CN104559989B - 烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱 - Google Patents

烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱表面活性剂、制备方法及其在油田驱油中的应用。主要解决目前生产技术中表面活性剂作为驱油剂在高温、高矿化度下驱油效果差,同时由于含碱,对地层及油井带来巨大伤害,腐蚀设备及输送管道,污染环境等问题。本发明通过采用如下式所示的烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型表面活性剂,其中R为C8~C40的烃基,R1和R2独立取自C1~C4的亚烷基,a+b+c=0~100,x+y+z=1~100的技术方案,较好地解决了该问题,可用于油田驱油生产中。

Description

烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱
技术领域
本发明涉及烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱表面活性剂、制备方法及其在油田驱油中的应用。
背景技术
在油田进入高含水期后,剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中,作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力,如果选用合适的表面活性剂体系,降低油水间的界面张力,使储油层油水间的界面张力从20~30mN/m降至较低或超低值(10-3~10- 4mN/m),便能减少使剩余油移动时油珠变形所带来的阻力,从而大幅提高驱油效率。
采油表面活性剂应用的最多的还是石油磺酸盐,重烷基苯磺酸盐等炼油副产物改性的表面活性剂,这类表面活性剂的特点是取材广泛、价格低廉,但是对于高温、高矿化度的油藏来说,对一、二类油藏来说效果较好的表面活性剂则不能有效降低界面张力,并表现为化学结构易变,严重的色谱分离等等,不能胜任。在同一个分子中引入多个活性官能团的新型甜菜碱表面活性剂,可大大提高表面活性,而且可能会产生协同作用,增加抗盐性。甜菜碱表面活性剂具有以下几个方面特点:(1)具有等电点,在pH值低于等电点表现为阳离子表面活性剂的性能,而在pH值高于等电点表现为阴离子表面活性剂的性质。(2)几乎可以同所有类型的表面活性剂进行复配。(3)低毒,刺激小,无公害。(4)极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性。(5)良好的乳化性和分散性。(6)可以吸附在带有正电荷或负电荷的物质表面,而不产生憎水薄层,具有很好的润湿性和发泡性。(7)良好的生物降解性。由于甜菜碱表面活性剂性能优异,对于环境保护要求日益严峻的今天,越来越重视甜菜碱表面活性剂的研究和开发工作,近年来一直呈现上升趋势,表面活性剂的品种也逐渐增加。
在油田进入高含水期后,剩余油以不连续的油膜被圈闭在油藏岩石的孔隙中,作用于油珠上的两个主要力是粘滞力和毛细管力,如果选用合适的表面活性剂体系,降低油水间的界面张力,使储油层油水间的界面张力从20~30mN/m降至较低或超低值(10-3~10- 4mN/m),便能减少使剩余油移动时油珠变形所带来的阻力,从而大幅提高驱油效率。专利CN.102294196A用脂肪胺聚氧乙烯聚氧丙烯无规或嵌段聚醚和3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠反应得到甜菜碱两性表面活性剂;专利U.S.4216097提供了一种磺酸基甜菜碱的制备方法。
但是,现有的表面活性剂在高盐高温油层的驱油效率有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中表面活性剂存在高温、高盐条件下驱油效率低的问题,提供一种新的甜菜碱表面活性剂,该表面活性剂具有在高温、高盐条件下驱油效率高的特点。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的甜菜碱表面活性剂的制备方法。
本发明所要解决的技术问题之三是技术问题之一所述甜菜碱表面活性剂在油田驱油中的应用。
为解决上述技术问题之一,本发明采用的技术方案如下:一种烃基胺聚氧乙烯醚磺酸盐型甜菜碱表面活性剂,其结构如下所示:
其中R为C8~C40的烃基,R1和R2独立取自C1~C4的亚烷基,a+b+c=0~100,x+y+z=1~100。
上述技术方案中优选a+b+c =2~30,更优选为a+b+c=8~18;所述烃基R优选C8~C25的烃基,更优选C12~C14的烃基;优选x+y+z =1~20,更优选为x+y+z=2~10。
作为最优选的技术方案:R为C12~C14的烃基、a+b+c=8~12、x+y+z =2~8。
为解决上述技术问题之二,本发明采用的技术方案如下:上述技术问题之一所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:
a)将RN(CH2CH2OH)2与苯甲酰氯反应,得到苯甲酸酯封端叔胺:RN(CH2CH2OOCC6H5)2
b)苯甲酸酯封端叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐反应得到如式(I)所示的表面活性剂前体I;
(I)
c)在碱性条件下水解表面活性剂前体I得到如式II所示的表面活性剂前体II;
(II)
d)表面活性剂前体II在碱性催化剂作用下,依次与所需量环氧乙烷、环氧丙烷反应得到所述烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐表面活性剂。
上述技术方案中,步骤a)中RN(CH2CH2OH)2与苯甲酰氯的摩尔比优选为1:(2~5),反应温度优选为20~150℃,反应时间优选为4-~12小时。步骤b)中苯甲酸酯封端叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐的摩尔比优选为1:(1~4),反应温度优选为30~80℃,反应时间优选为6~18小时,反应优选pH为8~9的条件下进行。步骤b)优选在极性溶剂中进行。采用DMSO或水中的至少一种,最好是DMSO与水的混合物。步骤d)所述碱性催化剂优选为碱金属氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属的氧化物中的至少一种,更优选氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。步骤d)中所述反应温度优选为80~180℃更优选为85~160℃。
为解决本发明技术问题之三本发明采用的技术方案如下:上述技术问题之一所述甜菜碱表面活性剂在油田驱油中的应用。
上述技术方案中,所述应用的具体方法可以为将以重量份数计包括本发明技术问题之一所述表面活性剂1份与水100~2000份的驱油剂注入含油地层。其中采用的水可以是去离子水、河水、地下水、海水,优选为总矿化度范围为10000~50000mg/L、Ca2++Mg2+为500~2000mg/L的水,出于施工方便、节约水资源等方面的考虑,更优选为油田注入水,例如本发明实施例采用的胜利油田胜坨二区注入水。
本发明的技术关键在于表面活性剂采用了新型两性甜菜碱表面活性剂,其中的丙磺酸盐基团位于两个氧乙烯链段中间,与现有技术中两性表面活性剂相比,本发明采用的表面活性剂大大提高了抗盐、抗钙镁能力,因而可用于高矿化度、较高温度的油层驱油,具有很高的理论意义,并且具有广泛的应用前景及实际意义。
