要求5的方法，其中所述至少一种芳族化合物选自间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯及其混合物。
7.根据权利要求6的方法，其中所述至少一种芳族化合物为邻二甲苯。
8.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)中的烯烃混合物为直链烯烃的混合物、直链异构化的烯烃的混合物、支化的烯烃的混合物、部分支化的烯烃的混合物、或它们的混合物。
9.根据权利要求8的方法，其中步骤(a)中的烯烃混合物为直链烯烃的混合物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述直链烯烃的混合物为正构α烯烃的混合物。
11.根据权利要求10的方法，其中所述直链烯烃的混合物包含通过石油蜡或费托蜡的裂化而得到的烯烃。
12.根据权利要求8的方法，其中所述烯烃混合物包含约8个碳原子～约100个碳原子。
13.根据权利要求12的方法，其中所述烯烃混合物衍生自含约8～100个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。
14.根据权利要求13的方法，其中所述烯烃混合物衍生自含约
10～约80个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。
15.根据权利要求14的方法，其中所述烯烃混合物衍生自含约
14～约60个碳原子的直链α烯烃或异构化的烯烃。
16.根据权利要求9的方法，其中所述直链烯烃混合物为衍生自烯烃易位反应的直链内烯烃的混合物。
17.根据权利要求1的方法，其中所述烯烃混合物为支化的烯烃的混合物。
18.根据权利要求17的方法，其中所述支化的烯烃的混合物包含衍生自C3或更高级的单烯烃的聚烯烃化合物。
19.根据权利要求18的方法，其中所述聚烯烃化合物为聚丙烯或聚丁烯。
20.根据权利要求19的方法，其中所述聚烯烃化合物为聚丙烯。
21.根据权利要求20的方法，其中所述聚烯烃化合物为聚丁烯。
22.根据权利要求1的方法，其中所述强酸催化剂选自氢氯酸、氢
氟酸、氢溴酸、硫酸、高氯酸、三氟甲磺酸、氟磺酸和硝酸。
23.根据权利要求22的方法，其中所述强酸催化剂为氢氟酸。
24.根据权利要求1的方法，其中所制得的产物包含至少约75wt％
的1，2，4-三烷基取代的芳族化合物。
25.通过权利要求1的方法制备的合成的石油磺酸盐化合物。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104619808A (zh) * 2012-09-28 2015-05-13 雪佛龙奥伦耐有限责任公司 强化采油工艺用烷基芳族磺酸盐
CN114315505A (zh) * 2022-01-11 2022-04-12 中国石油大学(华东) 一种烷基苯的生产方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8076272B2 (en) * 2009-11-19 2011-12-13 Chevron Oronite Company Llc Method of making a synthetic alkylaryl sulfonate
CN101811999B (zh) * 2010-04-01 2012-11-28 中国日用化学工业研究院 一种石油馏分油不同族组分磺酸盐的制备方法
EP2714838B1 (en) 2011-05-27 2018-09-05 Shell International Research Maatschappij B.V. Composition and method for enhanced hydrocarbon recovery
EP2738235A1 (en) 2012-11-29 2014-06-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Composition and process for demulsifying oil/water emulsions
EP2738234A1 (en) 2012-11-29 2014-06-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Composition and process for demulsifying oil/water emulsions
EP2781581A1 (en) 2013-03-21 2014-09-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Composition and process for demulsifying oil/water emulsions
EP2781582A1 (en) 2013-03-21 2014-09-24 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Composition and process for demulsifying oil/water emulsions
KR102657749B1 (ko) 2015-10-19 2024-04-17 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 스타이렌의 제조 방법
PE20180739A1 (es) * 2016-04-08 2018-04-27 Compania Espanola De Petroleos S A U Composicion y metodo para la recuperacion mejorada de petroleo a partir de un yacimiento subterraneo
WO2018095881A1 (en) 2016-11-24 2018-05-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for oil recovery
WO2019076794A1 (en) 2017-10-18 2019-04-25 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. SURFACE COMPOSITION
US11384052B2 (en) * 2019-09-10 2022-07-12 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Amphiphilic cyclohexylbenzene compounds derived from alpha olefins or vinylidene alpha olefin dimers

