CN107304161A - 一种月桂醇烷基醚及其制备方法和钻井液 - Google Patents

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CN107304161A CN201610243645.7A CN201610243645A CN107304161A CN 107304161 A CN107304161 A CN 107304161A CN 201610243645 A CN201610243645 A CN 201610243645A CN 107304161 A CN107304161 A CN 107304161A
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Abstract

本发明提供了一种月桂醇烷基醚，具有式I所示的结构，式I中，R为碳原子数为1～10的烷基。本发明提供了一种月桂醇烷基醚的制备方法，包括：在催化剂的作用下，将月桂醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应，得到月桂醇烷基醚。本发明体了一种钻井液，包括上述技术方案所述的月桂醇烷基醚。本发明提供的月桂醇烷基醚具有优良的抑制性、低粘性、强抗温性、水解稳定性以及可生物降解性，可用作合成基钻井液的基础液。本发明提供的月桂醇烷基醚的制备方法，反应收率高、产品质量好，这种制备方法工艺简便、条件温和，制备过程无毒、高效、环保，可推广应用于催化醚化反应中。

Description

一种月桂醇烷基醚及其制备方法和钻井液
技术领域
本发明涉及石油工业技术领域，尤其涉及一种月桂醇烷基醚及其制备方法和钻井液。
背景技术
基础液是制作钻井液的主要成分，其性能指标决定着钻井液的绝大部分性能指标，如闪点、粘度、凝固点和生物毒性等。随着钻遇深井超深井、水平井、大斜度定向井的数量越来越多，钻遇强水敏地层的几率越来越高，合成基钻井液因具备优良的润滑、抑制等性能得到广泛应用。然而，目前用于制备合成基钻井液的基础液主要是矿物油、烯烃、烷基苯、线性石蜡等化工产品，存在一定的环境毒性，生物降解性能差等缺陷，在一些环境敏感区域的应用已经受到限制。随着国家环保要求的日益严格，发展环保型的钻井液、开发绿色的钻井液用基础液，这已经成为钻井液研究和应用的主要方向。
目前市场上急需抑制性、粘度、抗温性、水解稳定性等钻井液性能指标良好同时可生物降解的产品。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种月桂醇烷基醚及其制备方法和钻井液，本发明提供的月桂醇烷基醚同时具有较好的抑制性、低粘度、强抗温性、水解稳定性以及可生物降解性。
本发明提供了一种月桂醇烷基醚，具有式I所示的结构：
式I中，R为碳原子数为1～10烷基。
优选的，所述式I中R为碳原子数为1～5的烷基。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚在结构上包括饱和长链脂肪基团和烷基醚基团，没有不饱和键(酯键和碳碳双键)，本发明提供的月桂醇烷基醚同时具有较好的抑制性、粘度、抗温性、水解稳定性和可生物降解性。
本发明提供了一种上述技术方案所述的月桂醇烷基醚的制备方法，包括：
在催化剂的作用下，将月桂醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应，得到月桂醇烷基醚；
所述烷基试剂中的烷基数为1～10。
优选的，所述烷基试剂为氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。
优选的，所述催化剂为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种。
优选的，所述碱性化合物为碱金属氢氧化物。
优选的，所述月桂醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂的摩尔比为1:(0.5～1.5):(0.5～1.5):(0.025～0.25)。
优选的，所述反应的温度为60℃～120℃。
优选的，在搅拌的条件下进行所述反应，所述搅拌的速度为200rpm～300rpm。
本发明提供的方法制备得到的月桂醇烷基醚同时具有较好的抑制性、粘度、抗温性、水解稳定性和可生物降解性。此外，本发明提供的月桂醇烷基醚的制备方法反应收率高、产品质量好、方法工艺简便、条件温和、制备过程无毒、高效、环保，可推广应用于催化醚化反应中。
本发明提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的月桂醇烷基醚。
本发明提供的钻井液采用月桂醇烷基醚为基础液，这种钻井液同时具有较好的抑制性、粘度、抗温性、水解稳定性和可生物降解性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种月桂醇烷基醚，具有式I所示的结构：
式I中，R为碳原子数为1～10烷基。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚为一种浅黄色液体，是通过烷基醚化改性而合成的一类低粘度亲油性醇醚，其结构中没有不饱和键(酯键和碳碳双键)，因此具有较高的抗温性和水解稳定性，可以作为合成钻井液的基础液。
