CN113896881A - 一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂及其制备方法和应用，所述表面活性剂的结构式(I)所示：
Figure DDA0002571163250000011
其中，在式(I)中，R2、R2独立地选自为磺酸盐、醋酸盐、H或C1‑C10的烷基；R1和R1独立地选自H或C1‑C40的烷基、且不同时为H，m1+m2＝0～80，n1+n2＝0～60，且m1、n1不同时为0，m2、n2不同时为0；Y选自磺酸盐。采用本发明的技术方案，用于提高稠油的采收率，采用胜利油田孤岛稠油进行驱替实验，提高采收率7.9％，取得了较好的技术效果。

Description

一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于降粘剂领域，尤其涉及一种稠油降粘剂及其制备方法和应用。
背景技术
稠油在世界油气资源中占有较大的比例，世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108吨。稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联、中国、印度尼西亚等。中国稠油资源分布也很广泛，稠油的开采具有很大的潜力。稠油与普通原油的主要差别在于，稠油的黏度远大于普通原油，常规的方法不适用于稠油开采。应用最多的稠油开采方式有蒸汽采油、热水采油、火烧油藏及掺稀降黏等。近年来，化学冷采受到了广泛关注。
稠油一般具备下显著的特征：(1)稠油中稠环结构的胶质和沥青质含量极高，饱和烃和芳香烃含量少，烃类含量一般小于60％，同时还有大量的含硫及含氮杂环衍生物，而且随着重组分及杂质组分的增多，稠油的相对密度及粘度都会相应的增加。(2)温度对稠油的粘度具有显著的影响，随着温度升高的一定数值，稠油粘度急剧降低，流动性大大加强。(3)稠油中含有较多的含氧、含硫、含氮、含磷等杂原子的杂环烃类衍生物及部分稀有金属。(4)稠油具有复杂的流变特性。不同的流变行为随着温度的增加，非牛顿流体逐渐变为牛顿流体。对于稠油油藏，常规的方法是很难开采出来的，因此要采取一些特殊的工艺措施，如热力采油，化学方法采油，生物采油和一些组合方法等。
近年来，化学法受到越来越多的关注。稠油开采的主要难点是原油粘度大，原油的流动性差，而且原油粘度大，造成一般的驱替液(如热水)驱替过程中波及效率差。解决的方法是注入表面活性剂，表面活性剂由于兼具亲油(疏水)和亲水(疏油)性质，当表面活性剂溶于水时，分子主要分布在油水界面上，可以降低原油与地层水之间的界面张力，使原油易于流动；油水界面张力的降低意味着粘附功的减小，即原油易从地层表面洗脱下来；在表面活性剂的作用下使原油乳化形成水包油的乳液，从而可以降低原油的粘度；表面活性剂的驱油效果还表现在使亲油的岩石表面润湿性反转、原油乳化、提高表面电荷密度及油滴聚并等作用，这使得表面活性剂在稠油化学冷采中得到重视。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有生产技术中表面活性剂在稠油油藏中驱油效果差的问题，提供一种新型烷基萘胺聚醚萘磺酸盐驱油表面活性剂。其中，烷基萘胺聚醚萘磺酸盐驱油表面活性剂能够有效降低稠油的粘度，而且具有很高的界面活性，从而可以提高稠油的采收率。
本发明的目的之一在于提供一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂，其结构如式(I)所示：
Figure BDA0002571163240000021
其中，在式(I)中，R2、R2独立地选自为磺酸盐、醋酸盐、H或C1-C10的烷基，R1和R1独立地选自H或C1-C40的烷基、且不同时为H，m1+m2＝0～80，n1+n2＝0～60，且m1、n1不同时为0，m2、n2不同时为0，Y选自磺酸盐。
在一种优选的实施方式中，在式(I)中，R2、R2独立地选自磺酸盐、H、-CH3或-CH2CH3；和/或，R1选自C6-C30的烷基；和/或，R1选自H或C1-C30的烷基；和/或，m1+m2＝1～50，n1+n2＝0～40；Y选自磺酸铵盐、磺酸碱金属盐或磺酸碱土金属盐。
当R2、R2独立地选自磺酸盐时，可以是磺酸铵盐、磺酸碱金属盐或磺酸碱土金属盐。
在一种优选的实施方式中，在式(I)中，R2、R2独立地选自为磺酸盐或H。
在一种优选的实施方式中，在式(I)中，R1选自C8～C16的烷基。
在一种优选的实施方式中，在式(I)中，R1为H。
在一种优选的实施方式中，在式(I)中，M选自磺酸钠、磺酸钾、磺酸钙或磺酸镁中的任意一种。
本发明所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐驱油表面活性剂具有很好的表、界面活性，较好的抗盐能力，可以在油水界面形成较低界面张力，从而用于化学驱强化采油，具有广泛的应用前景及实际意义。
本发明目的之二在于提供一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、对式(II)所示烷基萘化合物依次进行硝化处理和加氢处理，得到烷基萘胺化合物；
步骤2、将所述烷基萘胺化合物与环氧单体混合进行反应，之后任选地采用封端剂进行封端处理，得到烷基萘胺聚醚；
步骤3、将所述烷基萘胺聚醚与磺化试剂混合，经反应得到烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂；
Figure BDA0002571163240000031
在式(II)中，R1和R1独立地选自H或C1-C40的烷基、且不同时为H。
在一种优选的实施方式中，在步骤1中，在硝化试剂和任选的助剂存在下进行所述硝化处理，所述硝化试剂选自硝酸和/或五氧化二氮，所述助剂选自浓硫酸、冰醋酸、乙酸酐中的至少一种。
在进一步优选的实施方式中，所述硝化试剂与式(II)所示烷基萘化合物的摩尔比为(1～5):1，优选为(1～3):1。
