WO2014064152A1 - Process for mineral oil production using surfactants at least comprising a secondary alkanesulphonate and an alkyl ether sulphate/sulphonate/carboxylate/phosphate - Google Patents

Process for mineral oil production using surfactants at least comprising a secondary alkanesulphonate and an alkyl ether sulphate/sulphonate/carboxylate/phosphate Download PDF

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WO2014064152A1
WO2014064152A1 PCT/EP2013/072171 EP2013072171W WO2014064152A1 WO 2014064152 A1 WO2014064152 A1 WO 2014064152A1 EP 2013072171 W EP2013072171 W EP 2013072171W WO 2014064152 A1 WO2014064152 A1 WO 2014064152A1
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WO
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carbon atoms
surfactant
surfactants
general formula
saturated
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Application number
PCT/EP2013/072171
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Inventor
Christian Bittner
Günter OETTER
Jack Tinsley
Christian Spindler
Gabriela ALVAREZ JÜRGENSON
Sophie Maitro-Vogel
Original Assignee
Basf Se
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/584Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants

Definitions

  • the present invention relates to a surfactant mixture, its use and preparation, and to aqueous surfactant formulations containing the surfactant mixture and processes for producing oil by means of Winsor Type III microemulsion flooding, in which the aqueous surfactant formulation is injected through injection wells into a crude oil deposit and crude oil is removed from the deposit through production wells.
  • a deposit In natural oil deposits, petroleum is present in the cavities of porous reservoirs, which are closed to the earth's surface of impermeable cover layers.
  • the cavities may be very fine cavities, capillaries, pores or the like. Fine pore necks, for example, have a diameter of only about 1 ⁇ .
  • a deposit In addition to crude oil, including natural gas, a deposit contains more or less saline water.
  • Oil production generally distinguishes between primary, secondary and tertiary production.
  • primary production after drilling the deposit, petroleum automatically streams through the borehole due to the inherent pressure of the deposit.
  • the secondary funding is used.
  • additional wells will be drilled into the oil-bearing formation in addition to the wells that serve to extract the oil, known as production wells.
  • injection wells water is injected into the reservoir to maintain or increase the pressure.
  • the oil is slowly forced through the cavities into the formation, starting from the injection well, in the direction of the production well. But this works only as long as the cavities are completely filled with oil and the viscous oil is pushed through the water in front of him.
  • the low-viscosity water breaks through cavities, it flows from this point on the path of least resistance, ie through the channel formed, and no longer pushes the oil in front of it.
  • Tertiary oil production includes heat processes in which hot water or superheated steam is injected into the deposit, which reduces the viscosity of the oil 2 or use nitrogen.
  • Tertiary oil production further includes processes in which suitable chemicals are used as auxiliaries for oil extraction. With these, the situation can be influenced towards the end of the flood and thus also promote oil that was previously held in the rock formation.
  • Viscous and capillary forces act on the oil trapped in the pores of the reservoir rock towards the end of the secondary production, and the ratio of these two forces to one another determines the microscopic oil removal.
  • capillary number the influence of these forces is described. It is the ratio of the viscosity forces (velocity x viscosity of the pressing phase) to the capillary forces (interfacial tension between oil and water x wetting of the rock):
  • is the viscosity of the oil mobilizing fluid
  • v the Darcy velocity (flow per unit area)
  • the interfacial tension between petroleum mobilizing liquid and petroleum
  • the contact angle between petroleum and rock
  • capillary number " is 6, and that it is necessary for the capillary to about 10" near the end of secondary oil recovery in the range of about 10 to increase from 3 to 10 "2 to mobilize additional mineral oil.
  • Winsor type III microemulsion flooding the injected surfactants are expected to form a microemulsion Windsor Type III with the water and oil phases present in the reservoir.
  • a microemulsion Windsor Type II I is not an emulsion with particularly small droplets, but a thermodynamically stable, liquid mixture of water, oil and surfactants. Your three advantages are that thereby achieving a very low interfacial tension ⁇ between petroleum and aqueous phase,
  • microemulsion Winsor Type III is in equilibrium with excess water and excess oil. Under these conditions, the microemulsion formation, the surfactants demonstrate the oil-water interface and lower the interfacial tension ⁇ values of ⁇ 10 "2 mN / m (ultralow interfacial surfactant-sion) are particularly preferred in. In order to achieve an optimum result, the proportion should the Microemulsion in the system water-microemulsion oil with a defined amount of surfactant naturally be as large as possible, since thereby the lower interfacial tensions can be achieved.
  • the shape of the oil droplets can be changed (interfacial tension between oil and water is lowered so far that the state of the smallest boundary surface is no longer sought and the spherical shape is no longer preferred) and by the flood water through the capillary openings squeeze through.
  • Winsor Type III microemulsion will be formed if there is an excess amount of surfactant. It thus represents a reservoir for surfactants, which accomplish a very low interfacial tension between oil and water phase.
  • surfactants which accomplish a very low interfacial tension between oil and water phase.
  • the surfactant from the microemulsion can significantly lower the interfacial tension of this new interface and result in mobilization of the oil (for example by deformation of the oil droplets).
  • the oil droplets can then combine to form a continuous oil bank. This has two advantages:
  • the oil droplets located there can merge with the bank. Furthermore, the oil-water interface is significantly reduced by the union of the oil drops to an oil bank and thus released no longer needed surfactant.
  • the released surfactant may thereafter mobilize residual oil remaining in the formation as described above.
  • Winsor Type III microemulsion flooding is an extremely efficient process and, unlike an emulsion flooding process, requires significantly less surfactant.
  • the surfactants are usually optionally injected together with cosolvents and / or basic salts (optionally in the presence of chelating agents). Subsequently, a solution of thickening polymer is injected for mobility control.
  • Another variant is the injection of a mixture of thickening polymer and surfactants, cosolvents and / or basic salts (optionally with chelating agent) and subsequently a solution of thickening polymer for mobility control. These solutions should usually be clear to avoid blockage of the reservoir.
  • Suitable surfactants for tertiary oil production are the interfacial tension between water and oil (usually approx. 20 mN / m) to particularly low values of less than 10 ". 2 mN / m to allow sufficient mobilization of the petroleum at the usual deposit temperatures of about 15 ° C to 130 ° C and in the presence of high salty water, especially in the presence of high levels of calcium and or magnesium ions, the surfactants must therefore also be soluble in strongly salty deposit water.
  • mixtures of surfactants have frequently been proposed, in particular mixtures of anionic and nonionic surfactants.
  • No. 3,811,1507 describes the combination of linear alkyl sulfonates or alkylaryl sulfonates with alkyl ether sulfates, where the alkyl ether sulfate is an alkyl polyethylene oxysulfate.
  • GB 2,168,094 describes the combination of internal olefin sulfonates with alkyl ether sulfonates.
  • No. 7,119,125 B1 describes a mixture of sulfated Guerbet alcohol alkoxylate and low molecular weight sulfated alkyl alkoxylate in oil production.
  • the bimodal distribution is assigned particularly good emulsifying properties.
  • These Emulsifying properties do not play a major role in microemulsion flooding according to Winsor type III. One would need too much surfactant for the emulsification of oil and the required shear forces are hardly in the flood process before (apart from the area around the injector).
  • US-A 2009/270281 describes the use of a surfactant mixture for crude oil production, which contains at least one surfactant having an alkyl radical of 12 to 30 carbon atoms and a branched cosurfactant having an alkyl radical of 6 to 1 1 carbon atoms.
  • the degree of branching of the alkyl radical in the cosurfactant ranges from 1 to 2.5 and may thus include Guerbet alcohols of the type 2-ethylhexyl or 2-propylheptyl.
  • the cosurfactants may be alcohol ethoxylates or anionic modified alcohol ethoxylates (for example, alkyl ether sulfate).
  • No. 201 1 / 247,830 A1 describes surfactant mixtures containing surfactants based on a branched C 17 H 35 -alkyl radical.
  • WO 201 1/1 10502 A1 describes surfactant mixtures containing surfactants based on a linear C16H33 and C18H37-alkyl radical.
  • WO 201 1/1 10503 A1 describes surfactant mixtures containing anionically modified alkyl alkoxylates which contain butyleneoxy units.
  • the parameters of use such as the type, concentration and mixing ratio of the surfactants used, are adapted by the person skilled in the art to the conditions prevailing in a given oil formation (for example temperature and salinity).
  • the oil production is proportional to the capillary number. This is the higher the lower the interfacial tension between oil and water. Low interfacial tensions are the more difficult to achieve the higher the average number of carbon atoms in the crude oil.
  • surfactants are suitable which have a long hydrophobicity. This hydrophobic group may be an alkyl group or an alkyl group extended with hydrophobic alkyleneoxy units. The longer the hydrophobicity is, the better the interfacial tensions can be reduced, but the solubility of the compound usually decreases. Therefore, a second surfactant is usually needed to improve the solubility or the interfacial tension.
  • An object of the present invention is therefore to provide a particularly efficient surfactant mixture for use in surfactant flooding, as well as an improved process for tertiary mineral oil production.
  • the object is achieved by a surfactant mixture, wherein the surfactant mixture contains at least one secondary alkanesulfonate of the general formula (I)
  • R 1 and R 2 independently represent a linear or branched, saturated aliphatic hydrocarbon radical, wherein the radical R 1 CHR 2 has 14 to 17 carbon atoms;
  • R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical
  • R 4 is H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical, the radical R 3 R 4 CHCH 2 having from 8 to 44 carbon atoms;
  • each A ° independently for ethylene, propylene or butylene
  • k is an integer from 1 to 99
  • X is a branched or unbranched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with an OH group;
  • Y a represents a sulfate group, sulfonate group, carboxylate group or a phosphate group
  • a stands for 1 or 2.
  • Another aspect of the present invention relates to an aqueous surfactant formulation comprising a surfactant mixture according to the invention, wherein preferably the aqueous surfactant formulation has a total surfactant content of 0.05 to 5 wt.% Relative to the total amount of the aqueous surfactant formulation.
  • a further aspect of the present invention relates to the use of a surfactant mixture according to the invention or an aqueous surfactant formulation according to the invention in the field of mineral oil production by means of Winsor Type III microemulsion flooding.
  • Another aspect of the present invention relates to methods for oil production, by Winsor type III microemulsion flooding, wherein an aqueous surfactant formulation according to the invention containing a surfactant mixture to lower the interfacial tension between oil and water to ⁇ 0.1 mN / m, by at least one injection well into a Erdöllager GmbH pressed and crude oil is removed from the deposit through at least one production well.
  • a mixture of at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) and a process for tertiary mineral oil production by means of Winsor Type III microemulsion flooding are provided, wherein an aqueous surfactant formulation comprising at least one surfactant of general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) is injected into at least one injection well in a Erdöllager Too, the interfacial tension between oil and water to values ⁇ 0.1 mN / m, preferably to values ⁇ 0.05 mN / m, more preferably to values ⁇ 0.01 mN / m is lowered, and the deposit is withdrawn through at least one production well crude oil.
  • the weight-based ratio of surfactant of the general formula (I) to surfactant of the general formula (II) is between 1:19 and 19: 1. More preferably, the ratio of (I) to (II) is between 1: 9 and 9: 1. Even more preferably, the ratio of (I) to (II) is between 1: 9 and 1: 1 .01.
  • R 1 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical and R 2 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical, wherein the alkyl radical R 1 CHR 2 is a hydrocarbon radical having 14 to 17 carbon atoms.
  • M b + is preferably Na + .
  • a mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms is present.
  • the proportion of surfactants of the formula (I) in each case based on the radical R 1 R 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) with 15 carbon atoms at 25-30 mol.
  • R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom.
  • R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom. It is further preferred that the proportion by weight of these 2 ionic surfactants of the formula (II), based on the total weight of the surfactant mixture according to the invention, is greater than 50% by weight, more preferably greater than 60% by weight, more preferably greater than 70% by weight. , more preferably greater than 80 wt .-%, more preferably greater than 90 wt .-% is.
  • R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 or 14 carbon atoms ,
  • R 3 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and R 4 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical 12 or 14 carbon atoms, and in particular by at least 3 ionic surfactants of the formula (II) having a hydrocarbon radical having 24 carbon atoms, 26 carbon atoms and 28 carbon atoms.
  • the C 2 4 surfactant of the formula (II) is particularly preferably-in each case based on the radical R 3 R 4 CHCH 2 -in a range from 40 mol% to 60 mol .-%, the C 26 surfactant of formula (II) in a range of 30 mol% to 50 mol .-% and the C 2 8 surfactant of formula (II) in a range of 1 mol .-% to 20 mol .-% based on the sum of the proportions of these surfactants before.
  • R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 or 18 carbon atoms ,
  • R 3 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radicals having 16 or 18 carbon atoms, and in particular characterized in that at least 3 ionic surfactants of the formula (II) having a hydrocarbon radical based on the radical R 3 R 4 CHCH 2 having 32 carbon atoms, 34 carbon atoms and 36 carbon atoms.
  • the C 32 surfactant of the formula (II) is particularly preferably in a range from 20% to 40%, and the C 3 4 surfactant of the formula (II) in a range of 41 % to 60% and the C 3 6 surfactant of formula (II) in a range of 10% to 35% based on the total.
  • the proportion by weight of these 3 ionic surfactants based on the total weight of the surfactant mixture according to the invention greater than 50 wt .-%, more preferably greater than 60 wt .-%, more preferably greater than 70 wt .-%, more preferably greater than 80 wt .-%, more preferably greater than 90 wt .-% is.
  • alkyleneoxy (AO) groups OA ° in general formula (II), which occur k-fold, may be the same or different. If these are different, they may be distributed statistically, alternately or in blocks, i. be arranged in two, three, four or more blocks.
  • the n-butylene, m-propylene and ethyleneoxy groups are at least partially (preferably in numbers of at least 50 mol%, more preferably at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 80%, more preferably at least 90%, in particular completely) arranged in blocks.
  • Arranged in blocks means in the context of the present invention that at least one AO has a neighboring group AO, which is chemically identical, so that these form at least two AO a block.
  • R 3 radical
  • k or the variables I, m and n stand for natural numbers including 0, ie for 0, 1, 2, etc.
  • the numbers I, m and n are average values over all molecules of the surfactants, since in the alkoxylation of alcohol with ethylene - Lenoxid or propylene oxide or butylene oxide in each case a certain distribution of chain lengths is obtained. This distribution can be described in a manner known in principle by the so-called polydispersity D.
  • D M w / M n is the quotient of the weight average molecular weight and the number average molar mass.
  • the polydispersity can be determined by means of the methods known to the person skilled in the art, for example by means of gel permeation chromatography.
  • k is an integer in the range of 4 to 50, more preferably in the range of 8 to 39.
  • the variable I represents a number from 0 to 99, preferably from 1 to 40, more preferably from 1 to 20; m is a number from 0 to 99, preferably from 1 to 20, particularly preferably from 4 to 15; n stands for a number from 0 to 99, preferably for 0 to 20, particularly prefers for 1 to 15, whereby furthermore the sum of the variables I, m, n gives a number from (in each case inclusive) 1 to 99.
  • m is an integer from 4 to 15 (more preferably 5 to 9) and / or I is an integer from 0 to 25 (more preferably 4 to 15) and / or n is 0.
  • m is an integer of 4 to 15 (more preferably 5 to 9) and / or I is an integer of 0 to 25 (more preferably 4 to 15) and / or n is an integer of 1 to 15 (more preferably 5 to 9).
  • X represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 10, preferably 2 to 4, carbon atoms which may be substituted with an OH group.
  • the alkylene group is preferably a methylene, ethylene or propylene group.
  • X is preferably CH 2 CH 2 , CH 2 CH (OH) CH 2 , (CH 2 ) 3 , CH 2 or CH 2 CH (R '), where R' is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms (for example methyl ).
  • M + is independently a cation, preferably the cation is selected from the group consisting of Na + ; K + , Li + , NH 4 + , H + , Mg 2+ and Ca 2+ (preferably Na + , K + or NH 4 + ).
  • B is preferably 1 or 2, in particular 1.
  • Each M + may be the same or different for formula (I); but prefers the same.
  • Each M + may be the same or different for formula (II); but prefers the same.
  • the cations M + may be the same or different in comparison with formula (I) and formula (II); but prefers the same.
  • Y a represents a sulfonate, sulfate, carboxylate or phosphate group (preferably sulfonate, sulfate or carboxylate group, particularly preferably sulfate or carboxylate)
  • a can be 1 or 2 stand.
  • the radical (OX) 0 Y a " is OS (0) 2 0 " , OCH 2 CH 2 S (O) 2 O " , OCH 2 CH (OH) CH 2 S (0) 2 0 " , 0 (CH 2 ) 3 S (0) 2 0 " , 0 (CH 2 ) 4 S (0) 2 0 " , S (0) 2 0 “ , CH 2 C (0) 0 “ or CH 2 CH (R ') C (O) O " , where R' is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms (for example methyl).
  • the invention relates to a mixture of at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) and their use in oil production by means of Winsor type III microemulsion flooding, where I is an integer from 0 to 99, m is a number from 4 to 15 and n is a number from 0 to 15, and Y a "is selected from the group consisting of sulfate group, sulfonate group and carboxylate group, the groups BuO, PO and EO to more than 80% are in block form in the order BuO, PO, EO starting from (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 and the sum I + m + n is in the range from 5 to 49.
  • a particularly preferred embodiment is when I is an integer from 0 to 99, m is a number from 5 to 9 and n is a number from 1 to 15, and Y a "is selected from the group consisting of sulfate group, Sulfonate group and carboxylate group, wherein the groups BuO, PO and EO are more than 80% in block form in the order BuO, PO and EO starting from (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 , the Sum I + m + n is in the range of 4 to 50 and the block BuO consists of more than 80% of 1, 2-butylene oxide.
  • a preferred surfactant mixture according to the invention additionally contains, in addition to at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II), at least one surfactant of the general formula (III)
  • R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and in the general formula (IV) R 4 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 or 14 carbon - atoms.
  • R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and in the general formula (IV) R 4 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 or 18 carbon atoms ,
  • more than one surfactant of the general formula (II) may also be present in the surfactant mixture.
  • the relative to the hydrocarbon moiety (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - different surfactants can be subsumed under the general formula (II). The difference may be due to the number of carbon atoms, the number the unsaturated bonds, the branching frequency and / or the degree of branching. In particular, the surfactants differ in chain length given for R 3 and R 4 .
  • the alkyl radical R 3 R 4 CHCH 2 is a hydrocarbon radical having 8 to 44 carbon atoms.
  • R 4 may be linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radicals of the type R 3 R 4 CHCH 2 .
  • R 4 can also be a hydrogen atom.
  • branching degrees of 0.1 to 5 are preferred. More preferred are degrees of branching from 0.1 to 3.5 (more preferably 0.1 to 2.5).
  • degree of branching is hereby defined in a manner known in principle as the number of methyl groups in a molecule of the alcohol minus 1.
  • the mean degree of branching is the statistical average of the degrees of branching of all molecules in a sample.
  • R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom.
  • R 3 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom.
  • Exemplary accessible by dimerization of alcohols compounds lead to R 3 / R 4 hydrocarbon chains with 10/12, 10/13, 10/14, 1 1/12, 1 1/13, 1 1/14, 12/12, 12 / 13, 12/14, preferably 10/12, 10/14, 12/12, 12/14 carbon atoms.
  • the radical R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 to 12 carbon atoms.
  • the radical R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 to 14 carbon atoms.
  • R 3 is either identical to R 4 or preferably has at most two C atoms (more preferably exactly two C atoms) less than R 4 .
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5).
  • Exemplary compounds obtainable by dimerization of alcohols lead to R 3 / R 4 alkyl chains having 14/16, 14/17, 14/18, 15/16, 15/17, 15/18, 16/16, 16/17, 16 / 18 - especially 14/16, 14/18, 16/16, 16/18 carbon atoms.
