CN1209447A - 一种系列表面活性剂的配方及其制造方法 - Google Patents

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phenol
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刘明林
钟成
石深宇
郭旭明
王洪民
王兴岩
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Abstract

本发明公开了一种利用木质素磺酸盐类为原料制造系列表面活性剂的配方及其制造方法。由于原料及复配物组分稳定,复配物品种本身就具有表面活性,利用协同效应,使产品质量稳定,降低界面张力的能力更强,可达10－4～5×10－3毫牛顿/米,适用限界宽。所用原料为盐类,无酸性腐蚀,对设备要求低,亦无环境污染。工艺控制温度低,常压操作,简单易行。本表面活性剂在一些油田三采驱油、稠油降粘及近井地带处理方面有明显效果。

Description

一种系列表面活性剂的配方及其制造方法
本发明涉及一种以木质素磺酸盐为原料制取系列表面活性剂的配方及其方法，它广泛用于石油三采、稠油降粘及近井地带处理方面。
目前，我国的很多油田都已进入高含水开采阶段，开采难度不断增大。为保证产量，各油田纷纷采用各种增产措施。其中，三元复合驱和聚合物驱油等三采方法已由先导性试验及区块试验证明为较有效的增产措施。在三元复合驱中，表面活性剂配方的选择是关键，但高效表面活性剂价格普遍较高，使得采油成本也较高。为寻找廉价高效的表面活性剂，降低采油成本，90年代以来，国外各大石油公司、油田科研机构都在努力工作，其中，美国德士古公司拥有一种在高温、高压下使用一氧化碳或氢气还原生产低分子量木质素酚，进而将木质素酚进行烷氧基化、烷基取代、硫化和磺化反应，并进行烷氧基磺化和甲基磺化反应生产表面活性剂的方法，见美国专利：4157115,4196777号，它成功地用于驱油工作中，但其制造工艺复杂，工业化成本高。国内也有使用造纸黑液树脂经处理后复配表面活性剂的方法，见中国专利93101877.3，“一种制造碳氢化合物表面活性剂系列的方法”，其配方是用C4～C36类烷烃、烯烃、芳香烃类化合物，如脂肪酸类、氨基酸类、植物蜡、磷脂类，以及烷基、芳香基石油表面活性剂中的一种或几种，与20～80％的造纸黑液树脂在碱性水溶液中进行化学反应或复配，使用效果较好。但其造纸黑液成分复杂，不稳定；其聚合所制类酚醛树脂是在硫酸作用下反应而成，腐蚀性大，对设备有一定影响。
本发明的目的在于避免上述存在的不足之处而提供一种原料易得、工艺简便，对设备要求低，降低界面张力好，降低原油粘度效果好的，以木质素磺酸盐类为原料的系列表面活性剂的配方及其制造方法。
本发明可以用下面措施来实现，本发明所用系列表面活性剂的配方，在于使用原料为木质素磺酸盐类与苯酚进行缩合，缩合产物再与烷基苯磺酸类、烷基苷类、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类、烷基磺酸盐类、烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种或几种复配，以及与醇类和碱类复配获得系列表面活性剂。
制造本发明的系列表面活性剂的方法为，先使木质素磺酸盐类与苯酚在碱性条件下缩合，缩合产物再与烷基苯磺酸类、烷基苷类、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类、烷基磺酸盐类、烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种或几种，以及与醇类和碱类进行复配获得系列表面活性剂。所用缩合反应条件为：所用木质素磺酸盐类与苯酚的配料比为：3～6∶1，与碱的配料比为：1～3∶1，控制反应釜的反应温度85～98℃，常压下搅拌1～2小时，搅拌速度为20～40转/分钟，复配条件是：在反应釜中加入复配化学物质，于常压下进行搅拌，控制复配温度35～65℃。
本发明还可以用如下方法来实现，在系列表面活性剂的配方中使用的烷基苯磺酸类为C8～C16烷基苯磺酸，烷基苷类为C8～C16烷基多苷，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类为C12～C14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，烷基磺酸盐类为C8～C30石油磺酸盐，烷基酚聚氧乙烯醚类为C8～C9烷基酚聚氧乙烯(8～15)醚，醇类为C3～C7的正、异构混合醇类如异丙醇、丙醇，碱类为氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠。所用木质素磺酸盐类是酸法造纸副产物木质素磺酸钠，分子量为3000～100000。
具体配方为：
木质素磺酸盐类与苯酚的缩合产物：  20～85％，与下列化合物：
烷基苯磺酸类                      5～20％
烷基苷类                          2～15％
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类          5～20％
烷基磺酸盐类                      2～10％
烷基酚聚氧乙烯醚类                   2～10％
醇类                                 3～10％
碱类                                 5～20％
的一种或几种复配成系列表面活性剂。
其最佳配方为：
木质素磺酸盐类与苯酚的缩合产物       76％
C8～C16烷基苯磺酸                  6.5％
C8～C16烷基多苷                    5％
C8～C9烷基酚聚氧乙烯(10)醚         49％
C8～C30石油磺酸盐                  29％
C3～C7的正、异构混合醇             5.5％
本发明与现有技术相比具有如下优点：1，所用原料国内外厂家均有生产，来源广泛。2，生产工艺简单，无需高温、高压，也无需耐酸设备。3，产品具有良好的降低油水界面张力和降粘特性，张力范围可达10-4～5×10-3毫牛顿/米，降粘率达80％以上，特别适用于石油三采，也适用于稠油降粘、近井地带处理和洗井操作，本系列表面活性剂在河南、胜利等油田应用，使用本剂浓度0.05～0.3％时，效果很好。
表面活性剂的附图图面说明如下：
图1为本发明华能-Ⅰ型表面活性剂的界面张力范围图示；
图2为本发明华能-Ⅱ型表面活性剂的界面张力范围图示。
本发明实施例如下：
实施例一：在制取缩合产物时，于反应釜中加入37％的水、20％的木质素磺酸钠、5％的苯酚、15％的氢氧化钠，搅拌并升温，温度达85℃时计算时间，反应1.5小时，控制搅拌转数为30转/分钟，反应后得到缩合产物。待温度降至60℃时在反应釜中以缩合产物为重量标准，继续加入：
C8～C16烷基苯磺酸盐                7％
C8～C16烷基多苷                    3％
C12～C14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠     5％
C8～C30石油磺酸盐           7％
C3～C7的正、异构混合醇      4.5％
于45℃，常压下继续搅拌1小时，放料。取名称为：华能-Ⅰ型表面活性剂。
由于采用组分较稳定的木质素磺酸盐为配方基础，其产品性能稳定。采用的复配物都为盐类，对设备腐蚀性大大减少，对生产系列表面活性剂极为有利，且每种复配物本身即有表面活性特性，产生协同效应，所以本系列产品对降低原油和注入水之间的界面张力作用更强，界面张力控制范围很宽，对特定油田的原油，本实施例所测界面张力，示于图1，碱液浓度从0.5～1.5％，表面活性剂总浓度从0.03～0.5％，界面张力都能达到10-4～5×10-3毫牛顿/米，降粘率达80％。其特性对于油田各油井情况多变的条件下特别有利，适用性强。该表面活性剂在河南油田用于化学驱采油时，采出液含水量下降11％，日采油量上升16.8％。
实施例二：其木质素磺酸盐与苯酚缩合反应其缩合产物同实施例一，以此缩合产物76％为准加入复配物，复配物选择如下：
C8～C16烷基苯磺酸                 6.5％
C8～C16烷基多苷                   5％
C8～C9烷基酚聚氧乙烯(10)醚        4％
C8～C30石油磺酸盐                 2％
C3～C7的正、异构混合醇            5.5％
于45℃，常压下搅拌1小时，放料。取名称为：华能-Ⅱ型表面活性剂。
该表面活性剂的界面张力特性图可见图2，界面张力适应性比实施例一更强，降粘率也好，达92％。该表面活性剂在辽河油田用于稠油热采时，20口井平均日采油量上升26％。
本文所述“％”皆为重量百分比。