在本发明中，所述式I中R优选为碳原子数为1～5的烷基，更优选为甲基、乙基、丙基或丁基。在本发明中，所述月桂醇烷基醚可以为月桂醇甲醚、月桂醇乙醚、月桂醇丙醚或月桂醇丁醚。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚的分子量优选为200.36～242.44，更优选210～230，最优选为215～225。在本发明中，所述月桂醇烷基醚的润滑系数优选为0.04～0.08，更优选为0.05～0.07，最优选为0.06。在本发明中，所述月桂醇烷基醚在40℃下的运动粘度优选为1.86mm2/s～2.11mm2/s，更优选为1.9mm2/s～2mm2/s。在本发明中，所述月桂醇烷基醚的外观优选为无色透明液体或淡黄色透明液体。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚是一类绿色无毒的物质，其本身以及分解后的产物对人体和环境无刺激作用，具备良好的生态安全性。同时，所述月桂醇烷基醚具有良好的润滑性和相溶性等特点，能满足制作钻井液基础液的性能需求。
本发明提供了一种上述技术方案所述的月桂醇烷基醚的制备方法，包括：
在催化剂的作用下，将月桂醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应，得到月桂醇烷基醚；
所述烷基试剂中的烷基数为1～10。
在本发明中，所述反应的温度优选为60℃～120℃，更优选为80℃～100℃，最优选为85℃～95℃。在本发明中，所述反应的时间优选为18小时～24小时，更优选为20小时～22小时。在本发明中，优选将月桂醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂加入反应釜中，混合后进行反应，得到月桂醇烷基醚。在本发明中，所述反应釜优选为带搅拌、冷凝和加热设备的反应釜。本发明优选在搅拌的条件下进行所述反应。在本发明中，所述搅拌的速度优选为200rpm～300rpm，更优选为220rpm～280rpm，最优选为240rpm～260rpm。本发明优选在密闭的条件下进行所述反应。
在本发明中，所述催化剂优选为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种。在本发明中，所述催化剂优选为上述离子液体相转移催化剂，所述离子液体相转移催化剂是一种具有优异的物理化学性能的新型介质和材料，由有机阳离子和无机阴离子组成，对底物有很强的溶解能力，具有广泛的应用前景，现有技术一般用于催化酯化反应。
现有技术中一般采用硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼、乙醚作为催化剂合成月桂醇烷基醚，采用这些催化剂存在着副反应多、反应活性低、产品颜色深，后续纯化困难的问题，尤其是在两种反应原料不互溶的情况下，而现有技术中的相转移催化剂一般为四丁基溴化铵，这种催化剂价格昂贵、易失活、不易分离，不利于大规模推广应用。在本发明中，上述离子液体相转移催化剂具有独特的优势，首先这种催化剂为一种离子盐，能够在较广的温度下(-50℃～350℃)稳定存在，而四丁基溴化铵的耐温小于200℃；其次，这种催化剂可同时溶解月桂醇和氯代烷，增加反应底物的接触机率，促进反应的正向移动，这种催化剂运用在催化醚化反应中，一定程度上拓宽了醚化反应工艺路线。在本发明中，上述离子液体相转移催化剂催化活性高且可多次重复利用。
在本发明中，采用上述离子液体相转移催化剂制备月桂醇烷基醚一方面可增加底物的相溶性、提高反应的转化率，另一方面能避免副产物的生产，提高产品品质。
在本发明中，所述烷基试剂优选为氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。
在本发明中，所述碱性化合物优选为碱金属氢氧化物，更优选为氢氧化钾或氢氧化钠。
在本发明中，所述月桂醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂的摩尔比优选为1:(0.5～1.5):(0.5～1.5):(0.025～0.25)，更优选为1:(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.05～0.15)，最优选为1:1:1:(0.08～0.12)。
在本发明中，所述反应完成后优选将得到的反应产物进行萃取后分离，得到上层溶液和下层催化剂；将所述上层溶液进行蒸发处理，得到月桂醇烷基醚。在本发明中，所述萃取的试剂优选为正己烷、环己烷或四氯化碳，更优选为正己烷。在本发明中，所述萃取的方法优选为将所述反应产物和萃取试剂混合后静置使反应产物分为两层，通过分液漏斗进行分离，得到上层溶液和下层催化剂。在本发明中，所述月桂醇和萃取试剂的摩尔比优选为1:(1～1.5)，更优选为1:(1.2～1.3)。在本发明中，优选将萃取试剂分三次和反应产物进行混合，每次添加1/3的萃取试剂。在本发明中，通过蒸发处理分离出上述萃取试剂。在本发明中，所述蒸发处理的方法优选为旋转蒸发。在本发明中，优选对所述下层催化剂进行重复利用，用于下一次的月桂醇烷基醚的制备。
本发明提供的月桂醇烷基醚的制备方法合成条件温和，合成工艺简单，无二次污染产生，合成的产品具有优良的环保特性、安全性能好、生物易降解，并且其性能可满足合成基钻井液基础液的要求。
本发明提供了一种钻井液，包括上述技术方案所述的月桂醇烷基醚。在本发明中，所述月桂醇烷基醚可作为钻井液的基础液。本发明对所述钻井液的成分没有特殊的限制，所述月桂醇烷基醚作为钻井液的基液即可，钻井液中的其他成分采用本领域技术人员熟知的钻井液成分即可。在本发明中，所述钻井液以重量份计优选包括：