  • more than three different surfactants of the general formula (II) may also be present in the surfactant mixture.
  • the three surfactants form the major components of the surfactant mixture.
  • the radical R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms.
  • the radical R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 to 18 carbon atoms.
  • R 3 is either identical to R 4 or has at most two C atoms (more preferably exactly two C atoms) less than R 4 .
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5).
  • the alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH which can serve as starting compound for the preparation of the surfactants of the invention are, for example, by hydrogenation of fatty acid methyl esters (R 4 is a hydrogen atom), Oxoalkoholsynthese or dimerization of alcohols of the type R 3 CH 2 CH 2 OH and R 4 OH (R 4 is not a hydrogen atom) accessible with elimination of water. Accordingly, a further aspect of the present invention is a process for preparing a surfactant mixture according to the invention comprising the steps:
  • the preparation of the surfactant of the general formula (I) in process step (a) is known to the person skilled in the art.
  • an alkane mixture is mixed with water and irradiated at 20-40 ° C with UV light (eg 10 - 40 kW mercury vapor lamps), wherein a mixture of sulfur dioxide and oxygen (molar ratio preferably 2: 1) is passed.
  • the conversion is preferably limited to ⁇ 5% (preferably ⁇ 1%) and the target compounds are discharged.
  • Unreacted alkane is returned to the process.
  • the process is preferably continuous.
  • the separation of the alkanesulfonic acids obtained from the residual alkane is carried out by phase separation. After removal of gases (S0 2 , S0 3 ), the alkanesulfonic acid is reacted with lye - preferably sodium hydroxide solution - to the surfactant.
  • step (c ) Reaction of the alcohol alkoxylates obtained in step (b") with a group Y a " , if appropriate with formation of a spacer group OX.
  • step (c ') Reaction of the obtained in step (b') alcohol alkoxylates with a group Y a " , optionally to form a spacer group OX.
  • the alcohols according to the formula R-CH 2 CH 2 -OH may be a mixture of alcohols.
  • This may include a C12C14 fatty alcohol mixture (linear, saturated), a C12C14 mixture of Ziegler alcohols having 12 or 14 carbon atoms, a C12C14 fatty alcohol mixture (linear and partially unsaturated) or a mixture of C12C14-oxoalcohol.
  • R is a linear saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms.
  • C16C18 fatty alcohol mixture linear, saturated
  • C16C18 mixture of Ziegler alcohols having 16 or 18 carbon atoms a C16C18 fatty alcohol mixture (linear and partially unsaturated) or a mixture of C16C18 oxo alcohol.
  • R is a linear saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms.
  • the condensation of alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH to Guerbet alcohols is preferably carried out in the presence of from 0.5 to 10% by weight, based on the alcohol, alkali or alkaline earth hydroxide, for example lithium hydroxide, sodium hydroxide, cesium hydroxide or potassium hydroxide, preferably potassium hydroxide.
  • alkali or alkaline earth metal hydroxide for example lithium hydroxide, sodium hydroxide, cesium hydroxide or potassium hydroxide, preferably potassium hydroxide.
  • the alkali or alkaline earth metal hydroxide can be used in solid form (flakes, powder) or in the form of a 30 to 70%, preferably 50%, aqueous solution.
  • the alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH are condensed in the presence of NaOH and / or KOH.
  • Suitable catalysts are the catalysts known from the prior art, for example nickel, lead salts (US Pat. No. 3,119,880), copper, lead, zinc, chromium, molybdenum, tungsten and magane oxides (US Pat. US 3,558,716), palladium complexes (US 3,979,466) or silver complexes (US 3,864,407).
  • ZnO is preferably used as the catalyst for the dimerization.
  • the catalyst or catalysts are preferably ZnO catalysts generally added to the mixture from which the Guerbet alcohols are made.
  • the mixture of Guerbet alcohols can be prepared by the process known from DE 3901095 A1.
  • the Guerbet alcohols are in process step (a '") at a temperature in the range of 150 to 320 ° C, preferably at a temperature in the range of 180 to 280 ° C optionally in the presence of a catalyst or a plurality of catalysts synthesized.
  • the alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH obtained in process step (a), (a '") can be prepared in a manner known in principle by alkoxylation in process step (b ⁇ b", b'"). ) are converted to alcohol alkoxylates.
  • the implementation of such alkoxylations is known in principle to a person skilled in the art. It is also known to the person skilled in the art that the reaction conditions, in particular the choice of catalyst, can influence the molecular weight distribution of the alkoxylates.
  • the alcohol alkoxylates can be prepared in process step (b ⁇ b ", b '") preferably by base-catalyzed alkoxylation.
  • the alcohol (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - OH in a pressure reactor with alkali metal hydroxides, preferably potassium hydroxide, or with alkali alcoholates, such as sodium methylate, are added.
  • alkali metal hydroxides preferably potassium hydroxide
  • alkali alcoholates such as sodium methylate
  • the mixture is then inertized with inert gas (for example nitrogen) and the alkylene oxide (s) is added stepwise at temperatures of 60 to 180 ° C up to a maximum pressure of 10 bar.
  • the alkylene oxide is initially metered in at 130.degree. In the course of the reaction, the temperature rises up to 170 ° C due to the released heat of reaction.
  • the butylene oxide is first added at a temperature in the range of 125 to 145 ° C, then the propylene oxide is added at a temperature in the range of 130 to 145 ° C and then the ethylene oxide at a temperature in the range of 125 to 155 ° C was added.
  • the catalyst can be neutralized, for example by addition of acid (for example acetic acid or phosphoric acid) and filtered off as required.
  • the alkoxylation of the alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH can also be carried out by other methods, for example by acid-catalyzed alkoxylation.
  • DMC catalysts are disclosed, for example, in DE 10243361 A1, in particular in sections [0029] to [0041] and the literature cited therein.
  • Zn-Co type catalysts can be used.
  • the catalyst can be added to the alcohol (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH, the mixture is dehydrated as described above and reacted with the alkylene oxides as described. It is usually not more than 1000 ppm catalyst used with respect to the mixture and the catalyst may remain in the product due to this small amount.
  • the amount of catalyst can typically be less than 1,000 ppm, for example 250 ppm or less.
  • the process step (c ⁇ c ", c ') relates to the reaction of the in step (b ⁇ b ", b'") obtained alcohol alkoxylates having a group Y a " , optionally forming a spacer group OX.
  • sulfate and phosphate groups can be introduced by reacting them directly (optionally after activation) with the alcohol alkoxylate.
  • Sulfonate groups can be introduced by vinyl addition, substitution reaction or aldol reaction, if appropriate with subsequent hydrogenation, with corresponding spacer OX being produced.
  • the alcohol alkoxylate may also be previously converted to a chloride, which is then subjected to a direct sulfonation reaction. phonation is accessible.
  • a sulphonate group for example, the reaction with propanesultone and subsequent neutralization, with butane sultone and subsequent neutralization, with vinylsulphonic acid sodium salt can be resorted to for example in the case of a sulphate group or with 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid sodium salt.
  • the termin ale OH group in a chloride for example, with phosulfonates
  • carboxylate group In the case of a carboxylate group, it is possible, for example, to resort to the oxidation of the alcohol with oxygen and subsequent neutralization or the reaction with sodium chloroacetate.
  • Carboxylates can also be obtained, for example, by Michael addition of (meth) acrylic acid or esters.
  • Phosphates can be obtained, for example, by esterification reaction with phosphoric acid or phosphorus pentachloride.
  • the surfactant mixture may furthermore optionally comprise further surfactants.
  • further surfactants for example, secondary alkanesulfonates having 12, 13 or 18 carbon atoms or primary alkanesulfonates having 12 to 18 carbon atoms may be present.
  • Other surfactants may also be alkanedisulfonates. These may, for example, have 12 to 18 carbon atoms.
  • anionic surfactants of the type alkylarylsulfonate or olefinsulfonate (alpha-olefinsulfonate or internal olefinsulfonate), alkyl ether sulfonate, alkyl ether carboxylate, alkyl ether sulfate and / or nonionic surfactants of the alkyl ethoxylate or alkyl polyglucoside type can also be used, for example.
  • Betainic surfactants may also be used.
  • These other surfactants may in particular also be oligomeric or polymeric surfactants.
  • Such polymeric co-surfactants can advantageously reduce the amount of surfactants necessary to form a microemulsion.
  • polymeric cosurfactants are also referred to as "microemulsion boosters.”
  • polymeric surfactants include amphiphilic block copolymers comprising at least one hydrophilic and at least one hydrophobic block, examples of which include polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymers, polyisobutene polyethylene oxide Block copolymers and comb polymers with polyethylene oxide side chains and a hydrophobic main chain, wherein the main chain preferably substantially olefins or (Meth) acrylates as structural units.
  • polyethylene oxide is intended to include polyethylene oxide blocks comprising propylene oxide units as defined above Further details of such surfactants are disclosed in WO 2006/131541 A1.
  • a suitable aqueous surfactant formulation of the surfactant mixture according to the invention is injected into the crude oil deposit through at least one injection well and crude oil is taken from the deposit through at least one production well.
  • the term "crude oil” in this context does not mean phase-pure oil, but rather the customary crude oil-water emulsions, as a rule, a deposit is provided with several injection wells and several production wells
  • Winsor Type III microemulsion flooding the surface tension between oil and water is reduced to values of ⁇ 0.1 mN / m, preferably to ⁇ 0.05 mN / m, particularly preferably to ⁇ 0.01 mN / m, by using the aqueous surfactant formulation according to the invention
  • the interfacial tension between oil and water will be in the range of 0.1 mN / m to 0.0001 mN / m, preferably values in the range of 0.05 mN /
  • the main effect of the surfactant mixture according to the invention lies in the reduction of the interfacial tension between water and oil - desirably to values clearly ⁇ 0.1 mN / m.
  • surfactant flooding or preferably the Winsor type III "microemulsion flooding”
  • water can be injected into the formation to maintain the pressure ("water flooding") or, preferably, a higher viscous aqueous solution of a strong thickening polymer (“polymer flooding”).
  • water flooding water flooding
  • polymer flooding a higher viscous aqueous solution of a strong thickening polymer
  • an aqueous surfactant formulation which contains at least surfactants of the general formula (I) and formula (II) is used.
  • the aqueous surfactant formulation may comprise further components besides the surfactant mixture.
  • the formulations may optionally also contain water-miscible or at least water-dispersible organic or other agents as co-solvent.
  • Such additives are used in particular for stabilizing the surfactant solution during storage or transport to the oil field.
  • the amount of such cosolvents should as a rule not exceed 50% by weight, preferably 20% by weight, based on the total weight of the aqueous surfactant formulation.
  • cosolvents examples include, in particular, alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, n-pentanol, isopentanol, butylmonoethylene glycol, butyldiethylene glycol or butyltriethylene glycol.
  • alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, n-pentanol, isopentanol, butylmonoethylene glycol, butyldiethylene glycol or butyltriethylene glycol.
  • water is used for formulation.
  • the surfactants of general formula (II) in the aqueous formulation, which is ultimately injected into the deposit are said to constitute the major component among all surfactants. These are preferably at least 25% by weight, more preferably at least 30% by weight, very preferably at least 40% by weight and very, very preferably at least 50% by weight, based on the total weight of all surfactants used.
  • the aqueous surfactant formulation according to the invention can preferably be used for the surfactant flooding of deposits. It is particularly suitable for Winsor type III microemulsion flooding (flooding in the Winsor III area or in the area of existence of the bicontinuous microemulsion phase). The technique of microemulsion flooding has already been described in detail at the beginning.
  • the aqueous surfactant formulation may also contain other components, such as, for example, C 4 -C 8 -alcohols and / or basic salts (so-called "alkaline surfactant flooding") . These additions may be used, for example, to reduce the retention in the formation.
  • the quantitative ratio of the alcohols with respect to the total amount of surfactant used is generally at least 1: 1 - however, a significant excess of alcohol can also be used
  • Suitable basic salts are sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide or silicates basic salts is typically from 0.1% to 5% by weight, based on the total amount of the aqueous surfactant formulation. At least one chelating agent can be added to the basic salts.
  • the deposits in which the process is used have a temperature of at least 10 ° C, for example 10 to 150 ° C, preferably a temperature of at least 15 ° C to 120 ° C.
  • the total concentration of all surfactants together is 0.05 to 5 wt .-% relative to the total amount of the aqueous Surfactant formulation, preferably 0.1 to 2.5 wt .-%.
  • concentration of surfactants may change upon injection into the formation because the formulation may mix with formation water or absorb surfactants also on solid surfaces of the formation.
  • the surfactants lead to a particularly good lowering of the interfacial tension. It is of course possible and also advisable to first produce a concentrate which is diluted on site to the desired concentration for injection into the formation. As a rule, the total concentration of the surfactants in such a concentrate is 10 to 45% by weight.
  • the alkylene oxide is metered in so that the temperature between 125 ° C to 155 ° C (for ethylene oxide) and 130 to 145 ° C (for propylene oxide) and 125 to 145 ° C. (at 1, 2-butylene oxide) remains.
  • the mixture is then stirred for 5 h at 125 to 145 ° C, rinsed with N 2 , cooled to 70 ° C and the reactor emptied.
  • the basic crude product is neutralized with acetic acid. Alternatively, the neutralization can be carried out with commercially available Mg silicates, which are then filtered off.
  • the bright product is characterized by means of a 1 H-NMR spectrum in CDCl 3 , a gel permeation chromatography and an OH number determination, and the yield is determined.
  • the alcohol to be alkoxylated (1, 0 eq) with a double metal cyanide catalyst eg DMC catalyst from BASF type Zn-Co
  • a double metal cyanide catalyst eg DMC catalyst from BASF type Zn-Co
  • the amount of DMC is 0.1% by weight and less of the product to be produced.
  • the mixture is then flushed three times with N 2 , a pre-pressure of about 1.3 bar N 2 is set and the temperature is increased to 120 to 130 ° C.
  • the alkylene oxide is metered in such that the temperature remains between 125 ° C to 135 ° C (for ethylene oxide) and 130 to 140 ° C (for propylene oxide) and 135 to 145 ° C (for 1, 2-butylene oxide).
  • the mixture is then stirred for 5 h at 125 to 145 ° C, rinsed with N 2 , cooled to 70 ° C and the reactor emptied.
  • the bright product is characterized by means of a 1 H-NMR spectrum in CDCl 3 , a gel permeation chromatography and an OH number determination, and the yield is determined.
  • the alkyl alkoxylate (1, 0 eq) to be sulfated is dissolved in 1.5 times the amount of dichloromethane (on a weight percent basis) and cooled to 5-10 ° C. Thereafter, chlorosulfonic acid (1, 1 eq) is added dropwise so that the temperature does not exceed 10 ° C.
  • the mixture is allowed to warm to room temperature and stirred under N 2 flow at this temperature for 4 h, before the above reaction mixture is poured into a half-volume aqueous NaOH solution at max. 15 ° C is dropped.
  • the amount of NaOH is calculated so that there is a slight excess with respect to the chlorosulfonic acid used.
  • the resulting pH is about pH 9 to 10.
  • the dichloromethane is added under a slight vacuum on a rotary evaporator at max. 50 ° C removed.
  • the product is characterized by 1 H-NMR and determines the water content of the solution (about 80%).
  • the following alcohols were used for the synthesis. Alcohol description
  • the interfacial tension between water and oil can be determined in a known manner by measuring the solubilization parameter SP * .
  • the determination of the interfacial tension via the determination of the solubilization parameter SP * is a method accepted in the art for the approximate determination of the interfacial tension.
  • the solubilization parameter SP * indicates how much ml of oil per ml of surfactant used is dissolved in a microemulsion (Windsor type III).
  • the interfacial tension ⁇ (interfacial tension, IFT) can be calculated from the approximate formula IFT "0.3 / (SP * ) 2 if equal volumes of water and oil are used (C. Huh, J. Coli., Interf. Sc, Vol. 71, No. 2 (1979)).
  • the formation of the microemulsion can be visually observed or by means of conductivity measurements. It forms a three-phase system (upper phase Oil, medium phase microemulsion, lower phase water). If the upper and lower phases are the same size and no longer change over a period of 24 h, then the optimum temperature (T opt ) of the microemulsion has been found. The volume of the middle phase is determined. From this volume, the volume of added surfactant is subtracted. The value obtained is then divided by two. This volume is now divided by the volume of added surfactant. The result is noted as SP * .
  • the type of oil and water used to determine SP * is determined according to the system under investigation. On the one hand petroleum itself can be used, or even a model oil such as decane. Both pure water and saline water can be used as water to better model the conditions in the oil formation.
  • the composition of the aqueous phase can be adjusted, for example, according to the composition of a particular reservoir water.
  • interfacial tensions of crude oil in the presence of the surfactant solution at the particular temperature can be determined by spinning-drop method on an SVT20 from DataPhysics.
  • an oil drop is injected into a capillary filled with saline surfactant solution at the respective temperature and the expansion of the drop is observed at approximately 4500 revolutions per minute until a constant value is established. This is usually the case after 2 hours.
  • the interfacial tension IFT (or s H) is calculated here - as described by Hans-Dieter Dörfler in "Interfacial and Colloidal Disperse Systems” Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 - using the following formula from the cylinder diameter d z , the speed w, and the density difference (drd 2 ):
  • a 1: 1 mixture of decane and a NaCl solution with butyl diethylene glycol (BDG) is added.
  • Butyl diethylene glycol (BDG) acts as a cosolvent and is not included in the calculation of SP * .
  • a surfactant mixture of alkylalkoxysulfate and anionic surfactant is added. The total surfactant concentration is given in weight percent of the aqueous phase.
  • Example 5 when using the claimed surfactant of the formula (I), it is possible to achieve an ultra-low interfacial tension with respect to decane. In the comparative examples, the interfacial tension is always higher.
  • Example 6 shows that also other surfactant combinations of surfactant of formula (I) and formula (II) give ultra low interfacial tensions.
  • the crude oil has about 16 ° API
  • the deposit temperature is around 20 ° C
  • the reservoir water has about 16100 ppm TDS (total dissolved salt) on.
  • Petrostep S2 surfactant mixture of olefin sulfonates prepared by sulfonation of alkenes with internal double bond (C15H30, C16H32, Ci7H3 4 and C18H36) followed by neutralization with NaOH.
  • the main product is unsaturated aliphatic sulfonates with the sulfonate group distributed along the carbon chain.
  • Example 12 of Table 5 a low interfacial tension of 0.007 mN / m can be achieved even with high salinities of 150000 ppm TDS on a simple crude oil (API grade of 33 °) with the aid of the claimed surfactants.
  • the surfactant solution is very slightly scattering and allows injection into a porous rock of suitable permeability.

Abstract

The present invention relates to a surfactant mixture comprising at least one secondary alkanesulphonate having 14 to 17 carbon atoms, of the general formula (I), and at least one anionic surfactant of the general formula (II), where R1, R2, R3, R4, A0, k, X, o, Y, a, b and M possess the definition specified in the description and the claims. The invention further relates to the use and preparation thereof, and also to aqueous surfactant formulations comprising the surfactant mixture, and to processes for producing mineral oil by means of Winsor type III microemulsion flooding, in which the aqueous surfactant formulation is injected through injection wells into a mineral oil deposit, and crude oil is withdrawn through production wells from the deposit.