在进一步优选的实施方式中，所述助剂与式(II)所示烷基萘化合物的摩尔比为(0～1):1，优选为(0.2～0.65):1。
在更进一步优选的实施方式中，步骤1所述硝化处理如下进行：于0～100℃进行1～10小时，优选地，于20～70℃进行2～8小时。
在一种优选的实施方式中，在步骤1中，在加氢催化剂存在下进行加氢处理，所述加氢催化剂选自钯碳和/或雷尼镍。
在进一步优选的实施方式中，所述加氢催化剂的用量为所述烷基硝基萘的0.01wt％～10wt％，优选为0.5wt％～10wt％。
在一种优选的实施方式中，步骤1所述加氢处理如下进行：于20～150℃、小于5MPa下进行，优选地，于60～120℃、1～3MPa下进行。
在一种优选的实施方式中，在步骤2中，所述环氧单体选自C2～C6的环氧单体，优选自环氧丙烷和/或环氧乙烷。
在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，所述环氧丙烷与所述烷基萘胺化合物的摩尔比为(0～60):1，优选为(0～40):1；所述环氧乙烷与所述烷基萘胺化合物的摩尔比为(0～80):1，优选为(1～50):1。
在一种优选的实施方式中，在碱性催化剂存在下进行步骤2所述反应。
在进一步优选的实施方式中，所述碱性催化剂选自碱金属、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属醇化物、碱金属氧化物中的至少一种，优选自碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物。
在更进一步优选的实施方式中，所述碱性催化剂的用量为所述烷基萘胺化合物的0.005wt％～2wt％，优选为0.05wt％～1wt％。
在一种优选的实施方式中，在步骤2中，所述反应于135～200℃、0～5MPa下进行。
在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，所述反应于140～180℃、0～3MPa下进行。
在一种优选的实施方式中，在步骤2中，所述封端剂选自R2-X和R2-X，其中，X选自卤素、羟基或酰基。
在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，所述封端剂选自卤代烃、有机酸、含酸酐基团的化合物和含酰卤基团的化合物中的至少一种；更优选地，所述封端剂选自碘甲烷、碘乙烷、碘丙烷、碘乙烯、碘化甲苯、醋酸、醋酸酐、乙酰氯、苯甲酰氯中的至少一种。
在更进一步优选的实施方式中，所述封端剂与烷基萘胺化合物的摩尔用量比为(2～2.6):1，优选为(2.04～2.4):1。
在一种优选的实施方式中，在步骤2中，在封端处理之前先脱除反应体系中未反应的烷基萘胺化合物和环氧单体。
在进一步优选的实施方式中，在步骤2中，于80～110℃下进行脱除处理，优选80～110℃真空或氮气鼓泡下进行脱除处理。
在一种优选的实施方式中，在步骤3中，所述磺化试剂选自浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫中的至少一种。
在进一步优选的实施方式中，在步骤3中，所述烷基萘胺聚醚与所述磺化试剂的摩尔比为1:(1～8)，优选为1:(1～5)。
在一种优选的实施方式中，在步骤3中，所述反应于20～80℃下进行0.5～10小时，优选地，于30～60℃下进行1～4小时。
在进一步优选的实施方式中，在步骤3所述反应之后调pH至9～14进行水解0.5～5小时。
本发明目的之三在于提供一种驱油剂组合物，包括本发明目的之一所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂或本发明目的之二所述制备方法得到的烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂和水，其中，所述表面活性剂与水的重量比为1:(50～2000)，优选为1:(80～500)。
在一种优选的实施方式中，所述水选自总矿化度范围为0～80000mg/L的矿化水、油田注入水、地层水、海水、雨水和河水中的任意一种或多种，优选为总矿化度范围为1000～50000mg/L的矿化水和/或油田注入水。
其中，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注入水，组成见表1。为了增加驱油效果，本发明驱油剂中还可以包括本领域常用的添加剂，例如聚丙烯酰胺、小分子醇类、DMSO、二乙醇胺、CTAC等中的至少一种。
本发明目的之四在于提供本发明目的之一所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂或本发明目的之三所述驱油剂组合物在提高稠油采收率中的应用。
在一种优选的实施方式中，利用所述表面活性剂或所述组合物提高采收率的方法包括：将所述驱油剂组合物注入稠油地层，将稠油驱替出来。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐阴非离子磺酸盐型表面活性剂，结构中含有萘环，具有很高的界面活性，与稠油的作用能力强，能够与稠油形成微乳液，从而有效降低稠油的粘度，提高稠油的采收率。
(2)采用本发明的技术方案，用于提高稠油的采收率，采用胜利油田孤岛稠油(稠油的黏度为11356mPa·s，密度为0.985g/cm3)进行驱替实验，提高采收率7.9％，取得了较好的技术效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
实施例与对比例中采用的原料，如果没有特别限定，那么均是现有技术公开的，例如可直接购买获得或者根据现有技术公开的制备方法制得。
在实施例和对比例中，稠油采用胜利油田孤岛脱水稠油，稠油的粘度为11356mPa.s，密度为0.985g/cm-3。
【实施例1】