100份的月桂醇烷基醚；
2份～4份的膨润土；
3份～7份的乳化剂；
2份～6份的环氧树脂；
2份～4份的氧化钙；
120份～145份的重晶石。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚为上述技术方案所述的月桂醇烷基醚。在本发明中，所述膨润土的重量份数优选为2.5份～3.5份，更优选为3份。在本发明中，所述膨润土优选为有机膨润土，更优选为季铵盐改性的有机膨润土。在本发明中，所述乳化剂的重量份数优选为4份～6份，更优选为5份。在本发明中，所述乳化剂优选为司盘-80。在本发明中，所述环氧树脂的重量份数优选为3份～5份，更优选为4份。在本发明中，所述环氧树脂优选为油溶性环氧树脂。在本发明中，所述氧化钙的重量份数优选为2.5份～3.5份，更优选为3份。在本发明中，所述重晶石的重量份数优选为125份～140份，更优选为130份～135份，最优选为133份。
在本发明中，所述月桂醇烷基醚作为钻井液的基础液，具有良好化学稳定性、润滑性、抑制性，低粘度、水解稳定性以及可生物降解性，是一种性能优良的钻井液基础液。在本发明中，所述月桂醇烷基醚作为钻井液的基础液时，不仅具备醚类基液粘度受温度变化影响小的优点，而且具有良好化学稳定性、润滑性、抑制性，低的粘性、水解稳定性，性能优良；另外，所述月桂醇烷基醚可由天然来源的生物质分解产物月桂醇为原料进行合成，具有较好的生物降解性能，绿色环保。
按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液》测试本发明提供的月桂醇烷基醚的分子量、润滑系数和40℃下的运动粘度；测试结果为，本发明提供的月桂醇烷基醚的分子量为200.36～242.44，润滑系数为0.04～0.08，在40℃下的运动粘度为1.86mm2/s～2.11mm2/s。本发明提供的月桂醇烷基醚具有良好的润滑性和抑制性。
采用卫生部《消毒技术规范》(2002年版)中急性经口毒性实验方法，检测本发明提供的月桂醇烷基醚的生物毒性，检测结果为，本发明提供的月桂醇烷基醚LD大于5000mg/kg，产品无毒，具有较好的可生物降解性。
按照国家标准GB/T 16783.2-2012《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分：油基钻井液》的方法，测试本发明提供的钻井液的性能，检测结果为，本发明提供的钻井液在温度为135℃时，密度在1.6g/cm3范围内，表观粘度小于80mPa·s，滤失量小于0.5mL，本发明提供的钻井液具有良好的流变性和悬浮稳定性，能够满足勘探开发的使用要求。
本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品。
实施例1
将1mol月桂醇、0.5mol氯乙烷、0.5mol氢氧化钠和0.025mol 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在60℃、200rpm条件下反应12h，降至室温，得到粗溶液；
向上述粗溶液中分三次共加入1mol正己烷萃取剂，每次的添加量为0.33mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体，上层为月桂醇乙醚-正己烷溶液；所述1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇乙醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇乙醚。
对本发明实施例1制备得到的月桂醇乙醚产物进行红外光谱检测，检测结果为，在2965cm-1、2885cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1200cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例1制备得到的月桂醇乙醚具有式I所示的结构，R为乙基。
本发明实施例1制备得到的月桂醇乙醚外观为无色透明液体，产率为81.5％。按照上述技术方案的方法，对本发明实施例1制备得到的月桂醇乙醚进行分子量、润滑系数、运动粘度和生物毒性进行检测，检测结果如表1所示，表1为本发明实施例1～9制备得到的月桂醇烷基醚的性能数据。
实施例2
将1mol月桂醇、1.5mol氯丙烷、1.5mol氢氧化钾和0.25mol 1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在120℃、300rpm条件下反应24h，降至室温，得到粗溶液；
向上述粗溶液中分三次共加入1.5mol的环己烷萃取剂，每次的添加量为0.5mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体，上层为月桂醇丙醚-环己烷溶液；所述1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇丙醚-环己烷溶液经旋转蒸发，分离出环己烷萃取剂，得到月桂醇丙醚。