Description

VERFAHREN ZUR ERDÖLFÖRDERUNG UNTER VERWENDUNG VON TENSIDEN  PROCESS FOR OXYGENIZATION USING TENSIDES
MINDESTENS ENTHALTEND EIN SEKUNDÄRES ALKANSULFONAT SOWIE EIN ALKYLETHERSULFAT/SULFONAT/CARBOXYLAT/PHOSPHAT  AT LEAST CONTAINING A SECONDARY ALKANSULFONATE AS WELL AS AN ALKYL ETHERSULFATE / SULFONATE / CARBOXYLATE / PHOSPHATE
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tensidmischung, deren Verwendung und Herstellung sowie wässrige Tensidformulierungen die Tensidmischung enthaltend und Verfahren zur Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens, bei dem die wässrige Tensidformulierung durch Injektionsbohrungen in eine Erdöllagerstätte einge- presst und der Lagerstätte durch Produktionsbohrungen Rohöl entnommen wird. The present invention relates to a surfactant mixture, its use and preparation, and to aqueous surfactant formulations containing the surfactant mixture and processes for producing oil by means of Winsor Type III microemulsion flooding, in which the aqueous surfactant formulation is injected through injection wells into a crude oil deposit and crude oil is removed from the deposit through production wells.
In natürlichen Erdölvorkommen liegt Erdöl in den Hohlräumen poröser Speichergesteine vor, welche zur Erdoberfläche hin von undurchlässigen Deckschichten abgeschlossen sind. Bei den Hohlräumen kann es sich um sehr feine Hohlräume, Kapillaren, Po- ren oder dergleichen handeln. Feine Porenhälse können beispielsweise einen Durchmesser von nur etwa 1 μηη aufweisen. Neben Erdöl, inklusive Anteilen von Erdgas, enthält eine Lagerstätte mehr oder weniger stark salzhaltiges Wasser. In natural oil deposits, petroleum is present in the cavities of porous reservoirs, which are closed to the earth's surface of impermeable cover layers. The cavities may be very fine cavities, capillaries, pores or the like. Fine pore necks, for example, have a diameter of only about 1 μηη. In addition to crude oil, including natural gas, a deposit contains more or less saline water.
Bei der Erdölförderung unterscheidet man allgemein zwischen der primären, sekundä- ren und tertiären Förderung. Bei der primären Förderung strömt das Erdöl nach dem Anbohren der Lagerstätte aufgrund des Eigendrucks der Lagerstätte von selbst durch das Bohrloch an die Oberfläche. Oil production generally distinguishes between primary, secondary and tertiary production. In primary production, after drilling the deposit, petroleum automatically streams through the borehole due to the inherent pressure of the deposit.
Nach der primären Förderung kommt daher die sekundäre Förderung zum Einsatz. Bei der sekundären Förderung werden zusätzlich zu den Bohrlöchern, welche der Förderung des Erdöls dienen, den so genannten Produktionsbohrungen, weitere Bohrlöcher in die erdölführende Formation gebohrt. Durch diese so genannten Injektionsbohrungen wird Wasser in die Lagerstätte eingepresst, um den Druck aufrechtzuerhalten oder wieder zu erhöhen. Durch das Einpressen des Wassers wird das Erdöl durch die Hohl- räume in die Formation langsam von der Injektionsbohrung ausgehend in Richtung der Produktionsbohrung gedrückt. Dies funktioniert aber nur so lange, wie die Hohlräume vollständig mit Öl gefüllt sind und das viskosere Öl durch das Wasser vor sich her geschoben wird. Sobald das dünnflüssige Wasser durch Hohlräume durchbricht, strömt es ab diesem Zeitpunkt auf dem Weg des geringsten Widerstands, also durch den ge- bildeten Kanal, und schiebt nicht mehr das Öl vor sich her. After the primary funding, therefore, the secondary funding is used. In secondary production, additional wells will be drilled into the oil-bearing formation in addition to the wells that serve to extract the oil, known as production wells. Through these so-called injection wells water is injected into the reservoir to maintain or increase the pressure. By injecting the water, the oil is slowly forced through the cavities into the formation, starting from the injection well, in the direction of the production well. But this works only as long as the cavities are completely filled with oil and the viscous oil is pushed through the water in front of him. As soon as the low-viscosity water breaks through cavities, it flows from this point on the path of least resistance, ie through the channel formed, and no longer pushes the oil in front of it.
Mittels primärer und sekundärer Förderung sind im Regelfall nur ca. 30 - 35% der in der Lagerstätte vorhandenen Erdölmenge zu fördern. Es ist bekannt, die Erdölausbeute durch Maßnahmen der tertiären Ölförderung weiter zu steigern. Eine Übersicht zur tertiären Ölförderung befindet sich beispielsweise im „Journal of Petroleum Science of Engineering 19 (1998)", Seite 265 bis 280. Zur tertiären Ölförderung gehören Wärmeverfahren, bei denen Heißwasser oder Heißdampf in die Lagerstätte eingepresst wird. Hierdurch wird die Viskosität des Öls herabgesetzt. Als Flutmedium können ebenfalls Gase wie C02 oder Stickstoff Einsatz finden. By means of primary and secondary production, as a rule only about 30-35% of the quantity of crude oil in the deposit can be extracted. It is known to further increase the oil yield by measures of tertiary oil production. An overview of tertiary oil production can be found, for example, in "Journal of Petroleum Science of Engineering 19 (1998)", pages 265 to 280. Tertiary oil production includes heat processes in which hot water or superheated steam is injected into the deposit, which reduces the viscosity of the oil 2 or use nitrogen.
Zur tertiären Erdölförderung gehören weiterhin Verfahren bei denen man geeignete Chemikalien als Hilfsmittel zur Ölförderung einsetzt. Mit diesen lässt sich die Situation gegen Ende des Wasserflutens beeinflussen und dadurch auch bis dahin in der Gesteinsformation festgehaltenes Erdöl fördern. Tertiary oil production further includes processes in which suitable chemicals are used as auxiliaries for oil extraction. With these, the situation can be influenced towards the end of the flood and thus also promote oil that was previously held in the rock formation.
Auf das Erdöl, welches gegen Ende der sekundären Förderung in den Poren des Lagerstättengesteins gefangen ist, wirken viskose und kapillare Kräfte, wobei das Verhältnis dieser beiden Kräfte zueinander die mikroskopische Ölentfernung bestimmt. Mittels eines dimensionslosen Parameters, der so genannten Kapillarzahl, wird das Einwirken dieser Kräfte beschrieben. Sie ist das Verhältnis der Viskositätskräfte (Geschwindigkeit x Viskosität der drückenden Phase) zu den Kapillarkräften (Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser x Benetzung des Gesteins): Viscous and capillary forces act on the oil trapped in the pores of the reservoir rock towards the end of the secondary production, and the ratio of these two forces to one another determines the microscopic oil removal. By means of a dimensionless parameter, the so-called capillary number, the influence of these forces is described. It is the ratio of the viscosity forces (velocity x viscosity of the pressing phase) to the capillary forces (interfacial tension between oil and water x wetting of the rock):
σ cos0 σ cos0
Dabei bedeutet μ die Viskosität des Erdöl mobilisierenden Fluids, v die Darcy- Geschwindigkeit (Durchfluss pro Flächeneinheit), σ die Grenzflächenspannung zwischen Erdöl mobilisierender Flüssigkeit und Erdöl und Θ der Kontaktwinkel zwischen Erdöl und dem Gestein (C. Melrose, C.F. Brandner, J. Canadian Petr. Techn. 58, Oct. - Dez., 1974). Je höher die Kapillarzahl, desto größer die Mobilisierung des Öls und somit auch der Entölungsgrad. Where μ is the viscosity of the oil mobilizing fluid, v the Darcy velocity (flow per unit area), σ the interfacial tension between petroleum mobilizing liquid and petroleum, and Θ the contact angle between petroleum and rock (C. Melrose, CF Brandner, J.Canadian Petr. Techn. 58, Oct.-Dec., 1974). The higher the capillary number, the greater the mobilization of the oil and thus also the degree of de-oiling.
Es ist bekannt, dass die Kapillarzahl gegen Ende der sekundären Erdölförderung im Bereich von etwa 10"6 liegt und dass es notwendig ist, die Kapillarzahl auf etwa 10"3 bis 10"2 zu erhöhen, um zusätzliches Erdöl mobilisieren zu können. It is known that the capillary number "is 6, and that it is necessary for the capillary to about 10" near the end of secondary oil recovery in the range of about 10 to increase from 3 to 10 "2 to mobilize additional mineral oil.
Hierzu kann man eine besondere Form des Flutverfahrens - das sogenannte Winsor Typ III Mikroemulsionsfluten - durchführen. Beim Winsor Typ III Mikroemulsionsfluten sollen die injizierten Tenside mit der in der Lagerstätte vorhandenen Wasser- und der Ölphase eine Mikroemulsion Windsor Typ I I I ausbilden. Bei einer Mikroemulsion Wind- sor Typ II I handelt es sich nicht um eine Emulsion mit besonders kleinen Tröpfchen, sondern um eine thermodynamisch stabile, flüssige Mischung von Wasser, Öl und Tensiden. Ihre drei Vorteile sind, dass dadurch eine sehr niedrige Grenzflächenspannung σ zwischen Erdöl und wäss- riger Phase erreicht wird, For this one can carry out a special form of the flood procedure - the so-called Winsor type III microemulsion flooding. In Winsor Type III microemulsion flooding, the injected surfactants are expected to form a microemulsion Windsor Type III with the water and oil phases present in the reservoir. A microemulsion Windsor Type II I is not an emulsion with particularly small droplets, but a thermodynamically stable, liquid mixture of water, oil and surfactants. Your three advantages are that thereby achieving a very low interfacial tension σ between petroleum and aqueous phase,
sie in der Regel eine sehr niedrige Viskosität aufweist und dadurch nicht in einer porösen Matrix gefangen wird,  it usually has a very low viscosity and is therefore not trapped in a porous matrix,
- sie schon bei kleinsten Energieeinträgen entsteht und über einen unendlich langen Zeitraum stabil bleiben kann (klassische Emulsionen benötigen hingegen höhere Scherkräfte, welche im Reservoir überwiegend nicht auftauchen, und sind nur kinetisch stabilisiert). Die Mikroemulsion Winsor-Typ III steht mit überschüssigem Wasser und überschüssigem Öl im Gleichgewicht. Unter diesen Bedingungen der Mikroemulsionsausbildung belegen die Tenside die Öl-Wasser-Grenzfläche und erniedrigen die Grenzflächenspannung σ besonders bevorzugt auf werte von < 10"2 mN/m (ultralow interfacial ten- sion). Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, sollte der Anteil der Mikroemulsion im System Wasser-Mikroemulsion-Öl bei definierter Tensidmenge naturgemäß möglichst groß sein, da dadurch umso niedrigere Grenzflächenspannungen erzielt werden können. - It arises even at very low energy inputs and can remain stable over an infinitely long period of time (classical emulsions, however, require higher shear forces, which are mostly not in the reservoir, and are only kinetically stabilized). The microemulsion Winsor Type III is in equilibrium with excess water and excess oil. Under these conditions, the microemulsion formation, the surfactants demonstrate the oil-water interface and lower the interfacial tension σ values of <10 "2 mN / m (ultralow interfacial surfactant-sion) are particularly preferred in. In order to achieve an optimum result, the proportion should the Microemulsion in the system water-microemulsion oil with a defined amount of surfactant naturally be as large as possible, since thereby the lower interfacial tensions can be achieved.
Auf diese Art und Weise lassen sich die Öltröpfchen in ihrer Form verändern (Grenzflä- chenspannung zwischen Öl und Wasser ist soweit abgesenkt, dass nicht mehr der Zustand der kleinsten Grenzfläche angestrebt wird und nicht mehr die Kugelform bevorzugt ist) und durch das Flutwasser durch die Kapillaröffnungen hindurchzwängen. In this way, the shape of the oil droplets can be changed (interfacial tension between oil and water is lowered so far that the state of the smallest boundary surface is no longer sought and the spherical shape is no longer preferred) and by the flood water through the capillary openings squeeze through.
Sind alle Öl-Wasser-Grenzflächen mit Tensid belegt, bildet sich beim Vorliegen von überschüssiger Tensidmenge die Mikroemulsion Winsor Typ III aus. Sie stellt somit ein Reservoir für Tenside dar, welche eine sehr niedrige Grenzflächenspannung zwischen Öl- und Wasserphase bewerkstelligen. Dadurch dass die Mikroemulsion Winsor Typ III niederviskos ist, wandert sie im Flutprozess mit durch das poröse Lagerstättengestein (Emulsionen hingegen können in der porösen Matrix hängen bleiben und Lagerstätten verstopfen). Trifft die Mikroemulsion Winsor Typ III auf eine noch nicht mit Tensid bedeckte Öl-Wasser-Grenzfläche, so kann das Tensid aus der Mikroemulsion die Grenzflächenspannung dieser neuen Grenzfläche deutlich herabsetzen und zu einer Mobilisierung des Öles (zum Beispiel per Verformung der Öltropfen) führen. If all oil-water interfaces are coated with surfactant, the Winsor Type III microemulsion will be formed if there is an excess amount of surfactant. It thus represents a reservoir for surfactants, which accomplish a very low interfacial tension between oil and water phase. By virtue of the low viscosity of the Winsor Type III microemulsion, it migrates through the porous reservoir rock during the flooding process (emulsions, however, can become trapped in the porous matrix and clog reservoirs). If the Winsor Type III microemulsion encounters an oil-water interface not yet covered with surfactant, the surfactant from the microemulsion can significantly lower the interfacial tension of this new interface and result in mobilization of the oil (for example by deformation of the oil droplets).
Die Öltröpfchen können sich anschließend zu einer kontinuierlichen Ölbank vereinigen. Dies hat zweierlei Vorteile: The oil droplets can then combine to form a continuous oil bank. This has two advantages:
Zum einen können beim Voranschreiten der kontinuierlichen Ölbank durch neues po- röses Gestein die sich dort befindlichen Öltröpfchen mit der Bank verschmelzen. Weiterhin wird durch die Vereinigung der Öltropfen zu einer Ölbank die Öl-Wasser- Grenzfläche deutlich verringert und somit nicht mehr benötigtes Tensid wieder freigesetzt. Das freigesetzte Tensid kann danach wie oben beschrieben in der Formation verbliebene Öltropfen mobilisieren. On the one hand, as the continuous oil bank progresses through new porous rock, the oil droplets located there can merge with the bank. Furthermore, the oil-water interface is significantly reduced by the union of the oil drops to an oil bank and thus released no longer needed surfactant. The released surfactant may thereafter mobilize residual oil remaining in the formation as described above.
Beim Winsor Typ III Mikroemulsionsfluten handelt es sich folglich um ein äußerst effizientes Verfahren und im Unterschied zu einem Emulsionsflutverfahren bedarf es deutlich weniger Tensid. Beim Mikroemulsionfluten werden üblicherweise die Tenside wahlweise zusammen mit Cosolventien und/oder basischen Salzen (optional in Ge- genwart von Chelatbildnern) injiziert. Nachfolgend wird eine Lösung aus verdickendem Polymer zur Mobilitätskontrolle injiziert. Eine weitere Variante ist die Injektion einer Mischung aus verdickendem Polymer sowie Tensiden, Cosolventien und/oder basischen Salzen (optional mit Chelatbildner) und nachfolgend eine Lösung aus verdickendem Polymer zur Mobilitätskontrolle. Diese Lösungen sollten in der Regel klar sein, um Verstopfungen des Reservoirs zu vermeiden. Consequently, Winsor Type III microemulsion flooding is an extremely efficient process and, unlike an emulsion flooding process, requires significantly less surfactant. In microemulsion flooding, the surfactants are usually optionally injected together with cosolvents and / or basic salts (optionally in the presence of chelating agents). Subsequently, a solution of thickening polymer is injected for mobility control. Another variant is the injection of a mixture of thickening polymer and surfactants, cosolvents and / or basic salts (optionally with chelating agent) and subsequently a solution of thickening polymer for mobility control. These solutions should usually be clear to avoid blockage of the reservoir.
Die Anforderungen an Tenside für die tertiäre Erdölförderung unterscheiden sich deutlich von Anforderungen an Tenside für andere Anwendungen: Geeignete Tenside für die tertiäre Ölförderung sollen die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Öl (üblicherweise ca. 20 mN/m) auf besonders niedrige Werte von weniger als 10"2 mN/m reduzieren, um eine ausreichende Mobilisierung des Erdöls zu ermöglichen. Dies muss bei den üblichen Lagerstättentemperaturen von ca. 15°C bis 130°C und in Gegenwart von stark salzhaltigem Wasser, insbesondere auch in Gegenwart von hohen Anteilen von Kalzium- und/oder Magnesiumionen erfolgen; die Tenside müssen also auch in stark salzhaltigem Lagerstättenwasser löslich sein. The requirements for surfactants for tertiary mineral oil production differ significantly from requirements for surfactants for other applications: Suitable surfactants for tertiary oil production are the interfacial tension between water and oil (usually approx. 20 mN / m) to particularly low values of less than 10 ". 2 mN / m to allow sufficient mobilization of the petroleum at the usual deposit temperatures of about 15 ° C to 130 ° C and in the presence of high salty water, especially in the presence of high levels of calcium and or magnesium ions, the surfactants must therefore also be soluble in strongly salty deposit water.
Zum Erfüllen dieser Anforderungen sind bereits häufig Mischungen von Tensiden vorgeschlagen worden, insbesondere Mischungen aus anionischen und nicht ionischen Tensiden. In order to meet these requirements, mixtures of surfactants have frequently been proposed, in particular mixtures of anionic and nonionic surfactants.
US 3,81 1 ,507 beschreibt die Kombination von linearen Alkylsulfonaten oder Alkylaryl- sulfonaten mit Alkylethersulfaten, wobei das Alkylethersulfat ein Alkylpolyethylen- oxysulfat ist. No. 3,811,1507 describes the combination of linear alkyl sulfonates or alkylaryl sulfonates with alkyl ether sulfates, where the alkyl ether sulfate is an alkyl polyethylene oxysulfate.
GB 2,168,094 beschreibt die Kombination von internen Olefinsulfonaten mit Al- kylethersulfonaten. GB 2,168,094 describes the combination of internal olefin sulfonates with alkyl ether sulfonates.
US 7,1 19,125 B1 beschreibt eine Mischung von sulfatiertem Guerbet-Alkoholalkoxylat und von niedermolekularem sulfatiertem Alkylalkoxylat in der Ölförderung. Der bimodalen Verteilung werden besonders gute Emulgiereigenschaften zugewiesen. Diese Emulgiereigenschaften spielen jedoch im Mikroemulsionsfluten nach Winsor Typ III keine große Rolle. Man würde zu viel Tensid für die Emulgierung von Öl benötigen und die benötigten Scherrkräfte liegen im Flutprozess kaum vor (abgesehen vom Bereich rund um den Injektor). No. 7,119,125 B1 describes a mixture of sulfated Guerbet alcohol alkoxylate and low molecular weight sulfated alkyl alkoxylate in oil production. The bimodal distribution is assigned particularly good emulsifying properties. These Emulsifying properties, however, do not play a major role in microemulsion flooding according to Winsor type III. One would need too much surfactant for the emulsification of oil and the required shear forces are hardly in the flood process before (apart from the area around the injector).
US-A 2009/270281 beschreibt die Verwendung einer Tensidmischung für die Erdölförderung, welche mindestens ein Tensid mit einem Alkylrest von 12 bis 30 Kohlenstoffatomen und ein verzweigtes Cotensid mit einem Alkylrest von 6 bis 1 1 Kohlenstoffatomen enthält. Der Verzweigungsgrad des Alkylrestes im Cotensid reicht von 1 bis 2.5 und kann damit Guerbetalkohole des Typus 2-Ethylhexyl beziehungsweise 2-Propyl- heptyl umfassen. Die Cotenside können Alkoholethoxylate oder anionisch-modifizierte Alkoholethoxylate (zum Beispiel Alkylethersulfat) sein. US-A 2009/270281 describes the use of a surfactant mixture for crude oil production, which contains at least one surfactant having an alkyl radical of 12 to 30 carbon atoms and a branched cosurfactant having an alkyl radical of 6 to 1 1 carbon atoms. The degree of branching of the alkyl radical in the cosurfactant ranges from 1 to 2.5 and may thus include Guerbet alcohols of the type 2-ethylhexyl or 2-propylheptyl. The cosurfactants may be alcohol ethoxylates or anionic modified alcohol ethoxylates (for example, alkyl ether sulfate).