1.癸烷基萘胺聚氧丙烯(10)聚氧乙烯(15)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的癸烷基萘，滴加2.0mol的65％浓硝酸，控制反应温度为65℃，滴加完毕后，继续反应4小时，得到癸烷基硝基萘0.91mol；
b)将0.91mol癸烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入22g雷尼镍催化剂，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到80℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应6小时，得到癸烷基萘胺0.87mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.87mol癸烷基萘胺和2.5g氢氧化钠，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，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至145℃依次缓缓通入8.70mol环氧丙烷和13.05mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.85mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(10)聚氧乙烯(15)醚。
d)步骤c)合成的0.85mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(10)聚氧乙烯(15)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加3.4mol 50％的发烟硫酸，控制反应温度为65℃，滴加完毕后继续反应1小时，水洗、萃取除去多余的酸，有机相加氢氧化钠调至pH为9，得到0.79mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(10)聚氧乙烯(15)醚萘磺酸钠。
2.表面活性剂性能评价
驱油剂配制:
将上述表面活性剂1重量份与胜利油田孤岛注入水600重量份混合得到的驱油剂用于稠油降粘效果评价、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孤岛注入水的组成见表1。为便于比较将驱油剂的组成列于表2。
稠油降粘效果评价：
采用布氏粘度计DV-III，按照QSH1020 1519-2013稠油降粘剂通用技术条件的方法。稠油采用胜利油田孤岛脱水稠油，稠油的黏度为11356mPa·s，密度为0.985g/cm3。测定上述配制好的驱油剂对胜利油田孤岛脱水稠油的降粘率，结果列于表3。
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80℃下，转速为4500转/分条件下，测定上述驱油剂与胜利油田脱水稠油之间的界面张力，结果见表3。
【实施例2】
1.十二烷基萘胺聚氧乙烯(5)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的十二烷基萘，滴加1.3mol65％硝酸和45g 98％的浓硫酸，控制反应温度为30℃，滴加完毕后，继续反应1小时，得到十二烷基硝基萘0.91mol；
b)将0.91mol十二烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入20g雷尼镍催化剂，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到80℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应6小时，得到十二烷基萘胺0.88mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.88mol十二烷基萘胺和3.0g氢氧化钠，边通氮气边加热至80℃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，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至160℃缓缓通入4.4mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，在90℃下抽真空30分钟，然后用氮气吹扫体系，加入2.1摩尔量的碘甲烷，90℃下，反应1小时，冷却后中和、脱水，得0.84mol十二烷基萘胺聚氧乙烯(5)醚。
d)步骤c)合成的0.84mol十二烷基萘胺聚氧乙烯(5)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加1.5mol 50％的发烟硫酸，控制反应温度为50℃，滴加完毕后继续反应2小时，然后加氢氧化钠调至pH为13，水解反应2小时，得到0.78mol十二烷基萘胺聚氧乙烯(5)醚萘磺酸钠。
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。
【实施例3】
1.十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的十二烷基辛烷基萘，滴加1.5mol 65％硝酸和50g 98％的浓硫酸，控制反应温度为40℃，滴加完毕后，继续反应2小时，得到十二烷基辛烷基硝基萘0.95mol；