对本发明实施例2制备得到的月桂醇丙醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2970cm-1、2880cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和810cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1210cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例2制备得到的月桂醇烷丙醚具有式I所示的结构，R为丙基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例2制备得到的月桂醇丙醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例3
将1mol月桂醇、0.5mol氯丁烷、0.5mol氢氧化钠和0.25mol 1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在90℃、250rpm条件下反应20h，降至室温，得到粗溶液；
向所述粗溶液中分三次共加入1mol四氯化碳萃取剂，每次的添加量为0.33mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体，上层为月桂醇丁醚-四氯化碳溶液；所述1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇丁醚-四氯化碳溶液经旋转蒸发，分离出四氯化碳萃取剂，得到月桂醇丁醚。
对本发明实施例3制备得到的月桂醇丁醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2995cm-1、2890cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1428cm-1和790cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1000cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例3制备得到的月桂醇丁醚具有式I所示的结构，R为丁基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例3制备得到的月桂醇丁醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例4
将1mol月桂醇、1.5mol硫酸二甲酯、1.5mol氢氧化钠和0.025mol 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在80℃、280rpm条件下反应14h，降至室温，得到粗溶液；
向所述粗溶液中分三次共加入1.5mol正己烷萃取剂，每次的添加量为0.5mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体，上层为月桂醇甲醚-正己烷溶液；所述1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇甲醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇甲醚。
对本发明实施例4制备得到的月桂醇甲醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2985cm-1、2865cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1100cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例4制备得到的月桂醇甲醚具有式I所示的结构，R为甲基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例4制备得到的月桂醇甲醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例5
将1mol月桂醇、1mol硫酸二乙酯、1mol氢氧化钾和0.05mol 1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在90℃、260rpm条件下反应18h，降至室温，得到粗溶液；
向上述粗溶液中分三次共加入1.2mol环己烷萃取剂，每次的添加量为0.4mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体，上层为月桂醇乙醚-环己烷溶液；所述1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇乙醚-环己烷溶液经旋转蒸发，分离出环己烷萃取剂，得到月桂醇乙醚。
对本发明实施例5制备得到的月桂醇乙醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2965cm-1、2880cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1438cm-1和810cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1000cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例5制备得到的月桂醇乙醚具有式I所示的结构，R为乙基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例5制备得到的月桂醇乙醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例6