US 201 1/247,830 A1 beschreibt Tensidmischungen enthaltend Tenside basierend auf einem verzweigten C17H35-Alkylrest. No. 201 1 / 247,830 A1 describes surfactant mixtures containing surfactants based on a branched C 17 H 35 -alkyl radical.
WO 201 1/1 10502 A1 beschreibt Tensidmischungen enthaltend Tenside basierend auf einem linearen C16H33- sowie C18H37-Alkylrest. WO 201 1/1 10503 A1 beschreibt Tensidmischungen enthaltend anionisch modifizierte Alkylalkoxylate, welche Butylenoxy-Einheiten enthalten. WO 201 1/1 10502 A1 describes surfactant mixtures containing surfactants based on a linear C16H33 and C18H37-alkyl radical. WO 201 1/1 10503 A1 describes surfactant mixtures containing anionically modified alkyl alkoxylates which contain butyleneoxy units.
Weitere Tensidmischungen sind in WO 201 1/037975 A2, WO201 1/1 10501 A1 , WO 201 1 130310, WO 201 1/131549 A1 sowie WO 201 1/131719 A1 beschrieben. Further surfactant mixtures are described in WO 201 1/037975 A2, WO 201/1 10501 A1, WO 201 1 130310, WO 201 1/131549 A1 and WO 201 1/131719 A1.
Die Einsatzparameter wie beispielsweise Art, Konzentration und das Mischungsverhältnis der eingesetzten Tenside zueinander werden vom Fachmann an die in einer gegebenen Ölformation vorherrschenden Bedingungen (beispielsweise Temperatur und Salzgehalt) angepasst. The parameters of use, such as the type, concentration and mixing ratio of the surfactants used, are adapted by the person skilled in the art to the conditions prevailing in a given oil formation (for example temperature and salinity).
Wie vorstehend beschrieben ist die Erdölproduktion proportional zur Kapillarzahl. Diese ist umso höher je niedriger die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser ist. Niedrige Grenzflächenspannungen sind umso schwieriger zu erreichen je höher die mittlere Anzahl an Kohlenstoffatomen im Rohöl ist. Für niedrige Grenzflächenspannun- gen sind Tenside geeignet, welche über einen langen Hydrophobrest verfügen. Dieser Hydrophobrest kann ein Alkylrest oder ein mit hydrophoben Alkylenoxy-Einheiten verlängerter Alkylrest sein. Je länger der Hydrophobrest ist, desto besser lassen sich die Grenzflächenspannungen reduzieren, jedoch nimmt die Löslichkeit der Verbindung meist ab. Daher wird meist ein zweites Tensid zur Verbesserung der Löslichkeit bzw. der Grenzflächenspannung benötigt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine besonders effiziente Ten- sidmischung für den Einsatz zum Tensidfluten, sowie ein verbessertes Verfahren zur tertiären Erdölförderung bereitzustellen. As described above, the oil production is proportional to the capillary number. This is the higher the lower the interfacial tension between oil and water. Low interfacial tensions are the more difficult to achieve the higher the average number of carbon atoms in the crude oil. For low interfacial tensions, surfactants are suitable which have a long hydrophobicity. This hydrophobic group may be an alkyl group or an alkyl group extended with hydrophobic alkyleneoxy units. The longer the hydrophobicity is, the better the interfacial tensions can be reduced, but the solubility of the compound usually decreases. Therefore, a second surfactant is usually needed to improve the solubility or the interfacial tension. An object of the present invention is therefore to provide a particularly efficient surfactant mixture for use in surfactant flooding, as well as an improved process for tertiary mineral oil production.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Tensidmischung, wobei die Tensidmischung mindestens ein sekundäres Alkansulfonat der allgemeinen Formel (I) The object is achieved by a surfactant mixture, wherein the surfactant mixture contains at least one secondary alkanesulfonate of the general formula (I)
R O S Mb Mb+ (I) ROS Mb Mb + (I)
FT O und mindestens ein anionisches Tensid der allgemeinen Formel (II)  FT O and at least one anionic surfactant of the general formula (II)
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enthält, wobei
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contains, where
R1 und R2 unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest stehen, wobei der Rest R1CHR2 14 bis 17 Kohlenstoffatomen aufweist; R 1 and R 2 independently represent a linear or branched, saturated aliphatic hydrocarbon radical, wherein the radical R 1 CHR 2 has 14 to 17 carbon atoms;
R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest und R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical and
R4 für H oder einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest stehen, wobei der Rest R3R4CHCH2 8 bis 44 Kohlenstoffatome aufweist; R 4 is H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical, the radical R 3 R 4 CHCH 2 having from 8 to 44 carbon atoms;
jedes A° unabhängig für Ethylen, Propylen oder Butylen; each A ° independently for ethylene, propylene or butylene;
k für eine ganze Zahl von 1 bis 99, k is an integer from 1 to 99,
X für eine verzweigte oder unverzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, die mit einer OH-Gruppe substituiert sein kann;  X is a branched or unbranched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with an OH group;
o für 0 oder 1 ; o for 0 or 1;
jedes Mb+ unabhängig für ein Kation mit der Ladung b; each M b + independently for a cation with the charge b;
Ya" für eine Sulfatgruppe, Sulfonatgruppe, Carboxylatgruppe oder eine Phosphatgruppe; Y a "represents a sulfate group, sulfonate group, carboxylate group or a phosphate group;
b für 1 , 2 oder 3 und b for 1, 2 or 3 and
a für 1 oder 2 steht. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine wässrige Tensidformulierung enthaltend eine erfindungsgemäße Tensidmischung, wobei vorzugsweise die wässrige Tensidformulierung einen Gesamt-Tensidanteil von 0,05 bis 5 Gew.-% bezüglich der Gesamtmenge der wässrigen Tensidformulierung aufweist. a stands for 1 or 2. Another aspect of the present invention relates to an aqueous surfactant formulation comprising a surfactant mixture according to the invention, wherein preferably the aqueous surfactant formulation has a total surfactant content of 0.05 to 5 wt.% Relative to the total amount of the aqueous surfactant formulation.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Tensidmischung oder einer erfindungsgemäßen wässrigen Tensidformulierung bei der Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsions-Flutens. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Verfahren zur Erdölförderung, mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens, bei dem eine erfindungsgemäße wässrige Tensidformulierung enthaltend eine Tensidmischung zwecks Erniedrigung der Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser auf < 0,1 mN/m, durch mindestens eine Injektionsbohrung in eine Erdöllagerstätte eingepresst und der Lagerstätte durch min- destens eine Produktionsbohrung Rohöl entnommen wird. A further aspect of the present invention relates to the use of a surfactant mixture according to the invention or an aqueous surfactant formulation according to the invention in the field of mineral oil production by means of Winsor Type III microemulsion flooding. Another aspect of the present invention relates to methods for oil production, by Winsor type III microemulsion flooding, wherein an aqueous surfactant formulation according to the invention containing a surfactant mixture to lower the interfacial tension between oil and water to <0.1 mN / m, by at least one injection well into a Erdöllagerstätte pressed and crude oil is removed from the deposit through at least one production well.
Dementsprechend wird eine Mischung aus mindestens einem Tensid der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem Tensid der allgemeinen Formel (II), sowie ein Verfahren zur tertiären Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens bereitge- stellt, bei dem eine wässrige Tensidformulierung umfassend mindestens ein Tensid der allgemeinen Formel (I) und mindestens ein Tensid der allgemeinen Formel (II) durch mindestens eine Injektionsbohrung in eine Erdöllagerstätte eingepresst wird, die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser auf Werte < 0,1 mN/m, bevorzugt auf Werte < 0,05 mN/m, besonders bevorzugt auf werte < 0,01 mN/m abgesenkt wird, und der Lagerstätte durch mindestens eine Produktionsbohrung Rohöl entnommen wird. Accordingly, a mixture of at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) and a process for tertiary mineral oil production by means of Winsor Type III microemulsion flooding are provided, wherein an aqueous surfactant formulation comprising at least one surfactant of general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) is injected into at least one injection well in a Erdöllagerstätte, the interfacial tension between oil and water to values <0.1 mN / m, preferably to values <0.05 mN / m, more preferably to values <0.01 mN / m is lowered, and the deposit is withdrawn through at least one production well crude oil.
In einer bevorzugten Ausführung liegt das gewichtsbezogene Verhältnis von Tensid der allgemeinen Formel (I) zu Tensid der allgemeinen Formel (II) zwischen 1 : 19 und 19 : 1 . Mehr bevorzugt ist das Verhältnis von (I) zu (II) zwischen 1 : 9 und 9 : 1 . Noch mehr bevorzugt ist das Verhältnis von (I) zu (II) zwischen 1 : 9 und 1 : 1 .01. In a preferred embodiment, the weight-based ratio of surfactant of the general formula (I) to surfactant of the general formula (II) is between 1:19 and 19: 1. More preferably, the ratio of (I) to (II) is between 1: 9 and 9: 1. Even more preferably, the ratio of (I) to (II) is between 1: 9 and 1: 1 .01.
In einer bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (I) R1 für einen linearen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest und R2 für einen linearen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest, wobei der Alkylrest R1CHR2 für einen Kohlenwas- serstoffrest mit 14 bis 17 Kohlenstoffatomen steht. Bevorzugt handelt es sich in Formel (I) bei Mb+ um Na+. In a preferred embodiment, in general formula (I), R 1 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical and R 2 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical, wherein the alkyl radical R 1 CHR 2 is a hydrocarbon radical having 14 to 17 carbon atoms. In formula (I), M b + is preferably Na + .
In einer weiter bevorzugten Ausführung liegt eine Mischung von 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl vor. In einer besonders bevorzugten Ausführung, liegt bezogen auf die zuvor erwähnte Mischung aus 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl der Anteil von Tensiden der Formel (I) -jeweils bezogen auf den Rest R1R2CH- mit 14 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 15 Kohlenstoffatomen bei 25-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 16 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-% und der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 17 Koh- lenstoffatomen bei Mol.-% 10-20%, jeweils bezogen auf sämtliche Reste R1R2CH- dieser 4 Tenside. In a further preferred embodiment, a mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms is present. In a particularly preferred embodiment, based on the aforementioned mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different carbon atom number, the proportion of surfactants of the formula (I), in each case based on the radical R 1 R 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) with 15 carbon atoms at 25-30 mol. %, the proportion of surfactants of the formula (I) with 16 carbon atoms at 20-30 mol .-% and the proportion of surfactants of the formula (I) with 17 carbon atoms at mol .-% 10-20%, in each case based on all radicals R 1 R 2 CH- of these 4 surfactants.
In einer weiter bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen und R4 für ein Wasserstoffatom. In a further preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom.
In einer ganz bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen und R4 für ein Wasserstoffatom. Weiterhin ist bevorzugt, dass der Gewichtsan- teil dieser 2 ionischen Tenside der Formel (II) bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Tensidmischung größer 50 Gew.-%, mehr bevorzugt größer 60 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 70 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 80 Gew.-%, weiter bevorzugt größer 90 Gew.-% beträgt. In einer weiter bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen und R4 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen. In a very preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom. It is further preferred that the proportion by weight of these 2 ionic surfactants of the formula (II), based on the total weight of the surfactant mixture according to the invention, is greater than 50% by weight, more preferably greater than 60% by weight, more preferably greater than 70% by weight. , more preferably greater than 80 wt .-%, more preferably greater than 90 wt .-% is. In a further preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 or 14 carbon atoms ,
In einer besonders bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigten) aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen und R4 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigten) aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen, und wobei insbesondere dadurch mindestens 3 ionische Tenside der Formel (II) mit einem Kohlenwasserstoffrest mit 24 Kohlenstoffatomen, 26 Kohlenstoffatomen und 28 Kohlenstoffatomen vorliegen. Bildet man die molare Summe aus diesen drei Tensiden, so liegt besonders bevorzugt -jeweils bezogen auf den Rest R3R4CHCH2- das C24-Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 40 Mo.-% bis 60 Mol.-%, das C26-Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 30 Mol-% bis 50 Mol.-% und das C28-Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 1 Mol.-% bis 20 Mol.-% bezogen auf die Summe der Anteile dieser Tenside vor. Weiterhin ist bevorzugt, dass der Gewichtsanteil dieser 3 ionischen Tenside bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Tensidmischung größer 50 Gew.-%, mehr bevorzugt größer 60 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 70 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 80 Gew.-%, weiter bevorzugt größer 90 Gew.-% beträgt. In einer weiter bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen und R4 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen. In a particularly preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and R 4 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical 12 or 14 carbon atoms, and in particular by at least 3 ionic surfactants of the formula (II) having a hydrocarbon radical having 24 carbon atoms, 26 carbon atoms and 28 carbon atoms. If the molar sum of these three surfactants is formed, the C 2 4 surfactant of the formula (II) is particularly preferably-in each case based on the radical R 3 R 4 CHCH 2 -in a range from 40 mol% to 60 mol .-%, the C 26 surfactant of formula (II) in a range of 30 mol% to 50 mol .-% and the C 2 8 surfactant of formula (II) in a range of 1 mol .-% to 20 mol .-% based on the sum of the proportions of these surfactants before. It is further preferred that the proportion by weight of these 3 ionic surfactants based on the total weight of the surfactant mixture according to the invention greater than 50 wt .-%, more preferably greater than 60 wt .-%, more preferably greater than 70 wt .-%, more preferably greater than 80 wt .-%, more preferably greater than 90 wt .-% is. In a further preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 or 18 carbon atoms ,
In einer besonders bevorzugten Ausführung steht in allgemeiner Formel (II) R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigten) aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen und R4 für einen linearen, gesät- tigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigten) aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen, und wobei insbesondere dadurch mindestens 3 ionische Tenside der Formel (II) mit einem Kohlenwasserstoffrest bezogen auf den Rest R3R4CHCH2 mit 32 Kohlenstoffatomen, 34 Kohlenstoffatomen und 36 Kohlenstoffatomen vorliegen. Bildet man die molare Summe aus diesen drei Tensiden, so liegt besonders bevorzugt das C32-Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 20% bis 40%, das C34-Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 41 % bis 60% und das C36- Tensid der Formel (II) in einem Bereich von 10% bis 35% bezogen auf die Summe vor. Weiterhin ist bevorzugt, dass der Gewichtsanteil dieser 3 ionischen Tenside bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Tensidmischung größer 50 Gew.-%, mehr bevorzugt größer 60 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 70 Gew.-%, weiter mehr bevorzugt größer 80 Gew.-%, weiter bevorzugt größer 90 Gew.-% beträgt. In a particularly preferred embodiment, in general formula (II) R 3 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a linear, saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radicals having 16 or 18 carbon atoms, and in particular characterized in that at least 3 ionic surfactants of the formula (II) having a hydrocarbon radical based on the radical R 3 R 4 CHCH 2 having 32 carbon atoms, 34 carbon atoms and 36 carbon atoms. If the molar sum of these three surfactants is formed, the C 32 surfactant of the formula (II) is particularly preferably in a range from 20% to 40%, and the C 3 4 surfactant of the formula (II) in a range of 41 % to 60% and the C 3 6 surfactant of formula (II) in a range of 10% to 35% based on the total. It is further preferred that the proportion by weight of these 3 ionic surfactants based on the total weight of the surfactant mixture according to the invention greater than 50 wt .-%, more preferably greater than 60 wt .-%, more preferably greater than 70 wt .-%, more preferably greater than 80 wt .-%, more preferably greater than 90 wt .-% is.
Die Alkylenoxy (AO)-gruppen OA° in allgemeiner Formel (II), welche k-fach auftreten, können gleich oder verschieden sein. Sofern diese verschieden sind, können diese statistisch verteilt, alternierend oder blockweise, d.h. in zwei, drei, vier oder mehrerer Blöcke angeordnet sein. The alkyleneoxy (AO) groups OA ° in general formula (II), which occur k-fold, may be the same or different. If these are different, they may be distributed statistically, alternately or in blocks, i. be arranged in two, three, four or more blocks.
Dementsprechend kann in allgemeiner Formel (II) (OA)k für n Butylenoxy (BuO)-, m Propylenoxy (PO)- und I Ethylenoxy (EO)-gruppen stehen, wobei n, m, I natürliche Zah- len einschließlich 0 sind und es gilt: n + m + I = k. Accordingly, in general formula (II) (OA) k can be n butyleneoxy (BuO), m propyleneoxy (PO) and I ethyleneoxy (EO) groups, where n, m, I are natural numbers including 0 and it holds: n + m + I = k.
Vorzugsweise sind die n Butylen-, m Propylen- und I Ethylenoxygruppen zumindest teilweise (vorzugsweise zahlenmäßig zu mindestens 50 Mol.-%, mehr bevorzugt zu mindestens 60%, weiter mehr bevorzugt zu mindestens 70%, mehr bevorzugt zu min- destens 80%, mehr bevorzugt zu mindestens 90%, insbesondere vollständig) blockweise angeordnet. Preferably, the n-butylene, m-propylene and ethyleneoxy groups are at least partially (preferably in numbers of at least 50 mol%, more preferably at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 80%, more preferably at least 90%, in particular completely) arranged in blocks.
Blockweise angeordnet bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass mindestens ein AO eine Nachbargruppe AO aufweist, die chemisch identisch ist, so dass diese mindestens zwei AO einen Block bilden. Vorzugsweise tritt anschließend an den Rest (R3)(R4)-CH-CH2- in Formel (II) für (OA)k ein Butylenoxyblock mit n Butylenoxygruppen, gefolgt von einem Propylenoxyblock mit m Propylenoxygruppen und abschließend ein Ethylenoxyblock mit I Ethylenoxygruppen auf. Arranged in blocks means in the context of the present invention that at least one AO has a neighboring group AO, which is chemically identical, so that these form at least two AO a block. Preferably, then following the radical (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - in formula (II) for k (OA) k a Butylenoxyblock with n Butylenoxygruppen, followed by a Propylenoxyblock with m propyleneoxy groups and finally an ethyleneoxy with I ethyleneoxy groups on.
In der oben definierten allgemeinen Formel (II) stehen k bzw. die Variablen I, m und n für natürliche Zahlen einschließlich 0, also für 0, 1 , 2 usw. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Polyalkoxylate ist jedoch klar, dass es sich bei dieser Definition um die Definition jeweils eines einzelnen Tensids handelt. Im Falle des Vorliegens von Tensidmi- schungen beziehungsweise wässrigen Tensidformulierungen, die mehrere Tenside der allgemeinen Formel (II) umfassen, handelt es sich bei den Zahlen I, m und n um Mittelwerte über alle Moleküle der Tenside, da bei der Alkoxylierung von Alkohol mit Ethy- lenoxid beziehungsweise Propylenoxid beziehungsweise Butylenoxid jeweils eine gewisse Verteilung von Kettenlängen erhalten wird. Diese Verteilung kann in prinzipiell bekannter Art und Weise durch die sogenannte Polydispersität D beschrieben werden. Bei D = Mw/Mn handelt es sich um den Quotienten aus dem Gewichtsmittel der molaren Masse und dem Zahlenmittel der molaren Masse. Die Polydispersität kann mittels der dem Fachmann bekannten Methoden ermittelt werden, beispielsweise mittels Gelper- meations-Chromatographie. In the general formula (II) defined above, k or the variables I, m and n stand for natural numbers including 0, ie for 0, 1, 2, etc. However, it is clear to one skilled in the polyalkoxylate art that they are in this definition is the definition of a single surfactant. In the case of the presence of surfactant mixtures or aqueous surfactant formulations which comprise several surfactants of the general formula (II), the numbers I, m and n are average values over all molecules of the surfactants, since in the alkoxylation of alcohol with ethylene - Lenoxid or propylene oxide or butylene oxide in each case a certain distribution of chain lengths is obtained. This distribution can be described in a manner known in principle by the so-called polydispersity D. D = M w / M n is the quotient of the weight average molecular weight and the number average molar mass. The polydispersity can be determined by means of the methods known to the person skilled in the art, for example by means of gel permeation chromatography.