本发明表面活性剂在的胜利油田胜坨二区地层温度85℃、矿化度16000~32000mg/L、Ca2+、Mg2+浓度为450~890mg/L的条件下仍可以与原油形成10-3mN/m数量级的超低界面张力,从而驱动原油,提高采收率10%以上,取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
【实施例1】
1.表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(6摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(3摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=6,x+y+z=3),收率为98.6%。
2.表面活性剂性能评价
驱油剂配制:
将上述表面活性剂1重量份与胜利油田胜坨二区注入水1000重量份混合得到的透明驱油剂用于界面张力评价和驱油实验。其中本发明所有实施例和比较例中所用胜利油田胜坨二区注入水的组成见表1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2。
a)界面张力评价
采用美国德克萨斯大学生产TX-500C旋转滴界面张力仪,在85℃下,转速为4500转/分条件下,测定上述驱油剂与胜利油田胜坨二区采出的脱水原油之间的界面张力结果见表3。
b)驱油实验评价
按照SY/T6424-2000复合驱油体系性能测试方法中的复合驱油体系物理模拟驱油效果测试,在85℃下,长度为30cm,直径为2.5cm,渗透率为1.5 m2的岩心上进行模拟驱油实验。先用胜利油田胜坨二区注入水进行水驱至含水98%,水驱结束后,转注0.3pv(岩心孔隙体积)上述驱油剂,然后水驱至含水98%,提高原油采收率结果见表4。
【实施例2】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(12摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(5摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=12,x+y+z=5),收率为98.9%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例3】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(18摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(7摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=18,x+y+z=7),收率为98.4%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例4】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(4摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(8摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=4,x+y+z=8),收率为98.5%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例5】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(6摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(6摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=6,x+y+z=6),收率为98.2%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例6】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(5摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(16摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=5,x+y+z=16),收率为97.2%。
2.驱油剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例7】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C18H37N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为88%。
b)将步骤a)所得C18H37N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为82%(以步骤b)投入的C18H37N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(22摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(10摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十八胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=22,x+y+z=10),收率为97.5%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例8】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C14H29N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为87%。
b)将步骤a)所得C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C14H29N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(10摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(5摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十四胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=10,x+y+z=5),收率为97.6%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例9】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C14H29N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为87%。