Claims (5)

1、一种系列表面活性剂的配方，其特征在于缩合所用原料为木质素磺酸盐类与苯酚，缩合产物再与烷基苯磺酸类、烷基苷类、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类、烷基磺酸盐类、烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种或几种，以及醇类和碱类复配获得系列表面活性剂。
2、如权利要求1所述之系列表面活性剂的配方，其特征在于复配所用烷基苯磺酸类为C8～C16烷基苯磺酸，烷基苷类为C8～C16烷基多苷，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类为C12～C14脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，烷基磺酸盐类为C8～C30石油磺酸盐，烷基酚聚氧乙烯醚类为C8～C9烷基酚聚氧乙烯(8～15)醚，醇类为C3～C7的正、异构混合醇类如异丙醇、丙醇，碱类为氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠，所用木质素磺酸盐类是酸法造纸副产物术质素磺酸钠，分子量为3000～100000。
3、如权利要求1或2所述之系列表面活性剂的配方，其特征在于其配方为：
木质素磺酸盐类与苯酚的缩合产物：20～85％，
与下列化合物：
烷基苯磺酸类                    5～20％
烷基苷类                        2～15％
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类         5～20％
烷基磺酸盐类                    2～10％
烷基酚聚氧乙烯醚类               2～10％
醇类                            3～10％
碱类                            5～20％的一种或几种复配成系列表面活性剂。
4、如权利要求3所述之其特征在于其最佳配方为：
木质素磺酸盐类与苯酚的缩合产物        76％
C8～C16烷基苯磺酸                  6.5％
C8～C16烷基多苷                    5％
C8～C9烷基酚聚氧乙烯(10)醚         4％
C8～C30石油磺酸盐                  2％
C3～C7的正、异构混合醇             5.5％
5、一种系列表面活性剂的制造方法，它应用权利要求1所述之配方，其特征在于，先使木质素磺酸盐类与苯酚在碱性条件下缩合，缩合产物再与烷基苯磺酸类、烷基苷类、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐类、烷基磺酸盐类、烷基酚聚氧乙烯醚类中的一种或几种复配物质，以及与醇类和碱类复配获得系列表面活性剂，
缩合反应条件为：所用木质素磺酸盐类与苯酚的配料比为：3～6∶1，与碱的配料比为：1～3∶1，控制反应釜的反应温度85～98℃，常压下搅拌1～2小时，搅拌速度为20～40转/分钟；
复配条件是：在反应釜中加入复配化学物质，于常压下进行搅拌，控制复配温度是35～65℃。
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