Vorzugsweise ist in allgemeiner Formel (II) k eine ganze Zahl im Bereich von 4 bis 50 besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 39. Preferably, in general formula (II), k is an integer in the range of 4 to 50, more preferably in the range of 8 to 39.
Die Variable I steht für eine Zahl von 0 bis 99, bevorzugt für 1 bis 40, besonders bevor- zugt für 1 bis 20; m steht für eine Zahl von 0 bis 99, bevorzugt für 1 bis 20, besonders bevorzugt für 4 bis 15; n steht für eine Zahl von 0 bis 99, bevorzugt für 0 bis 20, besonders bevorzugt für 1 bis 15, wobei weiterhin die Summe der Variablen I, m, n eine Zahl von (jeweils einschließlich) 1 bis 99 ergibt. Gemäß der Erfindung ist die Summe I + m + n (= k) eine Zahl, die im Bereich von 1 bis 99, bevorzugt im Bereich von 4 bis 50, besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 39, liegt. The variable I represents a number from 0 to 99, preferably from 1 to 40, more preferably from 1 to 20; m is a number from 0 to 99, preferably from 1 to 20, particularly preferably from 4 to 15; n stands for a number from 0 to 99, preferably for 0 to 20, particularly prefers for 1 to 15, whereby furthermore the sum of the variables I, m, n gives a number from (in each case inclusive) 1 to 99. According to the invention, the sum I + m + n (= k) is a number which is in the range from 1 to 99, preferably in the range from 4 to 50, particularly preferably in the range from 8 to 39.
Bevorzugt steht m für eine ganze Zahl von 4 bis 15 (mehr bevorzugt 5 bis 9) und/oder I für eine ganze Zahl von 0 bis 25 (mehr bevorzugt 4 bis 15) und/oder n für 0. Preferably m is an integer from 4 to 15 (more preferably 5 to 9) and / or I is an integer from 0 to 25 (more preferably 4 to 15) and / or n is 0.
Weiter bevorzugt steht m für eine ganze Zahl von 4 bis 15 (mehr bevorzugt 5 bis 9) und/oder I für eine ganze Zahl von 0 bis 25 (mehr bevorzugt 4 bis 15) und/oder n für eine ganze Zahl von 1 bis 15 (mehr bevorzugt 5 bis 9). In allgemeiner Formel (II) steht X für eine verzweigte oder unverzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 10, bevorzugt 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, die mit einer OH-Gruppe substituiert sein kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Alkylengruppe um eine Methylen-, Ethyl- en- oder Propylengruppe. Insbesondere ist für X bevorzugt CH2CH2, CH2CH(OH)CH2, (CH2)3, CH2 oder CH2CH(R'), wobei R' Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (beispielsweise Methyl) ist. X kann vorhanden sein (o = 1 ) oder fehlen (o = 0). More preferably, m is an integer of 4 to 15 (more preferably 5 to 9) and / or I is an integer of 0 to 25 (more preferably 4 to 15) and / or n is an integer of 1 to 15 (more preferably 5 to 9). In general formula (II), X represents a branched or unbranched alkylene group having 1 to 10, preferably 2 to 4, carbon atoms which may be substituted with an OH group. The alkylene group is preferably a methylene, ethylene or propylene group. In particular, X is preferably CH 2 CH 2 , CH 2 CH (OH) CH 2 , (CH 2 ) 3 , CH 2 or CH 2 CH (R '), where R' is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms (for example methyl ). X can be present (o = 1) or missing (o = 0).
In den obigen allgemeinen Formeln (I) und (II) steht M+ unabhängig voneinander für jeweils ein Kation, bevorzugt ist das Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Na+; K+, Li+, NH4 +, H+, Mg2+ und Ca2+ (bevorzugt Na+, K+ oder NH4 +). Insgesamt kann b für die Werte 1 , 2 oder 3 stehen. Bevorzugt ist b 1 oder 2, insbesondere 1 . Jedes M+ kann für Formel (I) gleich oder verschieden sein; bevorzugt jedoch gleich. Jedes M+ kann für Formel (II) gleich oder verschieden sein; bevorzugt jedoch gleich. Die Katio- nen M+ können im Vergleich zu Formel (I) und Formel (II) gleich oder verschieden sein; bevorzugt jedoch gleich. In the above general formulas (I) and (II), M + is independently a cation, preferably the cation is selected from the group consisting of Na + ; K + , Li + , NH 4 + , H + , Mg 2+ and Ca 2+ (preferably Na + , K + or NH 4 + ). Altogether b can stand for the values 1, 2 or 3. B is preferably 1 or 2, in particular 1. Each M + may be the same or different for formula (I); but prefers the same. Each M + may be the same or different for formula (II); but prefers the same. The cations M + may be the same or different in comparison with formula (I) and formula (II); but prefers the same.
In obiger allgemeiner Formel (II) steht Ya" für eine Sulfonat-, Sulfat-, Carboxylat- oder Phosphatgruppe (bevorzugt Sulfonat-, Sulfat- oder Carboxylatgruppe, insbesondere bevorzugt Sulfat- oder Carboxylat). Somit kann a für die Werte 1 oder 2 stehen. In the general formula (II) above, Y a "represents a sulfonate, sulfate, carboxylate or phosphate group (preferably sulfonate, sulfate or carboxylate group, particularly preferably sulfate or carboxylate) Thus, a can be 1 or 2 stand.
Vorzugsweise steht in allgemeiner Formel (II) der Rest (OX)0Ya" für OS(0)20", OCH2CH2S(0)20", OCH2CH(OH)CH2S(0)20", 0(CH2)3S(0)20", 0(CH2)4S(0)20", S(0)20", CH2C(0)0" oder für CH2CH(R')C(0)0", wobei R' Wasserstoff oder ein Alkyl- rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (beispielsweise Methyl) ist. Preferably, in general formula (II), the radical (OX) 0 Y a "is OS (0) 2 0 " , OCH 2 CH 2 S (O) 2 O " , OCH 2 CH (OH) CH 2 S (0) 2 0 " , 0 (CH 2 ) 3 S (0) 2 0 " , 0 (CH 2 ) 4 S (0) 2 0 " , S (0) 2 0 " , CH 2 C (0) 0 " or CH 2 CH (R ') C (O) O " , where R' is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms (for example methyl).
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Mischung aus mindestens einem Tensid der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem Ten- sid der allgemeinen Formel (II) sowie deren Verwendung bei der Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens, wobei I für eine ganze Zahl von 0 bis 99, m für eine Zahl von 4 bis 15 und n für eine Zahl von 0 bis 15 steht, und Ya" ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sulfatgruppe, Sulfonatgruppe und Carboxylatgruppe, wobei die Gruppen BuO, PO und EO zu mehr als 80% in Blockform in der Reihenfolge BuO, PO, EO beginnend von (R3)(R4)-CH-CH2 vorliegen und die Summe I + m + n im Bereich von 5 bis 49 liegt. According to a further preferred embodiment, the invention relates to a mixture of at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II) and their use in oil production by means of Winsor type III microemulsion flooding, where I is an integer from 0 to 99, m is a number from 4 to 15 and n is a number from 0 to 15, and Y a "is selected from the group consisting of sulfate group, sulfonate group and carboxylate group, the groups BuO, PO and EO to more than 80% are in block form in the order BuO, PO, EO starting from (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 and the sum I + m + n is in the range from 5 to 49.
Eine besonders bevorzugte Ausführung ist dabei, wenn I für eine ganze Zahl von 0 bis 99, m für eine Zahl von 5 bis 9 und n für eine Zahl von 1 bis 15 steht, und Ya" ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sulfatgruppe, Sulfonatgruppe und Car- boxylatgruppe, wobei die Gruppen BuO, PO und EO zu mehr als 80% in Blockform in der Reihenfolge BuO, PO und EO beginnend von (R3)(R4)-CH-CH2 vorliegen, die Summe I + m + n im Bereich von 4 bis 50 liegt und der Block BuO zu mehr als 80% aus 1 ,2-Butylenoxid besteht. A particularly preferred embodiment is when I is an integer from 0 to 99, m is a number from 5 to 9 and n is a number from 1 to 15, and Y a "is selected from the group consisting of sulfate group, Sulfonate group and carboxylate group, wherein the groups BuO, PO and EO are more than 80% in block form in the order BuO, PO and EO starting from (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 , the Sum I + m + n is in the range of 4 to 50 and the block BuO consists of more than 80% of 1, 2-butylene oxide.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Tensidmischung enthält neben mindestens einem Tensid der allgemeinen Formel (I) und mindestens einem Tensid der allgemeinen Formel (II) weiterhin mindestens ein Tensid der allgemeinen Formel (III) A preferred surfactant mixture according to the invention additionally contains, in addition to at least one surfactant of the general formula (I) and at least one surfactant of the general formula (II), at least one surfactant of the general formula (III)
Figure imgf000014_0001
und mindestens ein Tensid der allgemeinen Formel (IV)
Figure imgf000014_0002
wobei R3, R4, A°, X, Ya", Mb+, k, o, a und b die für die allgemeine Formel (II) angegebe- ne Bedeutung und bevorzugten Bedeutungen besitzen.
Figure imgf000014_0001
and at least one surfactant of the general formula (IV)
Figure imgf000014_0002
wherein R 3 , R 4 , A °, X, Y a " , M b + , k, o, a and b have the meaning given for the general formula (II) and preferred meanings.
Vorzugsweise liegt der Anteil an Tensiden der allgemeinen Formel (II) in Bezug auf die Summe der Mengen an Tensiden der Formeln (I), (II), (III) und (IV) im Bereich von 80 Gew.-% bis 99 Gew.-%. Preferably, the proportion of surfactants of the general formula (II) in relation to the sum of the amounts of surfactants of the formulas (I), (II), (III) and (IV) in the range of 80 wt .-% to 99 wt. -%.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bedeutet in der allgemeinen Formel (III) R3 einen linearen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen und in der allgemeinen Formel (IV) R4 einen linearen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 12 oder 14 Kohlenstoff- atomen. According to a further preferred embodiment of the invention in the general formula (III) R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms and in the general formula (IV) R 4 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 or 14 carbon - atoms.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bedeutet in der allgemeinen Formel (III) R3 einen linearen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen und in der allgemeinen Formel (IV) R4 einen linearen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen. According to a further preferred embodiment of the invention in the general formula (III) R 3 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and in the general formula (IV) R 4 is a linear, saturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 or 18 carbon atoms ,
Es können herstellungsbedingt auch mehr als ein Tensid der allgemeinen Formel (II) in der Tensidmischung vorhanden sein. Die bezüglich des Kohlenwasserstoffteils (R3)(R4)-CH-CH2- verschiedenen Tenside lassen sich unter der allgemeinen Formel (II) subsumieren. Der Unterschied kann sich durch die Zahl der Kohlenstoffatome, der Zahl der ungesättigten Bindungen, der Verzweigungshäufigkeit und/oder des Verzweigungsgrades ergeben. Insbesondere unterscheiden sich die Tenside in der Kettenlänge, welche für R3 und R4 gegeben ist. Der Alkylrest R3R4CHCH2 steht für einen Kohlenwasserstoff rest mit 8 bis 44 Kohlenstoffatomen. Dabei kann es sich um lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffreste des Typus R3R4CHCH2 handeln. R4 kann optional auch ein Wasserstoffatom sein. Im Fall von verzweigten Kohlenwasserstoff resten des Typus R3R4CHCH2 sind Verzweigungsgrade von 0.1 bis 5 bevorzugt. Mehr bevorzugt sind Verzweigungsgrade von 0.1 bis 3.5 (noch mehr bevorzugt 0.1 bis 2.5). As a result of the preparation, more than one surfactant of the general formula (II) may also be present in the surfactant mixture. The relative to the hydrocarbon moiety (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - different surfactants can be subsumed under the general formula (II). The difference may be due to the number of carbon atoms, the number the unsaturated bonds, the branching frequency and / or the degree of branching. In particular, the surfactants differ in chain length given for R 3 and R 4 . The alkyl radical R 3 R 4 CHCH 2 is a hydrocarbon radical having 8 to 44 carbon atoms. These may be linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radicals of the type R 3 R 4 CHCH 2 . Optionally, R 4 can also be a hydrogen atom. In the case of branched hydrocarbon radicals of the type R 3 R 4 CHCH 2 , branching degrees of 0.1 to 5 are preferred. More preferred are degrees of branching from 0.1 to 3.5 (more preferably 0.1 to 2.5).
Der Begriff „Verzweigungsgrad" wird hierbei in prinzipiell bekannter Art und Weise als die Zahl der Methylgruppen in einem Molekül des Alkohols abzüglich 1 definiert. Der mittlere Verzweigungsgrad ist der statistische Mittelwert der Verzweigungsgrade aller Moleküle in einer Probe. The term "degree of branching" is hereby defined in a manner known in principle as the number of methyl groups in a molecule of the alcohol minus 1. The mean degree of branching is the statistical average of the degrees of branching of all molecules in a sample.
In beispielhaft durch Hydrierung von Fettsäuremethylestern zugänglichen Verbindun- gen steht in einer bevorzugten Ausführungsform R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen und R4 für ein Wasserstoffatom. In einer ganz bevorzugten Ausführungsform steht R3 für einen linearen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen und R4 für ein Wasserstoffatom. In compounds which are obtainable by hydrogenation of fatty acid methyl esters by way of example, in a preferred embodiment R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom. In a very preferred embodiment, R 3 is a linear saturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms and R 4 is a hydrogen atom.
Beispielhaft durch Dimerisierung von Alkoholen zugängliche Verbindungen führen zu R3/R4 Kohlenwasserstoff ketten mit 10/12, 10/13, 10/14, 1 1/12, 1 1/13, 1 1/14, 12/12, 12/13, 12/14, bevorzugt 10/12, 10/14, 12/12, 12/14-Kohlenstoffatomen. Es können in der Tensidmischung - herstellungsbedingt - auch mehr als drei verschiedene Tenside der allgemeinen Formel (II) vorhanden sein. Vorzugsweise bilden die drei Tenside mit bezüglich des Kohlenwasserstoffteils (R3)(R4)-CH-CH2- 24, 26 und 28 Kohlenstoffatomen die Hauptkomponenten der erfindungsgemäßen Tensidmischung. Ihr Anteil liegt dabei vorzugsweise bei mindestens 25 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tensidmischung, mehr bevorzugt bei mindestens 30 Gew.-%, mehr bevorzugt bei min- destens 40 Gew.-%, mehr bevorzugt bei mindestens 50 Gew.-%. Bei dem Rest R3 handelt es sich um einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 10 bis 12 Kohlenstoffatomen. Bei dem Rest R4 handelt es sich um einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen. R3 ist entweder identisch mit R4 oder weist vorzugsweise maximal zwei C-Atome (mehr bevorzugt genau zwei C-Atome) weniger als R4 auf. Im Falle von verzweigten Resten R3 bezie- hungsweise R4 liegt der Verzweigungsgrad bei R3 beziehungsweise R4 vorzugsweise im Bereich von 0,1 - 5 (bevorzugt von 0,1 - 1 ,5). Für den verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest (R3)(R4)-CHCH2 ergibt sich dadurch ein Verzweigungsgrad von 1 ,2 bis 1 1 (bevorzugt 1 ,2 bis 4). Eine weiter bevorzugte Ausführung ist jedoch die Ver- wendung von linearen gesättigten oder ungesättigten Resten R3 mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen beziehungsweise R4 mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von linearen gesättigten Resten R3 beziehungsweise R4. Dadurch ergibt sich für den aliphatischen Kohlenwasserstoffrest (R3)(R4)-CHCH2 ein Verzweigungsgrad von 1 . Exemplary accessible by dimerization of alcohols compounds lead to R 3 / R 4 hydrocarbon chains with 10/12, 10/13, 10/14, 1 1/12, 1 1/13, 1 1/14, 12/12, 12 / 13, 12/14, preferably 10/12, 10/14, 12/12, 12/14 carbon atoms. There may also be more than three different surfactants of the general formula (II) in the surfactant mixture, as a result of the preparation. Preferably, the three surfactants with respect to the hydrocarbon moiety (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - 24, 26 and 28 carbon atoms, the main components of the surfactant mixture according to the invention. Their proportion is preferably at least 25 wt .-% based on the total weight of the surfactant mixture, more preferably at least 30 wt .-%, more preferably at least 40 wt .-%, more preferably at least 50 wt .-% , The radical R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 to 12 carbon atoms. The radical R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 to 14 carbon atoms. R 3 is either identical to R 4 or preferably has at most two C atoms (more preferably exactly two C atoms) less than R 4 . In the case of branched radicals R 3, R 4 , the degree of branching in R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1 to 5 (preferably from 0.1 to 1.5). For the branched aliphatic hydrocarbon radical (R 3 ) (R 4 ) -CHCH 2, this results in a degree of branching of 1.2 to 11 (preferably 1.2 to 4). However, a further preferred embodiment is the use of linear saturated or unsaturated radicals R 3 having 10 or 12 carbon atoms or R 4 having 12 or 14 carbon atoms. Particularly preferred is the use of linear saturated radicals R 3 and R 4 . This results in a degree of branching of 1 for the aliphatic hydrocarbon radical (R 3 ) (R 4 ) -CHCH 2 .