b)将步骤a)所得C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C14H29N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(6摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(14摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十四胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=6,x+y+z=14),收率为97.3%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例10】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C14H29N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为87%。
b)将步骤a)所得C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C14H29N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(26摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(12摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十四胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=26,x+y+z=12),收率为97.4%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例11】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C14H29N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为87%。
b)将步骤a)所得C14H29N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C14H29N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(8摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(2摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十四胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=8,x+y+z=2),收率为97.8%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例12】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C12H25N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为89%。
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(12摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(8摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=12,x+y+z=8),收率为98.8%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例13】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C12H25N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为89%。
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(14摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(14摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=14,x+y+z=14),收率为98.3%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例14】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C12H25N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为89%。
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(4摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(2摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=4,x+y+z=2),收率为98.0%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例15】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C12H25N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为89%。
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为83%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(18摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(6摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得十二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=18,x+y+z=6),收率为98.2%。
2. 表面活性剂性能评价
除了驱油剂组成不同以外,性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
【实施例16】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11N(CH2CH2OOCC6H5)2,收率为85%。
b)将步骤a)所得CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂前体II,收率为80%(以步骤b)投入的CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
d)将步骤c)合成的表面活性剂前体II(1摩尔)加入到装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中,加入6.5克氢氧化钠和6.5克水,边通氮气边加热至85℃时,搅拌反应1小时。开启真空系统,在90℃温度下,抽真空脱水1小时,用氮气吹扫4次,然后将体系反应温度调至150℃缓缓通入环氧乙烷(12摩尔),控制压力≤0.40MPa进行乙氧基化反应,直至乙氧基化反应结束;然后于150℃缓缓通入环氧丙烷(8摩尔),控制压力≤0.50MPa。反应结束后,用氮气吹扫体系,冷却后中和、脱水,得二十二烯胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸盐甜菜碱(a+b+c=12,x+y+z=8),收率为98.3%。
2. 表面活性剂性能评价