b)将0.95mol十二烷基辛烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入30g雷尼镍催化剂，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到50℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应6小时，得到十二烷基辛烷基萘胺0.92mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.92mol十二烷基辛烷基萘胺和4.0g氢氧化钠，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，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至135℃依次缓缓通入3.68mol环氧丙烷和8.28mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.85mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚。
d)步骤c)合成的0.85mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加3.0mol 50％的发烟硫酸，控制反应温度为50℃，滴加完毕后继续反应2小时，然后加氢氧化钠调至pH为10，水解反应2小时，得到0.79mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚萘磺酸钠。
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。
【实施例4】
1.三十烷基萘胺聚氧丙烯(8)聚氧乙烯醚(28)萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的三十烷基萘，滴加1.5mol65％硝酸和60g 98％的浓硫酸，控制反应温度为30℃，滴加完毕后，继续反应4小时，得到三十烷基硝基萘0.96mol；
b)将0.96mol三十烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入5g 10％的钯碳，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到100℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应6小时，得到三十烷基萘胺0.92mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.92mol三十烷基萘胺和3.5g氢氧化钠，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，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至140℃依次缓缓通入7.36mol环氧丙烷和25.76mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.89mol三十烷基萘胺聚氧丙烯(8)聚氧乙烯(28)醚。
d)步骤c)合成的0.89mol三十烷基萘胺聚氧丙烯(8)聚氧乙烯(28)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加4.0mol 98％的硫酸，控制反应温度为65℃，滴加完毕后继续反应4小时，然后加氢氧化钠调至pH为12，水解反应2小时，得到0.75mol三十烷基萘胺聚氧丙烯(8)聚氧乙烯(28)醚萘磺酸钠。
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。
【实施例5】
1.十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的十二烷基辛烷基萘，滴加1.3mol 65％硝酸和20g 98％的浓硫酸，控制反应温度为50℃，滴加完毕后，继续反应1小时，得到十二烷基辛烷基硝基萘0.91mol；
b)将0.91mol十二烷基辛烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入5.3g 10％的钯碳，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到90℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应8小时，得到十二烷基辛烷基萘胺0.88mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.88mol十二烷基辛烷基萘胺和4.0g氢氧化钠，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，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至145℃依次缓缓通入3.52mol环氧丙烷和7.92mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.86mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚。
d)步骤c)合成的0.86mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加4.0mol 20％的发烟硫酸，控制反应温度为50℃，滴加完毕后继续反应1小时，然后加氢氧化钠调至pH为10，水解反应2小时，得到0.81mol十二烷基辛烷基萘胺聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(9)醚萘磺酸钠。
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。
【实施例6】