Beispielhaft durch Dimerisierung von Alkoholen zugängliche Verbindungen führen zu R3/R4 Alkylketten mit 14/16, 14/17, 14/18, 15/16, 15/17, 15/18, 16/16, 16/17, 16/18 - insbesondere 14/16, 14/18, 16/16, 16/18-Kohlenstoffatomen. Es können in der Ten- sidmischung - herstellungsbedingt - auch mehr als drei verschiedene Tenside der all- gemeinen Formel (II) vorhanden sein. Vorzugsweise bilden die drei Tenside die Hauptkomponenten der Tensidmischung. Ihr Anteil liegt dabei vorzugsweise bei mindestens 25 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tensidmischung, mehr bevorzugt bei mindestens 30 Gew.-%, mehr bevorzugt bei mindestens 40 Gew.-%, mehr bevorzugt bei mindestens 50 Gew.-%. Bei dem Rest R3 handelt es sich um einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen. Bei dem Rest R4 handelt es sich um einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen. R3 ist entweder identisch mit R4 oder weist maximal zwei C- Atome (mehr bevorzugt genau zwei C-Atome) weniger als R4 auf. Im Falle von ver- zweigten Resten R3 beziehungsweise R4 liegt der Verzweigungsgrad bei R3 beziehungsweise R4 vorzugsweise im Bereich von 0,1 - 5 (bevorzugt von 0,1 - 1 ,5). Für den verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoff rest (R3)(R4)-CHCH2 ergibt sich dadurch ein Verzweigungsgrad von 1 ,2 bis 1 1 (bevorzugt 1 ,2 bis 4). Eine weiter bevorzugte Ausführung ist jedoch die Verwendung von linearen gesättigten oder ungesättigten Resten R3 mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen beziehungsweise R4 mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von linearen gesättigten Resten R3 beziehungsweise R4. Dadurch ergibt sich für den aliphatischen Kohlenwasserstoffrest (R3)(R4)-CHCH2 ein Verzweigungsgrad von 1 . Die Alkohole (R3)(R4)-CH-CH2-OH, die als Ausgangsverbindung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tenside dienen können, sind beispielsweise durch Hydrierung von Fettsäuremethylestern (R4 ist ein Wasserstoffatom), Oxoalkoholsynthese oder Dimerisierung von Alkoholen des Typus R3CH2CH2OH und R4OH (R4 ist nicht ein Wasserstoffatom) unter Abspaltung von Wasser zugänglich. Demgemäß ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Tensidmischung enthaltend die Schritte: Exemplary compounds obtainable by dimerization of alcohols lead to R 3 / R 4 alkyl chains having 14/16, 14/17, 14/18, 15/16, 15/17, 15/18, 16/16, 16/17, 16 / 18 - especially 14/16, 14/18, 16/16, 16/18 carbon atoms. Depending on the preparation, more than three different surfactants of the general formula (II) may also be present in the surfactant mixture. Preferably, the three surfactants form the major components of the surfactant mixture. Their proportion is preferably at least 25 wt .-% based on the total weight of the surfactant mixture, more preferably at least 30 wt .-%, more preferably at least 40 wt .-%, more preferably at least 50 wt .-%. The radical R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms. The radical R 4 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 to 18 carbon atoms. R 3 is either identical to R 4 or has at most two C atoms (more preferably exactly two C atoms) less than R 4 . In the case of branched radicals R 3 or R 4 , the degree of branching at R 3 or R 4 is preferably in the range from 0.1-5 (preferably from 0.1-1.5). For the branched aliphatic hydrocarbon radical (R 3 ) (R 4 ) -CHCH 2, this results in a degree of branching of 1, 2 to 1 1 (preferably 1, 2 to 4). However, a further preferred embodiment is the use of linear saturated or unsaturated radicals R 3 having 14 or 16 carbon atoms or R 4 having 14 or 16 carbon atoms. Particularly preferred is the use of linear saturated radicals R 3 and R 4 . This results in a degree of branching of 1 for the aliphatic hydrocarbon radical (R 3 ) (R 4 ) -CHCH 2 . The alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH, which can serve as starting compound for the preparation of the surfactants of the invention are, for example, by hydrogenation of fatty acid methyl esters (R 4 is a hydrogen atom), Oxoalkoholsynthese or dimerization of alcohols of the type R 3 CH 2 CH 2 OH and R 4 OH (R 4 is not a hydrogen atom) accessible with elimination of water. Accordingly, a further aspect of the present invention is a process for preparing a surfactant mixture according to the invention comprising the steps:
Für Tenside der allgemeinen Formel (I) For surfactants of the general formula (I)
(a) Herstellung eines sekundären Alkansulfonates der allgemeinen Formel (I), wobei R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung aufweisen, durch Sulfoxidation eines Alkangemisches und anschließende Umsetzung mit Lauge. Alternativ kann eine Sulfochlorierung von Alkanen mit anschließender Umsetzung mit lauge vorge- nommen werden. (a) Preparation of a secondary alkanesulfonate of the general formula (I) wherein R 1 and R 2 have the abovementioned meaning, by sulfoxidation of an alkane mixture and subsequent reaction with alkali. Alternatively, a sulfochlorination of alkanes with subsequent reaction with caustic can be carried out.
Die Herstellung des Tensides der allgemeinen Formel (I) in Verfahrensschritt (a) ist dem Fachmann bekannt. Beim üblicherweise bevorzugten Verfahren der Sulfoxidation wird ein Alkangemisch mit Wasser versetzt und bei 20-40°C mit UV-Licht (z.B. 10 - 40 kW Quecksilberdampflampen) bestrahlt, wobei ein Gemisch aus Schwefeldioxid und Sauerstoff (Molverhältnis bevorzugt 2 : 1 ) durchgeleitet wird. Um die Bildung von mehrfach sulfonierten Verdingungen zu vermeiden, wird der Umsatz vorzugsweise auf <5% (bevorzugt <1 %) beschränkt und die Zielverbindungen ausgeschleust. Nicht umgesetztes Alkan wird in den Prozeß zurückgeführt. Der Prozeß läuft bevorzugt kontinuierlich. Die Abtrennung der erhaltenen Alkansulfonsäuren vom Restalkan erfolgt per Phasentrennung. Nach Entfernung von Gasen (S02, S03) wird die Alkansulfonsäure mit Lauge - vorzugsweise Natronlauge - zum Tensid umgesetzt. The preparation of the surfactant of the general formula (I) in process step (a) is known to the person skilled in the art. In the usually preferred process of sulfoxidation, an alkane mixture is mixed with water and irradiated at 20-40 ° C with UV light (eg 10 - 40 kW mercury vapor lamps), wherein a mixture of sulfur dioxide and oxygen (molar ratio preferably 2: 1) is passed. In order to avoid the formation of multiple sulfonated compounds, the conversion is preferably limited to <5% (preferably <1%) and the target compounds are discharged. Unreacted alkane is returned to the process. The process is preferably continuous. The separation of the alkanesulfonic acids obtained from the residual alkane is carried out by phase separation. After removal of gases (S0 2 , S0 3 ), the alkanesulfonic acid is reacted with lye - preferably sodium hydroxide solution - to the surfactant.
Für Tenside der allgemeinen Formel (II) For surfactants of the general formula (II)
(a') Herstellung eines Fettalkohols der allgemeinen Formel (R3)(R4)-CH-CH2OH (V), wobei R3 und R4 die oben angegebene Bedeutung - mit der Einschränkung, dass R3 ein linearer gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoff rest und R4 ein Wasserstoffatom ist - aufweisen, durch Hydrolyse eines natürlichen Fettes (Triglycerid) mit Hilfe von Methanol und anschließende Hydrierung des Methylesters zum Fettalkohol. Alternativ kann eine Hydrolyse des Triglycerides zur Fettsäure und anschließende Hydrierung zum Fettalkohol erfolgen. Eine weitere Alternative ist die Herstellung der Alkohole nach dem Zieglerverfahren durch Oligomerisierung von Ethylen an einem Aluminiumkatalysator und anschließen- de Hydrolyse mit Wasser. (a ') Preparation of a fatty alcohol of the general formula (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH (V), wherein R 3 and R 4 have the abovementioned meaning - with the proviso that R 3 is a linear saturated or unsaturated hydrocarbon radical and R 4 is a hydrogen atom - have, by hydrolysis of a natural fat (triglyceride) using methanol and subsequent hydrogenation of the methyl ester to fatty alcohol. Alternatively, hydrolysis of the triglyceride to the fatty acid and subsequent hydrogenation to the fatty alcohol can take place. Another alternative is the preparation of the alcohols by the Ziegler method by oligomerization of ethylene on an aluminum catalyst and subsequent hydrolysis with water.
(b') Alkoxylierung der in Verfahrensschritt (a') erhaltenen Alkohole,  (b ') alkoxylation of the alcohols obtained in process step (a'),
(c') Umsetzung der in Schritt (b') erhaltenen Alkoholalkoxylate mit einer Gruppe Ya", gegebenenfalls unter Ausbildung einer Spacergruppe OX. Die Herstellung des Fettalkohols der allgemeinen Formel (V) (R3)(R4)-CH-CH2OH in Verfahrensschritt (a') ist dem Fachmann bekannt. Dies kann u.a. ein C16C18-Fettalkoholgemisch (linear, gesättigt), ein C16C18- Fettalkoholgemisch (linear und teilweise ungesättigt) oder ein C16C18-Gemisch aus Ziegleralkoholen mit 16 beziehungsweise 18 Kohlenstoffatomen sein. Für Tenside der allgemeinen Formel (II) (c ') Reaction of the alcohol alkoxylates obtained in step (b') with a group Y a " , if appropriate forming a spacer group OX The preparation of the fatty alcohol of the general formula (V) (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH in process step (a ') is known to the person skilled in the art. This may include a C16C18 fatty alcohol mixture (linear, saturated), a C16C18 fatty alcohol mixture (linear and partially unsaturated) or a C16C18 mixture of Ziegler alcohols having 16 or 18 carbon atoms. For surfactants of the general formula (II)
(a") Herstellung eines Oxoalkohols der allgemeinen Formel (R3)(R4)-CH-CH2OH (V), wobei R3 und R4 die oben angegebene Bedeutung aufweisen, durch Umsetzung eines Olefins mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff. (a ") Preparation of an oxoalcohol of the general formula (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH (V), where R 3 and R 4 have the abovementioned meaning, by reacting an olefin with carbon monoxide and hydrogen.
(b") Alkoxylierung der in Verfahrensschritt (a") erhaltenen Alkohole, (b ") alkoxylation of the alcohols obtained in process step (a"),
(c") Umsetzung der in Schritt (b") erhaltenen Alkoholalkoxylate mit einer Gruppe Ya", gegebenenfalls unter Ausbildung einer Spacergruppe OX. (c ") Reaction of the alcohol alkoxylates obtained in step (b") with a group Y a " , if appropriate with formation of a spacer group OX.
Die Herstellung des Oxoalkohols der allgemeinen Formel (V) (R3)(R4)-CH-CH2OH in Verfahrensschritt (a") ist dem Fachmann bekannt. The preparation of the oxoalcohol of the general formula (V) (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH in process step (a ") is known to the person skilled in the art.
Für Tenside der allgemeinen Formel (II) For surfactants of the general formula (II)
(a'") Herstellung von Guerbetalkoholen der allgemeinen Formel (V) (R3)(R4)-CH- CH2OH (V), wobei R3 und R4 die oben angegebene Bedeutung - mit der Einschränkung, dass R4 nicht ein Wasserstoffatom ist und R3CH2CH2OH und R4OH die gleiche Anzahl von Kohlenstoffatomen aufweisen bzw. sich maximal um 2 Kohlenstoffatome unterscheiden - aufweisen, durch Kondensation einer Mischung mindestens zweier primärer Alkohole der Formel R-CH2-CH2-OH, (b'") Alkoxylierung der in Verfahrensschritt (a'") erhaltenen Alkohole, (a '") Preparation of Guerbet alcohols of the general formula (V) (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH (V), where R 3 and R 4 have the abovementioned meaning - with the proviso that R 4 is not a hydrogen atom and R 3 CH 2 CH 2 OH and R 4 OH have the same number of carbon atoms or differ in maximum by 2 carbon atoms - have, by condensation of a mixture of at least two primary alcohols of the formula R-CH 2 -CH 2 -OH, (b "') alkoxylation of the alcohols obtained in process step (a'"),
(c'") Umsetzung der in Schritt (b'") erhaltenen Alkoholalkoxylate mit einer Gruppe Ya", gegebenenfalls unter Ausbildung einer Spacergruppe OX. (c '") Reaction of the obtained in step (b'") alcohol alkoxylates with a group Y a " , optionally to form a spacer group OX.
Die Herstellung des Guerbetalkohols der allgemeinen Formel (V) (R3)(R4)-CH-CH2OH in Verfahrensschritt (a'") ist dem Fachmann bekannt. The preparation of Guerbetalkohols the general formula (V) (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 OH in process step (a '") is known in the art.
Im Zuge der Guerbetreaktion werden letztlich primäre Alkohole in Gegenwart geeigneter Katalysatoren zu ß-verzweigten primären Alkoholen dimerisiert. Dabei bilden sich primär aus dem Alkohol Aldehyde, welche anschließend durch Aldolkondensation unter Eliminierung von Wasser und nachfolgender Hydrierung zu gesättigten Alkoholen di- merisieren. Neben dem Hauptprodukt, dem Guerbetalkohol, können auch verschiedene Nebenprodukte entstehen, beispielsweise ungesättigte ß-verzweigte primäre Alkohole falls die Hydrierung der Doppelbindung nicht vollständig erfolgt, gesättigte a- verzweigte Aldehyde, falls die Hydrierung zum Guerbet-Alkohol nicht vollständig war, oder insbesondere ß-verzweigte primäre Alkohole, welche zusätzliche Verzweigungen in der Seitenkette oder Hauptkette aufweisen. Bei der Dimerisierung der Alkohole gemäß der Formel R-CH2CH2-OH, kann es sich um eine Mischung von Alkoholen handeln. Dies kann u.a. ein C12C14-Fettalkoholgemisch (linear, gesättigt), ein C12C14-Gemisch aus Ziegleralkoholen mit 12 beziehungsweise 14 Kohlenstoffatomen, ein C12C14-Fettalkoholgemisch (linear und teilweise ungesättigt) oder ein Gemisch aus C12C14-Oxoalkohol sein. In the course of the Guerbet reaction, primary alcohols are ultimately dimerized in the presence of suitable catalysts to form β-branched primary alcohols. Aldehydes are formed primarily from the alcohol, which then undergo aldol condensation, with the elimination of water and subsequent hydrogenation to give saturated alcohols. In addition to the main product, the Guerbet alcohol, various by-products can also be formed, for example unsaturated β-branched primary alcohols if the hydrogenation of the double bond is not complete, saturated a-branched aldehydes, if the hydrogenation to Guerbet alcohol was not complete, or in particular β- branched primary alcohols having additional branching in the side chain or main chain. In the dimerization of the alcohols according to the formula R-CH 2 CH 2 -OH, it may be a mixture of alcohols. This may include a C12C14 fatty alcohol mixture (linear, saturated), a C12C14 mixture of Ziegler alcohols having 12 or 14 carbon atoms, a C12C14 fatty alcohol mixture (linear and partially unsaturated) or a mixture of C12C14-oxoalcohol.
Die Dimerisierung der Alkohole gemäß der Formel R-CH2CH2-OH, wobei R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasser- Stoffrest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen steht, liefert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Guerbetalkohole mit 24, 26 und 28 Kohlenstoffatomen. Dimerization of the alcohols according to the formula R-CH 2 CH 2 -OH, wherein R is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms, provides Guerbet alcohols having 24, 26 and 28 carbon atoms according to a preferred embodiment of the invention ,
In einer besonders bevorzugten Ausführung handelt es sich bei R um einen linearen gesättigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigt) aliphatischen Kohlenwasserstoff- rest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen. In a particularly preferred embodiment, R is a linear saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms.
Zur Herstellung der Guerbetalkohole in Verfahrensschritt (a'") werden Mischungen der Alkohole der Formel R-CH2CH2-OH kondensiert. Bevorzugt liegt der Anteil an Alkohole mit R = 10 Kohlenstoffatomen zwischen 60 - 80 mol%, der Anteil an Alkohole mit R = 12 Kohlenstoffatomen zwischen 20 - 40 mol%. Dabei werden besonders bevorzugt etwa 70 mol% Alkohole mit R = 10 Kohlenstoffatomen und 30 mol% Alkohole mit R = 12 Kohlenstoffatomen umgesetzt. To produce the Guerbet alcohols in process step (a '"), mixtures of the alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH are condensed, The proportion of alcohols having R = 10 carbon atoms is preferably between 60-80 mol%, and the proportion of alcohols R = 12 carbon atoms between 20-40 mol%, more preferably about 70 mol% of alcohols having R = 10 carbon atoms and 30 mol% of alcohols having R = 12 carbon atoms are reacted.
Es kann u.a. auch ein C16C18-Fettalkoholgemisch (linear, gesättigt), ein C16C18- Gemisch aus Ziegleralkoholen mit 16 beziehungsweise 18 Kohlenstoffatomen, ein C16C18-Fettalkoholgemisch (linear und teilweise ungesättigt) oder ein Gemisch aus C16C18-Oxoalkohol sein.  It can u.a. also a C16C18 fatty alcohol mixture (linear, saturated), a C16C18 mixture of Ziegler alcohols having 16 or 18 carbon atoms, a C16C18 fatty alcohol mixture (linear and partially unsaturated) or a mixture of C16C18 oxo alcohol.
Die Dimerisierung der Alkohole gemäß der Formel R-CH2CH2-OH, wobei R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasser- Stoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen steht, liefert gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Guerbetalkohole mit 32, 34 und 36 Kohlenstoffatomen. Dimerization of the alcohols according to the formula R-CH 2 CH 2 -OH, wherein R is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms, provides Guerbet alcohols with 32, 34 according to a preferred embodiment of the invention and 36 carbon atoms.
In einer besonders bevorzugten Ausführung handelt es sich bei R um einen linearen gesättigten oder ungesättigten (bevorzugt gesättigt) aliphatischen Kohlenwasserstoff- rest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen. In a particularly preferred embodiment, R is a linear saturated or unsaturated (preferably saturated) aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms.
Zur Herstellung der Guerbetalkohole in Verfahrensschritt (a'") werden Mischungen der Alkohole der Formel R-CH2CH2-OH kondensiert. Bevorzugt liegt der Anteil an Alkohole mit R = 14 Kohlenstoffatomen zwischen 25 bis 50 mol%, der Anteil an Alkohole mit R = 16 Kohlenstoffatomen zwischen 50 bis 75 mol%. Dabei werden besonders bevorzugt etwa 30 mol% Alkohole mit R = 14 Kohlenstoffatomen und 70 mol% Alkohole mit R = 16 Kohlenstoffatomen umgesetzt. To produce the Guerbet alcohols in process step (a '"), mixtures of the alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH are condensed, The proportion of alcohols having R = 14 carbon atoms is preferably from 25 to 50 mol%, and the proportion of alcohols R = 16 carbon atoms between 50 to 75 mol% about 30 mol% of alcohols having R = 14 carbon atoms and 70 mol% of alcohols having R = 16 carbon atoms reacted.
Die Kondensation von Alkoholen der Formel R-CH2CH2-OH zu Guerbet Alkoholen wird vorzugsweise in Gegenwart von 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf den Alkohol, Alkalioder Erdalkalihydroxid, wie zum Beispiel Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Cäsiumhydroxid oder Kaliumhydroxid bevorzugt Kaliumhydroxid durchgeführt. Im Hinblick auf eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit und einen geringen Anteil an Nebenkomponenten werden die Alkali- oder Erdalkalihydroxide in einer Konzentration von 3 bis 6 Gew.-% bezogen auf den Alkohol eingesetzt. Das Alkali- oder Erdalkalihydroxid kann in fester Form (Schuppen, Pulver) oder in Form einer 30 bis 70%igen, bevorzugt 50%igen wässerigen Lösung eingesetzt werden. The condensation of alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH to Guerbet alcohols is preferably carried out in the presence of from 0.5 to 10% by weight, based on the alcohol, alkali or alkaline earth hydroxide, for example lithium hydroxide, sodium hydroxide, cesium hydroxide or potassium hydroxide, preferably potassium hydroxide. In view of a high reaction rate and a small proportion of secondary components, the alkali metal or alkaline earth metal hydroxides in a concentration of 3 to 6 wt .-% based on the alcohol used. The alkali or alkaline earth metal hydroxide can be used in solid form (flakes, powder) or in the form of a 30 to 70%, preferably 50%, aqueous solution.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Alkohole der Formel R- CH2CH2-OH in Anwesenheit von NaOH und/oder KOH kondensiert. According to a preferred embodiment, the alcohols of the formula R-CH 2 CH 2 -OH are condensed in the presence of NaOH and / or KOH.
Als Katalysator eignen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Katalysatoren, wie zum Beispiel Nickel-, Blei-Salze (US 3,1 19,880), Kupfer-, Blei-, Zink-, Chrom-, Molybdän-, Wolfram- und Maganoxid (US 3,558,716), Palladium-Komplexe (US 3,979,466) oder Silber-Komplexe-(US 3,864,407). Bevorzugt wird ZnO als Katalysator für die Dimerisierung eingesetzt. Bei dem Katalysator oder den Katalysatoren handelt es sich bevorzugt um ZnO-Katalysatoren, die allgemein der Mischung, aus der die Guerbetalkohole hergestellt werden, zugesetzt werden. Suitable catalysts are the catalysts known from the prior art, for example nickel, lead salts (US Pat. No. 3,119,880), copper, lead, zinc, chromium, molybdenum, tungsten and magane oxides (US Pat. US 3,558,716), palladium complexes (US 3,979,466) or silver complexes (US 3,864,407). ZnO is preferably used as the catalyst for the dimerization. The catalyst or catalysts are preferably ZnO catalysts generally added to the mixture from which the Guerbet alcohols are made.