将1mol月桂醇、1.2mol碳酸二甲酯、1.2mol氢氧化钾和0.1mol 1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在110℃、270rpm条件下反应16h，降至室温，得到粗溶液；
向上述粗溶液中分三次共加入1.3mol正己烷萃取剂，每次的添加量为0.43mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体，上层为月桂醇甲醚-正己烷溶液；所述1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇甲醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇甲醚。
对本发明实施例6制备得到的月桂醇甲醚进行红外光谱检测，检测结果为，在3000cm-1、2885cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1450cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1100cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例6制备得到的月桂醇甲醚具有式I所示的结构，R为甲基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例6制备得到的月桂醇甲醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例7
将1mol月桂醇、0.8mol碳酸二乙酯、0.8mol氢氧化钾和0.15mol 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在70℃、220rpm条件下反应20h，降至室温，得到粗溶液；
向上述粗溶液中分三次共加入1.5mol的正己烷萃取剂，每次的添加量为0.5mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体，上层为月桂醇乙醚-正己烷溶液；所述1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇乙醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇乙醚。
对本发明实施例7制备得到的月桂醇乙醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2975cm-1、2855cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1200cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例7制备得到的月桂醇乙醚具有式I所示的结构，R为乙基。
按照实施例1所述的方法，对实施例7制备得到的月桂醇乙醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例8
将1mol月桂醇、1.2mol氯丁烷、1.2mol氢氧化钠和0.2mol 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在90℃、250rpm条件下反应24h，降至室温，得到粗溶液；
向所述粗溶液中分三次共加入1mol的正己烷萃取剂，每次的添加量为0.33mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体，上层为月桂醇丁醚-正己烷溶液；所述1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇丁醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇丁醚。
对本发明实施例8制备得到的月桂醇丁醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2965cm-1、2875cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1000cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例8制备得到的月桂醇丁醚具有式I所示的结构，R为丁基。
按照实施例1所述的方法，对本发明实施例8制备得到的月桂醇丁醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
实施例9
将1mol月桂醇、1.4mol氯丁烷、1.4mol氢氧化钠和0.2mol 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体催化剂加入带搅拌、冷凝和加热装置的反应釜中，搅拌混合均匀，在100℃、200rpm条件下反应24h，降至室温，得到粗溶液；
向所述粗溶液中分三次共加入1mol的正己烷萃取剂，每次的添加量为0.33mol，混合均匀后，静置，所得溶液分为两层；用容量为1000mL的分液漏斗进行分离，得到下层为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体，上层为月桂醇丁醚-正己烷溶液；所述1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体可直接用于下一次的月桂醇烷基醚的制备，所述月桂醇丁醚-正己烷溶液经旋转蒸发，分离出正己烷萃取剂，得到月桂醇丁醚。