1.癸烷基萘胺聚氧丙烯(40)聚氧乙烯(10)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的癸烷基萘，滴加3.0mol的五氧化二氮，控制反应温度为70℃，滴加完毕后，继续反应8小时，得到癸烷基硝基萘0.90mol；
b)将0.90mol癸烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入14g钯碳催化剂，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到60℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应8小时，得到癸烷基萘胺0.86mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.86mol癸烷基萘胺和0.24g甲醇钠，边通氮气边加热至75℃时，搅拌反应1小时。开启真空系统，在85℃温度下，抽真空脱水1小时，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至180℃依次缓缓通入34.4mol环氧丙烷和8.6mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.84mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(40)聚氧乙烯(10)醚。
d)步骤c)合成的0.84mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(40)聚氧乙烯(10)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加1.68mol发烟硫酸，控制反应温度为80℃，滴加完毕后继续反应0.5小时，水洗、萃取除去多余的酸，有机相加氢氧化钠调至pH为13，水解反应0.5小时，得到0.79mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(40)聚氧乙烯(10)醚萘磺酸钠。
【实施例7】
1.癸烷基萘胺聚氧丙烯(20)聚氧乙烯(50)醚萘磺酸盐的合成
a)向装有冷凝装置、搅拌装置的反应器中加入1.0mol的癸烷基萘，滴加1.2mol的65％浓硝酸，控制反应温度为100℃，滴加完毕后，继续反应2小时，得到癸烷基硝基萘0.92mol；
b)将0.92mol癸烷基硝基萘加入到高压反应釜中，加入28.9g雷尼镍催化剂，密封反应釜。充氮气置换5次，然后通氢气置换5次，升温到120℃，开始加氢，控制体系压力不超过4MPa，反应4小时，得到癸烷基萘胺0.89mol；
c)向装有冷凝装置、搅拌装置和气体分散器的反应器中加入0.89mol癸烷基萘胺和0.13g氢氧化钾，边通氮气边加热至90℃时，搅拌反应1小时。开启真空系统，在95℃温度下，抽真空脱水1小时，然后用氮气吹扫4次以除去体系中的空气，然后将体系反应温度调至150℃依次缓缓通入17.8mol环氧丙烷和44.5mol环氧乙烷，控制压力≤0.40MPa进行醚化反应；反应结束后，用氮气吹扫体系，冷却后中和、脱水，得0.87mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(20)聚氧乙烯(50)醚。
d)步骤c)合成的0.87mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(20)聚氧乙烯(50)醚加入到装有冷凝装置、滴加装置、搅拌装置的反应釜中，滴加4.35mol浓硫酸，控制反应温度为40℃，滴加完毕后继续反应4小时，水洗、萃取除去多余的酸，有机相加氢氧化钠调至pH为10，水解反应5小时，得到0.79mol癸烷基萘胺聚氧丙烯(20)聚氧乙烯(50)醚萘磺酸钠。
【实施例8】
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80℃下，长度为30cm，直径为2.5cm，渗透率为1.5m2的岩心上进行模拟驱油实验。先用胜利油田孤岛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％，计算提高稠油采收率。
按照上述方法对【实施例3】和【实施例5】制备的驱油剂进行驱油实验评价，结果分别提高稠油采收率6.5％和9.5％。
【比较例1】
按照专利02159682.4中实施例2的方法配制甲基萘磺酸钠与碳酸钠驱油剂组合物，测得此组合物与胜利油田脱水稠油之间形成0.95mN/m的界面张力。
上述制得的组合物以同【实施例8】的方法进行驱油，测得提高稠油采收率1.56％。
【比较例2】
按照专利201310234746.4中实施例1的方法合成十二烷基萘二磺酸钠，按照实施例1的比例配置驱油剂组合物，测得此组合物与胜利油田脱水稠油之间形成2.56mN/m的界面张力。
上述制得的组合物以同【实施例8】的方法进行驱油，测得提高稠油采收率0.86％。
【比较例3】
重复实施例3的过程，区别在于：直接采用4-癸烷氧基苯胺替换癸烷基萘胺，直接进行步骤c)～步骤d)，条件与【实施例1】中步骤c)～步骤d)的条件一样。按照实施例1的比例配置驱油剂组合物，测得此组合物与胜利油田脱水稠油之间形成0.025mN/m的界面张力。
上述制得的组合物以同【实施例8】的方法进行驱油，测得提高稠油采收率3.9％。
表1胜利油田注入水
Figure BDA0002571163240000141
表2实施例1-5驱油剂组成
Figure BDA0002571163240000151
表3实施例1-5驱油剂界面张力性能
Figure BDA0002571163240000152

Claims (14)

1.一种烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂，其结构如式(I)所示：