Die Mischung aus Guerbet-Alkoholen kann nach dem aus DE 3901095 A1 bekannten Verfahren hergestellt werden.  The mixture of Guerbet alcohols can be prepared by the process known from DE 3901095 A1.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Guerbetalkohole in Verfahrensschritt (a'") bei einer Temperatur im Bereich von 150 bis 320°C, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 280°C gegebenenfalls in Anwesen- heit eines Katalysators beziehungsweise mehrerer Katalysatoren synthetisiert. According to a preferred embodiment of the invention, the Guerbet alcohols are in process step (a '") at a temperature in the range of 150 to 320 ° C, preferably at a temperature in the range of 180 to 280 ° C optionally in the presence of a catalyst or a plurality of catalysts synthesized.
Die in Verfahrensschritt (a\ a", a'") erhaltenen Alkohole (R3)(R4)-CH-CH2-OH können in prinzipiell bekannter Art und Weise durch Alkoxylierung in Verfahrensschritt (b\ b", b'") zu Alkoholalkoxylaten umgesetzt werden. Die Durchführung derartiger Alkoxylie- rungen ist dem Fachmann prinzipiell bekannt. Es ist dem Fachmann ebenfalls bekannt, dass man durch die Reaktionsbedingungen, insbesondere die Wahl des Katalysators, die Molekulargewichtsverteilung der Alkoxylate beeinflussen kann. The alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH obtained in process step (a), (a '") can be prepared in a manner known in principle by alkoxylation in process step (b \ b", b'"). ) are converted to alcohol alkoxylates. The implementation of such alkoxylations is known in principle to a person skilled in the art. It is also known to the person skilled in the art that the reaction conditions, in particular the choice of catalyst, can influence the molecular weight distribution of the alkoxylates.
Die Alkoholalkoxylate können in Verfahrensschritt (b\ b", b'") bevorzugt durch Basen- katalysierte Alkoxylierung hergestellt werden. Dabei kann der Alkohol (R3)(R4)-CH-CH2- OH in einem Druckreaktor mit Alkalimetallhydroxiden, bevorzugt Kaliumhydroxid, oder mit Alkalialkoholaten, wie beispielsweise Natriummethylat, versetzt werden. Durch verminderten Druck (beispielsweise < 100 mbar) und/oder Erhöhung der Temperatur (30 bis 150°C) kann noch in der Mischung vorhandenes Wasser abgezogen werden. Der Alkohol liegt danach als das entsprechende Alkoholat vor. Anschließend wird mit Inertgas (zum Beispiel Stickstoff) inertisiert und das oder die Alkylenoxid(e) bei Temperaturen von 60 bis 180°C bis zu einem Druck von maximal 10 bar schrittweise zugegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Alkylenoxid anfangs bei 130°C zudosiert. Im Laufe der Reaktion steigt durch die freiwerdende Reaktionswärme die Temperatur auf bis zu 170°C an. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dabei zuerst das Butylenoxid bei einer Temperatur im Bereich von 125 bis 145°C zugegeben, daraufhin das Propylenoxid bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 145°C zugegeben und anschließend das Ethylenoxid bei einer Temperatur im Bereich von 125 bis 155°C zugegeben. Am Ende der Reaktion kann der Katalysator beispielsweise durch Zugabe von Säure (beispielsweise Essigsäure oder Phosphorsäure) neutralisiert und bei Bedarf abfiltriert werden. The alcohol alkoxylates can be prepared in process step (b \ b ", b '") preferably by base-catalyzed alkoxylation. In this case, the alcohol (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - OH in a pressure reactor with alkali metal hydroxides, preferably potassium hydroxide, or with alkali alcoholates, such as sodium methylate, are added. By reduced pressure (for example <100 mbar) and / or increasing the temperature (30 to 150 ° C), water still present in the mixture can be removed. The alcohol is then present as the corresponding alkoxide. The mixture is then inertized with inert gas (for example nitrogen) and the alkylene oxide (s) is added stepwise at temperatures of 60 to 180 ° C up to a maximum pressure of 10 bar. According to a preferred embodiment, the alkylene oxide is initially metered in at 130.degree. In the course of the reaction, the temperature rises up to 170 ° C due to the released heat of reaction. According to a further preferred embodiment of the invention, the butylene oxide is first added at a temperature in the range of 125 to 145 ° C, then the propylene oxide is added at a temperature in the range of 130 to 145 ° C and then the ethylene oxide at a temperature in the range of 125 to 155 ° C was added. At the end of the reaction, the catalyst can be neutralized, for example by addition of acid (for example acetic acid or phosphoric acid) and filtered off as required.
Die Alkoxylierung der Alkohole (R3)(R4)-CH-CH2-OH kann aber auch mittels anderer Methoden vorgenommen werden, beispielsweise durch säurekatalysierte Alkoxylierung. Weiterhin können beispielsweise Doppelhydroxidtone, wie in DE 4325237 A1 beschrieben, eingesetzt werden oder es können Doppelmetallcyanid-Katalysatoren (DMC-Katalysatoren) verwendet werden. Geeignete DMC-Katalysatoren sind beispielsweise in der DE 10243361 A1 , insbesondere in den Abschnitten [0029] bis [0041 ] sowie der dort zitierten Literatur offenbart. Beispielsweise können Katalysatoren vom Zn-Co-Typ eingesetzt werden. Zur Durchführung der Reaktion kann der Alkohol (R3)(R4)-CH-CH2-OH mit dem Katalysator versetzt, die Mischung wie oben beschrieben entwässert und mit den Alkylenoxiden wie beschrieben umgesetzt werden. Es werden üblicherweise nicht mehr als 1000 ppm Katalysator bezüglich der Mischung eingesetzt und der Katalysator kann aufgrund dieser geringen Menge im Produkt verbleiben. Die Katalysatormenge kann in der Regel geringer sein als 1.000 ppm, beispielsweise 250 ppm oder weniger. However, the alkoxylation of the alcohols (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH can also be carried out by other methods, for example by acid-catalyzed alkoxylation. Furthermore, it is possible to use, for example, double hydroxide clays as described in DE 4325237 A1 or it is possible to use double metal cyanide catalysts (DMC catalysts). Suitable DMC catalysts are disclosed, for example, in DE 10243361 A1, in particular in sections [0029] to [0041] and the literature cited therein. For example, Zn-Co type catalysts can be used. To carry out the reaction, the catalyst can be added to the alcohol (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 -OH, the mixture is dehydrated as described above and reacted with the alkylene oxides as described. It is usually not more than 1000 ppm catalyst used with respect to the mixture and the catalyst may remain in the product due to this small amount. The amount of catalyst can typically be less than 1,000 ppm, for example 250 ppm or less.
Der Verfahrensschritt (c\ c", c'") betrifft die Umsetzung der in Schritt (b\ b", b'") erhaltenen Alkoholalkoxylate mit einer Gruppe Ya", gegebenenfalls unter Ausbildung einer Spacergruppe OX. The process step (c \ c ", c '") relates to the reaction of the in step (b \ b ", b'") obtained alcohol alkoxylates having a group Y a " , optionally forming a spacer group OX.
So können beispielsweise Sulfat- und Phosphatgruppen dadurch eingeführt werden, dass diese direkt (gegebenenfalls nach Aktivierung) mit dem Alkoholalkoxylat umgesetzt werden. Sulfonatgruppen können durch Vinyladdition, Substitutionsreaktion oder Aldolreaktion, gegebenenfalls mit anschließender Hydrierung, eingeführt werden, wo- bei entsprechende Spacer OX erzeugt werden. Alternativ kann das Alkoholalkoxylat auch vorher in ein Chlorid umgewandelt werden, das anschließend einer direkten Sul- fonierung zugänglich ist. Carboxylate können beispielsweise durch Umsetzung mit Chloracetat, Acrylat oder substituierte Acrylate H2C=(R')C(0)0", wobei R' H oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, erhalten werden. Grundsätzlich setzt sich die anionische Gruppe (OX)0Ya" aus der funktionellen Gruppe Ya", welche eine Sulfat-, Sulfonat-, Carboxylat- oder Phosphatgruppe ist, sowie dem Spacer OX zusammen, der im einfachsten Fall (o = 0) eine Einfachbindung sein kann. Im Falle einer Sulfatgruppe kann man beispielsweise auf die Umsetzung mit Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure oder Schwefeltrioxid im Fallfilmreaktor mit nachfolgender Neutralisierung zurückgreifen. Im Falle einer Sulfonatgruppe kann man beispielsweise auf die Umsetzung mit Propansulton und nachfolgender Neutralisierung, mit Butansul- ton und nachfolgender Neutralisierung, mit Vinylsulfonsäure-Natriumsalz oder mit 3- Chloro-2-hydroxy-propansulfonsäure-Natriumsalz zurückgreifen. Zur Herstellung von Sulfonaten kann auch die terminale OH-Gruppe in ein Chlorid beispielsweise mit Phosgen oder Thionylchlorid überführt und anschließend beispielsweise mit Sulfit umgesetzt werden. Im Falle einer Carboxylatgruppe kann man beispielsweise auf die Oxi- dation des Alkohols mit Sauerstoff und nachfolgende Neutralisierung beziehungsweise die Umsetzung mit Chloressigsäurenatriumsalz zurückgreifen. Carboxylate können beispielsweise auch durch Michael Addition von (Meth)Acrylsäure oder -ester erhalten werden. Phosphate können beispielsweise durch Veresterungsreaktion mit Phosphorsäure oder Phosphorpentachlorid erhalten werden. Thus, for example, sulfate and phosphate groups can be introduced by reacting them directly (optionally after activation) with the alcohol alkoxylate. Sulfonate groups can be introduced by vinyl addition, substitution reaction or aldol reaction, if appropriate with subsequent hydrogenation, with corresponding spacer OX being produced. Alternatively, the alcohol alkoxylate may also be previously converted to a chloride, which is then subjected to a direct sulfonation reaction. phonation is accessible. Carboxylates can be obtained, for example, by reaction with chloroacetate, acrylate or substituted acrylates H 2 C = (R ') C (O) O " , where R' is H or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms (OX) 0 Y a " from the functional group Y a" , which is a sulfate, sulfonate, carboxylate or phosphate group, and the spacer OX together, which in the simplest case (o = 0) may be a single bond In the case of a sulphonate group, for example, the reaction with propanesultone and subsequent neutralization, with butane sultone and subsequent neutralization, with vinylsulphonic acid sodium salt can be resorted to for example in the case of a sulphate group or with 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid sodium salt.For the preparation of sulfonates, the termin ale OH group in a chloride, for example, with phosgene or thionyl chloride and then reacted, for example, with sulfite. In the case of a carboxylate group, it is possible, for example, to resort to the oxidation of the alcohol with oxygen and subsequent neutralization or the reaction with sodium chloroacetate. Carboxylates can also be obtained, for example, by Michael addition of (meth) acrylic acid or esters. Phosphates can be obtained, for example, by esterification reaction with phosphoric acid or phosphorus pentachloride.
Neben den Tensiden gemäß der allgemeinen Formeln (I), (II), (III) und (IV) kann die Tensidmischung darüber hinaus optional noch weitere Tenside umfassen. So können beispielsweise sekundäre Alkansulfonate mit 12, 13 oder 18 Kohlenstoffatomen oder primäre Alkansulfonate mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen vorliegen. Weitere Tenside können auch Alkandisulfonate sein. Diese können beispielsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome haben. Es können aber auch zum Beispiel anionische Tenside des Typus Alkylarylsulfonat oder Olefinsulfonat (alpha-Olefinsulfonat oder internes Olefinsulfonat), Alkylethersulfonat, Alkylethercarboxylat, Alkylethersulfat und/oder nichtionische Tenside des Typus Alkylethoxylat oder Alkylpolyglucosid eingesetzt werden. Es können auch betainische Tenside verwendet werden. Bei diesen weiteren Tensiden kann es sich insbesondere auch um oligomere oder polymere Tenside handeln. Mit derartigen polymeren Co-Tensiden lässt sich vorteilhaft die zur Bildung einer Mikroemulsion not- wendige Menge an Tensiden reduzieren. Derartige polymere Co-Tenside werden daher auch als„Mikroemulsionsbooster" bezeichnet. Beispiele derartiger polymerer Tenside umfassen amphiphile Block-Copolymere, die mindestens einen hydrophilen und mindestens einen hydrophoben Block umfassen. Beispiele umfassen Polypropylen- oxyd-Polyethylenoxyd-Block-Copolymere, Polyisobuten-Polyethylenoxyd-Block- Copolymere sowie Kammpolymere mit Polyethylenoxyd-Seitenketten und einer hydrophoben Hauptkette, wobei die Hauptkette bevorzugt im Wesentlichen Olefine oder (Meth)acrylate als Baueinheiten umfasst. Der Begriff „Polyethylenoxid" soll hierbei jeweils Propylenoxideinheiten umfassende Polyethylenoxidblöcke gemäß obiger Definition einschließen. Nähere Einzelheiten zu derartigen Tensiden sind in WO 2006/131541 A1 offenbart. In addition to the surfactants according to the general formulas (I), (II), (III) and (IV), the surfactant mixture may furthermore optionally comprise further surfactants. Thus, for example, secondary alkanesulfonates having 12, 13 or 18 carbon atoms or primary alkanesulfonates having 12 to 18 carbon atoms may be present. Other surfactants may also be alkanedisulfonates. These may, for example, have 12 to 18 carbon atoms. However, anionic surfactants of the type alkylarylsulfonate or olefinsulfonate (alpha-olefinsulfonate or internal olefinsulfonate), alkyl ether sulfonate, alkyl ether carboxylate, alkyl ether sulfate and / or nonionic surfactants of the alkyl ethoxylate or alkyl polyglucoside type can also be used, for example. Betainic surfactants may also be used. These other surfactants may in particular also be oligomeric or polymeric surfactants. Such polymeric co-surfactants can advantageously reduce the amount of surfactants necessary to form a microemulsion. Thus, such polymeric cosurfactants are also referred to as "microemulsion boosters." Examples of such polymeric surfactants include amphiphilic block copolymers comprising at least one hydrophilic and at least one hydrophobic block, examples of which include polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymers, polyisobutene polyethylene oxide Block copolymers and comb polymers with polyethylene oxide side chains and a hydrophobic main chain, wherein the main chain preferably substantially olefins or (Meth) acrylates as structural units. As used herein, the term "polyethylene oxide" is intended to include polyethylene oxide blocks comprising propylene oxide units as defined above Further details of such surfactants are disclosed in WO 2006/131541 A1.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erdölförderung wird eine geeignete wäss- rige Tensidformulierung der erfindungsgemäßen Tensidmischung durch mindestens eine Injektionsbohrung in die Erdöllagerstätte eingepresst und der Lagerstätte wird durch mindestens eine Produktionsbohrung Rohöl entnommen. Mit dem Begriff„Rohöl" ist in diesem Zusammenhang selbstverständlich nicht phasenreines Öl gemeint, sondern gemeint sind die üblichen Rohöl-Wasser-Emulsionen. In der Regel wird eine Lagerstätte mit mehreren Injektionsbohrungen und mit mehreren Produktionsbohrungen versehen. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur tertiären Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens, wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen wässrige Tensidformulierung die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser auf Werte < 0,1 mN/m, bevorzugt auf < 0,05 mN/m, besonders bevorzugt auf < 0,01 mN/m abgesenkt. Somit wird die Grenzflächenspannung zwischen Öl und Was- ser auf werte im Bereich von 0,1 mN/m bis 0,0001 mN/m, bevorzugt auf werte im Bereich von 0,05 mN/m bis 0,0001 mN/m, besonders bevorzugt auf werte im Bereich von 0,01 mN/m bis 0,0001 mN/m abgesenkt. In the method according to the invention for producing crude oil, a suitable aqueous surfactant formulation of the surfactant mixture according to the invention is injected into the crude oil deposit through at least one injection well and crude oil is taken from the deposit through at least one production well. Of course, the term "crude oil" in this context does not mean phase-pure oil, but rather the customary crude oil-water emulsions, as a rule, a deposit is provided with several injection wells and several production wells By means of Winsor Type III microemulsion flooding, the surface tension between oil and water is reduced to values of <0.1 mN / m, preferably to <0.05 mN / m, particularly preferably to <0.01 mN / m, by using the aqueous surfactant formulation according to the invention Thus, the interfacial tension between oil and water will be in the range of 0.1 mN / m to 0.0001 mN / m, preferably values in the range of 0.05 mN / m to 0.0001 mN / m , particularly preferably lowered to values in the range of 0.01 mN / m to 0.0001 mN / m.
Die Hauptwirkung der erfindungsgemäßen Tensidmischung liegt in der Reduzierung der Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Öl - wünschenswerterweise auf Werte deutlich < 0,1 mN/m. Im Anschluss an das Einpressen der wässrigen Tensidformulierung, dem so genannten „Tensidfluten" beziehungsweise bevorzugt dem Winsor Typ III„Mikroemulsionsfluten", kann zur Aufrechterhaltung des Drucks Wasser in die Formation injiziert werden („Wasserfluten") oder bevorzugt eine höher viskose wässrige Lösung eines stark verdickend wirkenden Polymers („Polymerfluten"). Es sind aber auch Techniken bekannt, nach denen man die Tenside zunächst einmal auf die Formation einwirken lässt. Eine weitere bekannte Technik ist die Injektion einer Lösung aus Tensiden und verdickend wirkenden Polymeren gefolgt von einer Lösung aus verdickend wirkendem Polymer. Dem Fachmann sind Einzelheiten zur technischen Durchführung des„Tensidflutens",„Wasserflutens" und des„Polymerflutens" bekannt und er wendet je nach Art der Lagerstätte eine entsprechende Technik an.  The main effect of the surfactant mixture according to the invention lies in the reduction of the interfacial tension between water and oil - desirably to values clearly <0.1 mN / m. Following the pressing in of the aqueous surfactant formulation, the so-called "surfactant flooding" or preferably the Winsor type III "microemulsion flooding", water can be injected into the formation to maintain the pressure ("water flooding") or, preferably, a higher viscous aqueous solution of a strong thickening polymer ("polymer flooding"). However, there are also known techniques by which the surfactants are first allowed to act on the formation. Another known technique is the injection of a solution of surfactants and thickening polymers followed by a solution of thickening polymer. The person skilled in the art knows details of the technical implementation of "surfactant flooding", "flooding" and "polymer flooding" and applies a corresponding technique depending on the nature of the deposit.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine wässrige Tensidformulierung, welche mindestens Tenside der allgemeinen Formel (I) und Formel (II) enthält, eingesetzt. Die wässrige Tensidformulierung kann dabei neben der Tensidmischung noch weitere Komponenten umfassen. Neben Wasser können die Formulierungen optional auch noch mit Wasser mischbare oder zumindest in Wasser dispergierbare organische oder sonstige Mittel als Cosolvent enthalten. Derartige Zusätze dienen insbesondere zur Stabilisierung der Tensidlösung während der Lagerung beziehungsweise des Transports zum Ölfeld. Die Menge derar- tiger Cosolventien sollte aber im Regelfall 50 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der wässrigen Tensidformulierung nicht überschreiten. Beispiele derartiger Cosolventien umfassen insbesondere Alkohole wie Methanol, Ethanol und n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, iso-Butanol, sek-Butanol, n-Pentanol, iso- Pentanol, Butylmonoethylenglykol, Butyldiethylenglykol oder Butyltriethylenglykol. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ausschließlich Wasser zum Formulieren verwendet. For the process according to the invention, an aqueous surfactant formulation which contains at least surfactants of the general formula (I) and formula (II) is used. The aqueous surfactant formulation may comprise further components besides the surfactant mixture. In addition to water, the formulations may optionally also contain water-miscible or at least water-dispersible organic or other agents as co-solvent. Such additives are used in particular for stabilizing the surfactant solution during storage or transport to the oil field. However, the amount of such cosolvents should as a rule not exceed 50% by weight, preferably 20% by weight, based on the total weight of the aqueous surfactant formulation. Examples of such cosolvents include, in particular, alcohols such as methanol, ethanol and n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, n-pentanol, isopentanol, butylmonoethylene glycol, butyldiethylene glycol or butyltriethylene glycol. In a particularly advantageous embodiment of the invention, only water is used for formulation.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sollen die Tenside der allgemeinen Formel (II) in der wässrigen Formulierung, welche letztendlich in die Lagerstätte injiziert wird, die Hauptkomponente unter allen Tensiden ausmachen. Dies sind bevorzugt mindestens 25 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.%, ganz besonders bevorzugt mindestens 40 Gew.% und ganz, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht aller eingesetzten Tenside. Die erfindungsgemäße wässrige Tensidformulierung kann bevorzugt zum Tensidfluten von Lagerstätten eingesetzt werden. Sie eignet sich insbesondere zum Winsor Typ III Mikroemulsionsfluten (Fluten im Winsor Ill-Bereich beziehungsweise im Existenzgebiet der bikontinuierlichen Mikroemulsionsphase). Die Technik des Mikroemulsionsflutens wurde bereits eingangs ausführlich beschrieben. In a preferred embodiment of the invention, the surfactants of general formula (II) in the aqueous formulation, which is ultimately injected into the deposit, are said to constitute the major component among all surfactants. These are preferably at least 25% by weight, more preferably at least 30% by weight, very preferably at least 40% by weight and very, very preferably at least 50% by weight, based on the total weight of all surfactants used. The aqueous surfactant formulation according to the invention can preferably be used for the surfactant flooding of deposits. It is particularly suitable for Winsor type III microemulsion flooding (flooding in the Winsor III area or in the area of existence of the bicontinuous microemulsion phase). The technique of microemulsion flooding has already been described in detail at the beginning.