对本发明实施例9制备得到的月桂醇丁醚进行红外光谱检测，检测结果为，在2965cm-1、2875cm-1处有饱和C-H伸缩振动吸收峰；在1380cm-1处强吸收峰为-CH3面内弯曲振动吸收峰，1430cm-1和720cm-1处强吸收峰，是—(CH2)n—的面内弯曲振动吸收峰，且n＞4；1000cm-1处吸收峰为C-O-C骨架不对称伸缩振动吸收峰。可以看出，本发明实施例9制备得到的月桂醇丁醚具有式I所示的结构，R为丁基。
按照实施例1所述的方法，对实施例9制备得到的月桂醇丁醚进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1本发明实施例1～9制备得到的月桂醇烷基醚的性能数据
实施例10
提供一种钻井液，所述钻井液以重量份计包括：
100份的实施例1制备得到的月桂醇烷基醚；
3份的季铵盐改性的有机膨润土；
5份的司盘-80；
4份的油溶性环氧树脂；
3份的氧化钙；
133份的重晶石。
将上述物质混合均匀，即得到钻井液。
按照上述技术方案所述的方法，检测本发明实施例10制备得到的钻井液的性能，检测结果如表2所示，表2为本发明实施例10～18提供的钻井液的性能检测结果。
实施例11～18
按照实施例10所述的方法制备得到钻井液，与实施例10不同的是，采用实施例2～9制备得到的月桂醇烷基醚替换实施例1制备得到的月桂醇烷基醚。
按照上述技术方案所述的方法，检测本发明实施例11～18制备得到的钻井液的性能，检测结果如表2所示。
表2实施例10～18提供的钻井液的性能检测结果
实施例 钻井液ρ/(g/cm3) AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa FL/mL
10 1.6 63 42 21 0.4
11 1.6 74 53 21 0.3
12 1.6 66 47 19 0.2
13 1.6 78 61 17 0.1
14 1.6 67 49 18 0.3
15 1.6 64 46 18 0.2
16 1.6 59 40 19 0.3
17 1.6 65 45 20 0.2
18 1.6 66 45 21 0.2
注：ρ为密度；AV为表观粘度；PV为塑性粘度；YP为动切力。
由表2可知，在使用性能上，采用本发明提供的月桂醇烷基醚配制的钻井液，在温度为135℃时密度在1.6g/cm3范围内，表观粘度小于80mPa·s，滤失量小于0.5mL；表明本发明提供的钻井液具有良好的流变性和悬浮稳定性，能够满足勘探开发的需要。并且，这种钻井液以月桂醇烷基醚为基液绿色环保。
由以上实施例可知，本发明提供了一种月桂醇烷基醚，具有式I所示的结构，式I中，R为碳原子数为1～10的烷基。本发明提供了一种月桂醇烷基醚的制备方法，包括：在催化剂的作用下，将月桂醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应，得到月桂醇烷基醚。本发明体了一种钻井液，包括上述技术方案所述的月桂醇烷基醚。本发明提供的月桂醇烷基醚具有优良的抑制性、低粘性、强抗温性、水解稳定性以及可生物降解性，可用作合成基钻井液的基础液。本发明提供的月桂醇烷基醚的制备方法，反应收率高、产品质量好，这种制备方法工艺简便、条件温和，制备过程无毒、高效、环保，可推广应用于催化醚化反应中。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种月桂醇烷基醚，具有式I所示的结构：
式I中，R为碳原子数为1～10烷基。
2.根据权利要求1所述的月桂醇烷基醚，其特征在于，所述式I中R为碳原子数为1～5的烷基。
3.一种权利要求1或2所述的月桂醇烷基醚的制备方法，包括：
在催化剂的作用下，将月桂醇、烷基试剂和碱性化合物进行反应，得到月桂醇烷基醚；
所述烷基试剂中的烷基数为1～10。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述烷基试剂为氯乙烷、氯丙烷、氯丁烷、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述催化剂为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸和1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碱性化合物为碱金属氢氧化物。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述月桂醇、烷基试剂、碱性化合物和催化剂的摩尔比为1:(0.5～1.5):(0.5～1.5):(0.025～0.25)。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为60℃～120℃。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在搅拌的条件下进行所述反应，所述搅拌的速度为200rpm～300rpm。
10.一种钻井液，包括权利要求1或2任意一项所述的月桂醇烷基醚。
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