性能评价方法同实施例1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2,将评价结果列于表3和表4。
表1 胜利油田胜坨二区注入水
【实施例17】
其它于实施例12相同,仅步骤b)采用的溶剂不同:
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H52(1摩尔)加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入320克DMSO,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
步骤c)的收率为:75%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
【实施例18】
其它于实施例12相同,仅步骤b)采用的溶剂不同:
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入320克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
步骤c)的收率为:68%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准)。
从实施例12、实施例17和实施例18的步骤C)表面活性剂前体II的收率可以看出,采用DMSO与水的混合溶剂较采用单个DMSO或单个水更好。
【比较例1】
1. 表面活性剂制备
a)在装有回流冷凝装置、温度计、搅拌器及气体吸收装置的四口圆底烧瓶中加入C12H25N(CH2CH2OH)2(1摩尔)与及5摩尔吡啶,搅拌下加热到70℃,滴液漏斗用1小时滴加苯甲酰氯苯甲酰氯(2.2摩尔),滴加完毕后在90℃下反应10小时。反应结束后,过滤除去吡啶盐酸盐得到滤液,用旋转蒸发仪蒸除滤液中的吡啶,得到的残液,用等体积5wt%碳酸钠洗涤,干燥后得到苯甲酸酯封端叔胺:C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2,收率为89%。
b)将步骤a)所得C12H25N(CH2CH2O OCC6H5)2(1摩尔)加入到装有搅拌装置和温度计反应器中,加入280克DMSO和40克水,加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠(1.3摩尔)在80℃反应8小时,反应过程中用10wt%碳酸钠水溶液滴加到反应体系中维持反应体系的pH为8,得到含表面活性剂前体I的反应混合物。
c)将步骤b)反应混合物加入到装有搅拌装置、冷凝回流装置和分水装置的反应器中,加入3摩尔氢氧化钠在100℃搅拌下反应8小时,降至室温,用10wt%盐酸水溶液将反应体系调至pH=8~9,用旋转蒸发仪减压蒸除溶剂,得到的残留固体在体积比丙酮:乙醇:水为2:1:1的混合溶剂中重结晶得到表面活性剂,收率为83%(以步骤b)投入的C12H25N(CH2CH2OOCC6H5)2为基准),结构如下:
2. 表面活性剂性能评价
驱油剂配制:
将上述表面活性剂1重量份与胜利油田胜坨二区注入水1000重量份混合得到的透明驱油剂用于界面张力评价和驱油实验。
a)界面张力评价
采用美国德克萨斯大学生产TX-500C旋转滴界面张力仪,在85℃下,转速为4500转/分条件下,测定上述驱油剂与胜利油田胜坨二区采出的脱水原油之间的界面张力结果见表5。
b)驱油实验评价
按照SY/T6424-2000复合驱油体系性能测试方法中的复合驱油体系物理模拟驱油效果测试,在85℃下,长度为30cm,直径为2.5cm,渗透率为1.5 m2的岩心上进行模拟驱油实验。先用胜利油田胜坨二区注入水进行水驱至含水98%,水驱结束后,转注0.3pv(岩心孔隙体积)上述驱油剂,然后水驱至含水98%,提高原油采收率结果见表5。
【比较例2】
1. 表面活性剂制备
按照专利CN.102294196A所述的方法,合成如下结构的表面活性剂:
2. 表面活性剂性能评价
将上述表面活性剂1重量份和胜利油田胜坨二区注入水1000重量份混合搅拌1小时,得到一种均匀透明的驱油剂。其它同比较例1,为便于比较将结果列于表5。
【比较例3】
1. 表面活性剂制备
按照专利U.S.4216097所述的方法,合成如下结构的表面活性剂:
2. 表面活性剂性能评价
将上述表面活性剂1重量份和胜利油田胜坨二区注入水1000重量份混合搅拌1小时,得到一种均匀透明的驱油剂。其它同比较例1,为便于比较将结果列于表5。
表2 实施例1-16驱油组合物组成
表3 实施例1-16驱油剂界面张力性能
表4 实施例1-16驱油实验结果
表5 比较例1-3性能测试结果

Claims (10)

1.烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐型甜菜碱表面活性剂,其结构如下所示:
其中R为C8~C40的烃基,R1和R2独立取自C1~C4的亚烷基,a+b+c=0~100,x+y+z=1~100,
其中c≠0,z≠0,a+b+c≠0。
2.根据权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂,其特征在于a+b+c==2~30。
3.根据权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂,其特征在于x+y+z=1~20。
4.根据权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂,其特征在于所述烃基为C8~C25烃基。
5.权利要求1所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,包括以下步骤:
a)将RN(CH2CH2OH)2与苯甲酰氯反应,得到苯甲酸酯封端叔胺:RN(CH2CH2OOCC6H5)2
b)苯甲酸酯封端叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐反应得到如式(I)所示的表面活性剂前体I;
c)在碱性条件下水解表面活性剂前体I得到如式II所示的表面活性剂前体II;
d)表面活性剂前体II在碱性催化剂作用下,依次与所需量环氧乙烷、环氧丙烷反应得到所述烃基胺聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚磺酸盐表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,其特征是步骤a)中RN(CH2CH2OH)2与苯甲酰氯的摩尔比为1:(2~5),反应温度为20~150℃,反应4~12小时。
7.根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,其特征是步骤b)中苯甲酸酯封端叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸的碱金属盐的摩尔比为1:(1~4),搅拌下反应温度为30~80℃,反应时间为6~18小时,反应在pH为8~9的条件下进行。
8.根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,其特征是步骤b)在极性溶剂中进行;所述极性溶剂选自DMSO或水中的至少一种。
9.根据权利要求5所述的甜菜碱表面活性剂的制备方法,其特征是步骤d)中所述碱性催化剂是碱金属氢氧化物、碱土金属的氢氧化物或碱土金属的氧化物中的至少一种。
10.权利要求1~4中任一项所述的甜菜碱表面活性剂在油田驱油中的应用。
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