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1989313A (zh) * 2004-07-15 2007-06-27 切夫里昂奥罗尼特有限责任公司 用于提高的油回收方法的烷基二甲苯磺酸盐

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3953538A (en) * 1973-03-12 1976-04-27 Universal Oil Products Company Alkylation process startup procedure
DE2861399D1 (en) * 1977-08-04 1982-01-28 Exxon Research Engineering Co Overbased monoalkyl orthoxylene and monoalkyl toluene sulfonates and use as lubricant additives
JPS5524144A (en) * 1978-08-10 1980-02-21 Nippon Petrochem Co Ltd Aralkylation process
US4328111A (en) * 1978-11-20 1982-05-04 Standard Oil Company (Indiana) Modified overbased sulfonates and phenates
US4225737A (en) * 1979-04-23 1980-09-30 Uop Inc. Alkylation process
US4536301A (en) * 1981-08-31 1985-08-20 Uop Inc. Enhanced oil recovery
US4503277A (en) * 1983-11-30 1985-03-05 Uop Inc. HF regeneration in aromatic hydrocarbon alkylation process
US4816185A (en) * 1987-03-04 1989-03-28 Chevron Research Company Styrene alkylbenzene copolymers and sulfonates thereof and method of making
GB8819215D0 (en) * 1988-08-12 1988-09-14 Shell Int Research Lubricant additives
US5750818A (en) * 1996-06-20 1998-05-12 Amoco Corporation Alkylation process
FR2752838B1 (fr) * 1996-09-05 1998-12-04 Chevron Chem Sa Melange d'alkyl-aryl-sulfonates de metaux alcalino-terreux, son application comme additif pour huile lubrifiante et procedes de preparation
FR2783824B1 (fr) * 1998-09-25 2001-01-05 Chevron Chem Sa Sulfonates d'alkylaryle faibles surbases et huile de lubrification les contenant
WO2000037775A1 (en) * 1998-12-22 2000-06-29 Chevron U.S.A. Inc. Oil recovery method for waxy crude oil using alkylaryl sulfonate surfactants derived from alpha-olefins
US6497812B1 (en) * 1999-12-22 2002-12-24 Chevron U.S.A. Inc. Conversion of C1-C3 alkanes and fischer-tropsch products to normal alpha olefins and other liquid hydrocarbons
DE10059398A1 (de) * 2000-11-30 2002-06-13 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Alkylarylsulfonaten
US6989355B1 (en) * 2004-07-15 2006-01-24 Chevron Oronite Company Llc Under-neutralized alkylxylene sulfonic acid composition for enhanced oil recovery processes
US7282617B2 (en) * 2005-03-31 2007-10-16 Chevron U.S.A. Inc. Process of making a highly stable aromatic alkylate suitable for use in making improved additives and surfactants
US7449596B2 (en) * 2005-12-21 2008-11-11 Chevron Oronite Company Llc Method of making a synthetic petroleum sulfonate
US7598414B2 (en) * 2006-06-01 2009-10-06 Chevron Oronite Company Llc Method of making a synthetic alkylaryl sulfonate
US7495140B2 (en) * 2006-06-01 2009-02-24 Chevron Cronite Company Llc Method of making a synthetic alkylaryl compound

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1989313A (zh) * 2004-07-15 2007-06-27 切夫里昂奥罗尼特有限责任公司 用于提高的油回收方法的烷基二甲苯磺酸盐

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈裕中: "《中国大百科全书》", 30 September 2002, 中国大百科全书出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104619808A (zh) * 2012-09-28 2015-05-13 雪佛龙奥伦耐有限责任公司 强化采油工艺用烷基芳族磺酸盐
CN114315505A (zh) * 2022-01-11 2022-04-12 中国石油大学(华东) 一种烷基苯的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2706345A1 (en) 2009-07-09
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EP2231593A1 (en) 2010-09-29
JP2014122238A (ja) 2014-07-03
JP5551610B2 (ja) 2014-07-16
JP2011507885A (ja) 2011-03-10

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