Figure FDA0002571163230000011
其中，在式(I)中，R2和R2独立地选自磺酸盐、醋酸盐、H或C1-C10的烷基，R1和R1独立地选自H或C1-C40的烷基、且不同时为H，m1+m2＝0～80，n1+n2＝0～60，且m1、n1不同时为0，m2、n2不同时为0，Y选自磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂，其特征在于，在式(I)中，R2、R2独立地选自为磺酸盐、H、-CH3或-CH2CH3；和/或，R1选自C6-C30的烷基；和/或，R1选自H或C1-C30的烷基；和/或，m1+m2＝1～50，n1+n2＝0～40；Y选自磺酸铵盐、磺酸碱金属盐或磺酸碱土金属盐。
3.根据权利要求1或2所述的烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂，其特征在于，在式(I)中，
R2、R2独立地选自为磺酸盐或H；和/或
R1选自C8～C16的烷基；和/或
R1为H；和/或
Y选自磺酸钠、磺酸钾、磺酸钙或磺酸镁中的任意一种。
4.一种权利要求1～3之一所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、对式(II)所示烷基萘化合物依次进行硝化处理和加氢处理，得到烷基萘胺化合物；
步骤2、将所述烷基萘胺化合物与环氧单体混合进行反应，之后任选地采用封端剂进行封端处理，得到烷基萘胺聚醚；
步骤3、将所述烷基萘胺聚醚与磺化试剂混合，经反应得到烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂；
Figure FDA0002571163230000021
在式(II)中，R1和R1独立地选自H或C1-C40的烷基、且不同时为H。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，
在硝化试剂和任选的助剂存在下进行所述硝化处理，所述硝化试剂选自硝酸和/或五氧化二氮，所述助剂选自浓硫酸、冰醋酸、乙酸酐中的至少一种；和/或
所述加氢处理于加氢催化剂存在下进行，所述加氢催化剂选自钯碳和/或雷尼镍。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述硝化试剂与式(II)所示烷基萘化合物的摩尔比为(1～5):1，优选为(1～3):1；和/或，所述助试剂与式(II)所示烷基萘化合物的摩尔比为(0～1):1，优选为(0.2～0.65):1；
和/或
所述加氢催化剂的用量为所述烷基硝基萘的0.01wt％～10wt％，优选为0.5wt％～10wt％。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
步骤1所述硝化处理如下进行：于0～100℃进行1～10小时，优选地，于20～70℃进行2～8小时。
步骤1所述加氢处理如下进行：于20～150℃、小于5MPa下进行，优选地，于60～100℃、1～3MPa下进行。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，所述环氧单体选自C2～C6的环氧单体，优选自环氧丙烷和/或环氧乙烷；
优选地，在碱性催化剂存在下进行步骤2所述反应，更优选地，所述碱性催化剂选自碱金属、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属醇化物、碱金属氧化物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤2中，
所述环氧丙烷与所述烷基萘胺化合物的摩尔比为(0～60):1，优选为(0～40):1；所述环氧乙烷与所述烷基萘胺化合物的摩尔比为(0～80):1，优选为(1～50):1；和/或
所述碱性催化剂的用量为所述烷基萘胺化合物的0.005wt％～2wt％，优选为0.05wt％～1wt％；和/或
所述反应于135～200℃、0～5MPa下进行。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
在步骤2中，所述封端剂选自R2-X和R2-X，其中，X选自卤素、羟基或酰基，优选地，所述封端剂选自卤代烃、有机酸、含酸酐基团的化合物和含酰卤基团的化合物中的至少一种；更优选地，所述封端剂选自碘甲烷、碘乙烷、碘丙烷、碘乙烯、碘化甲苯、醋酸、醋酸酐、乙酰氯、苯甲酰氯中的至少一种；
在步骤3中，所述磺化试剂选自浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫中的至少一种。
11.根据权利要求4～10之一所述的制备方法，其特征在于，
在步骤2中，所述封端剂与烷基萘胺化合物的摩尔用量比为(2～2.6):1，优选为(2.04～2.4):1
在步骤3中，所述烷基萘胺聚醚与所述磺化试剂的摩尔比为1:(1～8)，优选为1:(1～5)。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在步骤3中：
所述反应于20～80℃下进行0.5～10小时；和/或
在所述反应之后调pH至9～14进行水解0.5～5小时。
13.一种驱油剂组合物，包括权利要求1～3之一所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂或权利要求4～12之一所述制备方法得到的烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂和水，其中，所述表面活性剂与水的重量比为1:(50～2000)。
14.权利要求1～3之一所述烷基萘胺聚醚萘磺酸盐表面活性剂或权利要求13所述驱油剂组合物在提高稠油采收率中的应用。
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