Neben der Tensidmischung kann die wässrige Tensidformulierung auch noch weitere Komponenten enthalten, wie beispielsweise C4- bis C8-Alkohole und/oder basische Salze (sogenanntes „alkali Surfactant flooding"). Mit derartigen Zusätzen kann beispielsweise die Retention in der Formation reduziert werden. Das Mengenverhältnis der Alkohole bezüglich der eingesetzten Gesamt-Tensidmenge beträgt in der Regel mindestens 1 : 1 - es kann jedoch auch ein deutlicher Überschuss an Alkohol verwendet werden. Geeignete basische Salze sind Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbo- nat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Silicate. Die Menge an basischen Salzen beträgt typischerweise von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der wässrigen Tensidformulierung. Den basischen Salzen kann mindestens ein Chelatbildner zugesetzt werden. In addition to the surfactant mixture, the aqueous surfactant formulation may also contain other components, such as, for example, C 4 -C 8 -alcohols and / or basic salts (so-called "alkaline surfactant flooding") .These additions may be used, for example, to reduce the retention in the formation. The quantitative ratio of the alcohols with respect to the total amount of surfactant used is generally at least 1: 1 - however, a significant excess of alcohol can also be used Suitable basic salts are sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide or silicates basic salts is typically from 0.1% to 5% by weight, based on the total amount of the aqueous surfactant formulation. At least one chelating agent can be added to the basic salts.
Die Lagerstätten in denen das Verfahren angewandt wird, weisen in der Regel eine Temperatur von mindestens 10°C, beispielsweise 10 bis 150°C auf, bevorzugt eine Temperatur von mindestens 15°C bis 120°C. Die Gesamtkonzentration aller Tenside zusammen beträgt 0,05 bis 5 Gew.-% bezüglich der Gesamtmenge der wässrigen Tensidformulierung, bevorzugt 0,1 bis 2,5 Gew.-%. Der Fachmann trifft je nach den gewünschten Eigenschaften, insbesondere je nach den Verhältnissen in der Erdölformation, eine geeignete Auswahl. Für den Fachmann ist hierbei klar, dass sich die Konzentration der Tenside nach dem Injizieren in die Formation ändern kann, weil sich die Formulierung mit Formationswasser vermischen kann oder Tenside auch an festen Oberflächen der Formation absorbieren können. Es ist der große Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Mischung, dass die Tenside zu einer besonders guten Grenzflächenspannungserniedrigung führen. Es ist selbstverständlich möglich und auch empfehlenswert, zunächst ein Konzentrat herzustellen, das erst vor Ort auf die gewünschte Konzentration zum Injizieren in die Formation verdünnt wird. In der Regel beträgt die Gesamtkonzentration der Tenside in einem solchen Konzentrat 10 bis 45 Gew.-%. Beispiele The deposits in which the process is used, as a rule, have a temperature of at least 10 ° C, for example 10 to 150 ° C, preferably a temperature of at least 15 ° C to 120 ° C. The total concentration of all surfactants together is 0.05 to 5 wt .-% relative to the total amount of the aqueous Surfactant formulation, preferably 0.1 to 2.5 wt .-%. The person skilled in the art will make a suitable choice depending on the desired properties, in particular depending on the conditions in the petroleum formation. It will be appreciated by those skilled in the art that the concentration of surfactants may change upon injection into the formation because the formulation may mix with formation water or absorb surfactants also on solid surfaces of the formation. It is the great advantage of the mixture used according to the invention that the surfactants lead to a particularly good lowering of the interfacial tension. It is of course possible and also advisable to first produce a concentrate which is diluted on site to the desired concentration for injection into the formation. As a rule, the total concentration of the surfactants in such a concentrate is 10 to 45% by weight. Examples
Teil I: Synthese der Tenside der allgemeinen Formel (II) Part I: Synthesis of the surfactants of the general formula (II)
Allgemeine Vorschrift 1 : Herstellung des Guerbet-Alkohols General Procedure 1: Preparation of Guerbet Alcohol
In einem 1 L Kolben wird der oder werden die Alkohole (1 eq.) vorgelegt und gegebenenfalls bei 50°C aufgeschmolzen. KOH-Pulver (0.24 eq.) und Zinkoxid (5 Gew.% bzgl. des Starteralkoholes) werden unter Rühren zugegeben. Die Reaktionsmischung wird schnellstmöglich auf 180-230°C erhitzt und das entstehende Reaktionswasser wird über einen Destillationsabgang abdestilliert. Für eine schnellstmögliche Entfernung des Reaktionswassers wird der Glaskolben optional mit Aluminiumfolie isoliert. Die Reaktionsmischung wird 6 bis 30 Stunden bei der gegebenen Temperatur nachgerührt. Die entstandene Alkoholmischung wird per Gaschromatographie analysiert und ohne wei- tere Aufarbeitung für die nachfolgende Alkoxylierung eingesetzt. In a 1 L flask or the alcohols (1 eq.) Are introduced and optionally melted at 50 ° C. KOH powder (0.24 eq.) And zinc oxide (5% by weight with respect to the starter alcohol) are added with stirring. The reaction mixture is heated as quickly as possible to 180-230 ° C and the resulting water of reaction is distilled off via a distillation outlet. For the fastest possible removal of the water of reaction, the glass flask is optionally insulated with aluminum foil. The reaction mixture is stirred for 6 to 30 hours at the given temperature. The resulting alcohol mixture is analyzed by gas chromatography and used without further work-up for the subsequent alkoxylation.
Allgemeine Vorschrift 2: Alkoxylierung mittels KOH-Katalyse (gilt für Verwendung von EO, PO und/oder 1 ,2-BuO) In einem 21 Autoklaven wird der zu alkoxylierende Alkohol (1 ,0 eq) optional mit einer wässrigen KOH-Lösung, die 50 Gew.-% KOH enthält, versetzt. Dabei beträgt die Menge an KOH 0,2 Gew.-% des herzustellenden Produktes. Unter Rühren wird die Mischung bei 100°C und 20 mbar für 2 h entwässert. Anschließend wird dreimal mit N2 gespült, ein Vordruck von ca. 1 ,3 bar N2 eingestellt und die Temperatur auf 120 bis 130°C erhöht. Das Alkylenoxid wird so zudosiert, dass die Temperatur zwischen 125°C bis 155°C (bei Ethylenoxid) bzw. 130 bis 145°C (bei Propylenoxid) bzw. 125 bis 145°C (bei 1 ,2-Butylenoxid) bleibt. Anschließend wird 5 h bei 125 bis 145°C nachgerührt, mit N2 gespült, auf 70°C abgekühlt und der Reaktor entleert. Das basische Rohprodukt wird mit Hilfe von Essigsäure neutralisiert. Alternativ kann die Neutralisierung auch mit handelsüblichen Mg-Silikaten erfolgen, welche anschließend abfiltriert werden. Das helle Produkt wird mit Hilfe eines 1H-NMR-Spektrums in CDCI3, einer Gel-Permeations- Chromatographie sowie einer OH-Zahl-Bestimmung charakterisiert und die Ausbeute ermittelt. General Method 2: Alkoxylation by means of KOH catalysis (applies to the use of EO, PO and / or 1,2-BuO) In an autoclave, the alcohol (1, 0 eq) to be alkoxylated is optionally mixed with an aqueous KOH solution Contains 50 wt .-% KOH, added. The amount of KOH is 0.2 wt .-% of the product to be produced. With stirring, the mixture is dehydrated at 100 ° C and 20 mbar for 2 h. The mixture is then flushed three times with N 2 , a pre-pressure of about 1, 3 bar N 2 is set and the temperature is increased to 120 to 130 ° C. The alkylene oxide is metered in so that the temperature between 125 ° C to 155 ° C (for ethylene oxide) and 130 to 145 ° C (for propylene oxide) and 125 to 145 ° C. (at 1, 2-butylene oxide) remains. The mixture is then stirred for 5 h at 125 to 145 ° C, rinsed with N 2 , cooled to 70 ° C and the reactor emptied. The basic crude product is neutralized with acetic acid. Alternatively, the neutralization can be carried out with commercially available Mg silicates, which are then filtered off. The bright product is characterized by means of a 1 H-NMR spectrum in CDCl 3 , a gel permeation chromatography and an OH number determination, and the yield is determined.
Allgemeine Vorschrift 3: Alkoxylierung mittels DMC-Katalyse General Procedure 3: Alkoxylation by DMC catalysis
In einem 21 Autoklaven wird der zu alkoxylierende Alkohol (1 ,0 eq) mit einem Doppel- metallcyanid-Katalysator (z.B. DMC-Katalysator der Firma BASF Typ Zn-Co) bei 80°C vermischt. Zur Aktivierung des Katalysators wird bei 80°C für 1 h ca. 20 mbar angelegt. Dabei beträgt die Menge an DMC 0,1 Gew.-% und weniger des herzustellenden Produktes. Anschließend wird dreimal mit N2 gespült, ein Vordruck von ca. 1.3 bar N2 eingestellt und die Temperatur auf 120 bis 130°C erhöht. Das Alkylenoxid wird so zudosiert, dass die Temperatur zwischen 125°C bis 135°C (bei Ethylenoxid) bzw. 130 bis 140°C (bei Propylenoxid) bzw. 135 bis 145°C (bei 1 ,2-Butylenoxid) bleibt. Anschlie- ßend wird 5 h bei 125 bis 145°C nachgerührt, mit N2 gespült, auf 70°C abgekühlt und der Reaktor entleert. Das helle Produkt wird mit Hilfe eines 1H-NMR-Spektrums in CDCI3, einer Gelpermeationschromatographie sowie einer OH-Zahl-Bestimmung charakterisiert und die Ausbeute ermittelt. In a 21 autoclave the alcohol to be alkoxylated (1, 0 eq) with a double metal cyanide catalyst (eg DMC catalyst from BASF type Zn-Co) is mixed at 80 ° C. To activate the catalyst is applied at 80 ° C for 1 h about 20 mbar. The amount of DMC is 0.1% by weight and less of the product to be produced. The mixture is then flushed three times with N 2 , a pre-pressure of about 1.3 bar N 2 is set and the temperature is increased to 120 to 130 ° C. The alkylene oxide is metered in such that the temperature remains between 125 ° C to 135 ° C (for ethylene oxide) and 130 to 140 ° C (for propylene oxide) and 135 to 145 ° C (for 1, 2-butylene oxide). The mixture is then stirred for 5 h at 125 to 145 ° C, rinsed with N 2 , cooled to 70 ° C and the reactor emptied. The bright product is characterized by means of a 1 H-NMR spectrum in CDCl 3 , a gel permeation chromatography and an OH number determination, and the yield is determined.
Allgemeine Vorschrift 4: Sulfatierung mittels Chlorsulfonsäure  General Procedure 4: Sulfation by means of chlorosulfonic acid
In einem 11 Rundhalskolben wird das zu sulfatierende Alkylalkoxylat (1 ,0 eq) in der 1 ,5- fachen Menge Dichlormethan (auf Basis von Gewichtsprozent) gelöst und auf 5 bis 10°C abgekühlt. Danach wird Chlorsulfonsäure (1 ,1 eq) so zugetropft, dass die Temperatur nicht 10°C übersteigt. Man lässt auf Raumtemperatur erwärmen und 4 h bei die- ser Temperatur unter N2-Strom rühren, bevor obiges Reaktionsgemisch in eine wässri- ge NaOH-Lösung mit halbem Volumen bei max. 15°C getropft wird. Die NaOH-Menge ist so berechnet, dass sich ein leichter Überschuss bezüglich der verwendeten Chlorsulfonsäure ergibt. Der resultierende pH-Wert liegt bei ca. pH 9 bis 10. Das Dichlormethan wird unter leichtem Vakuum am Rotationsverdampfer bei max. 50°C ent- fernt. In a round-bottomed flask, the alkyl alkoxylate (1, 0 eq) to be sulfated is dissolved in 1.5 times the amount of dichloromethane (on a weight percent basis) and cooled to 5-10 ° C. Thereafter, chlorosulfonic acid (1, 1 eq) is added dropwise so that the temperature does not exceed 10 ° C. The mixture is allowed to warm to room temperature and stirred under N 2 flow at this temperature for 4 h, before the above reaction mixture is poured into a half-volume aqueous NaOH solution at max. 15 ° C is dropped. The amount of NaOH is calculated so that there is a slight excess with respect to the chlorosulfonic acid used. The resulting pH is about pH 9 to 10. The dichloromethane is added under a slight vacuum on a rotary evaporator at max. 50 ° C removed.
Das Produkt wird per 1H-NMR charakterisiert und der Wassergehalt der Lösung bestimmt (ca. 80%). Für die Synthese wurden die nachfolgenden Alkohole eingesetzt. Alkohol Beschreibung The product is characterized by 1 H-NMR and determines the water content of the solution (about 80%). For the synthesis, the following alcohols were used. Alcohol description
C16C18 Kommerziell erhältliches Fettalkoholgemisch bestehend aus linearem C16C18 Commercially available fatty alcohol mixture consisting of linear
Ci6H33-OH und Ci8H37-OH Ci 6 H 33 -OH and Ci 8 H 37 -OH
Alkohol Beschreibung Alcohol description
C12C14 Kommerziell erhältliches Fettalkoholgemisch bestehend aus linearem C12H25-OH und C14H29-OH C12C14 Commercially available fatty alcohol mixture consisting of linear C12H25-OH and C14H29-OH
Anwendungstechnische Tests Application testing
Mit den erhaltenen Tensiden wurden die folgenden Tests durchgeführt, um deren Eignung zur tertiären Erdölförderung zu bewerten. Beschreibung der Messmethoden With the obtained surfactants, the following tests were carried out to evaluate their suitability for tertiary mineral oil production. Description of the measuring methods
Ermittlung von SP* Determination of SP *
a) Prinzip der Messung: Die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Öl kann in bekannter Art und Weise über die Messung des Solubilisationsparameters SP* bestimmt werden. Die Bestimmung der Grenzflächenspannung über die Bestimmung des Solubilisationsparameters SP* ist eine in der Fachwelt akzeptierte Methode zur näherungsweisen Bestimmung der Grenzflächenspannung. Der Solubilisationsparameter SP* gibt an, wie viel ml Öl pro ml eingesetztem Tensid in einer Mikroemulsion (Windsor Typ III) gelöst ist. Die Grenzflächenspannung σ (interfacial tension; IFT) kann hieraus über die Näherungsformel IFT « 0.3/(SP*)2 errechnet werden, falls gleiche Volumina von Wasser und Öl eingesetzt werden (C. Huh, J. Coli. Interf. Sc, Vol. 71 , No. 2 (1979)). b) Arbeitsvorschrift a) Principle of Measurement: The interfacial tension between water and oil can be determined in a known manner by measuring the solubilization parameter SP * . The determination of the interfacial tension via the determination of the solubilization parameter SP * is a method accepted in the art for the approximate determination of the interfacial tension. The solubilization parameter SP * indicates how much ml of oil per ml of surfactant used is dissolved in a microemulsion (Windsor type III). The interfacial tension σ (interfacial tension, IFT) can be calculated from the approximate formula IFT "0.3 / (SP * ) 2 if equal volumes of water and oil are used (C. Huh, J. Coli., Interf. Sc, Vol. 71, No. 2 (1979)). b) Working instructions
Zur Bestimmung des SP* wird ein 100 ml Messzylinder mit Magnetrührfisch mit 20 ml Öl und 20 ml Wasser befüllt. Dazu werden die Konzentrationen der jeweiligen Tenside gegeben. Anschließend wird die Temperatur von 20 auf 90°C schrittweise erhöht, und es wird beobachtet, in welchem Temperaturfenster sich eine Mikroemulsion bildet.To determine the SP * , fill a 100 ml graduated cylinder with magnetic stirrer with 20 ml of oil and 20 ml of water. For this purpose, the concentrations of the respective surfactants are given. Subsequently, the temperature is gradually increased from 20 to 90 ° C, and it is observed in which temperature window forms a microemulsion.
Die Ausbildung der Mikroemulsion kann visuell beobachtet werden oder auch mit Hilfe von Leitfähigkeitsmessungen. Es bildet sich ein Dreiphasensystem aus (obere Phase Öl, mittlere Phase Mikroemulsion, untere Phase Wasser). Sind obere und untere Phase gleich groß und verändern sich über einen Zeitraum von 24 h auch nicht mehr, so hat man die optimale Temperatur (Topt) der Mikroemulsion gefunden. Das Volumen der mittleren Phase wird bestimmt. Von diesem Volumen wird das Volumen an zugegebe- nem Tensid abgezogen. Der erhaltene Wert wird danach durch zwei geteilt. Dieses Volumen wird nun durch das Volumen an zugegebenem Tensid geteilt. Das Ergebnis wird als SP* notiert. The formation of the microemulsion can be visually observed or by means of conductivity measurements. It forms a three-phase system (upper phase Oil, medium phase microemulsion, lower phase water). If the upper and lower phases are the same size and no longer change over a period of 24 h, then the optimum temperature (T opt ) of the microemulsion has been found. The volume of the middle phase is determined. From this volume, the volume of added surfactant is subtracted. The value obtained is then divided by two. This volume is now divided by the volume of added surfactant. The result is noted as SP * .
Die Art der zur Bestimmung von SP* eingesetzten Öls und Wassers wird je nach dem zu untersuchenden System bestimmt. Es kann einerseits Erdöl selbst eingesetzt werden, oder auch ein Modellöl wie beispielsweise Decan. Als Wasser kann sowohl reines Wasser eingesetzt werden, wie auch salines Wasser, um die Verhältnisse in der Erdölformation besser zu modellieren. Die Zusammensetzung der wässrigen Phase kann beispielsweise entsprechend der Zusammensetzung eines bestimmten Lagerstätten- wassers eingestellt werden. The type of oil and water used to determine SP * is determined according to the system under investigation. On the one hand petroleum itself can be used, or even a model oil such as decane. Both pure water and saline water can be used as water to better model the conditions in the oil formation. The composition of the aqueous phase can be adjusted, for example, according to the composition of a particular reservoir water.
Alternativ können Grenzflächenspannungen von Rohöl in Gegenwart der Tensidlösung bei der jeweiligen Temperatur per spinning-drop-Verfahren an einem SVT20 der Firma DataPhysics bestimmt werden. Dazu wird ein Öltropfen in eine mit saliner Tensidlö- sung gefüllte Kapillare bei der jeweiligen Temperatur injiziert und die Ausdehnung des Tropfens bei ca. 4500 Umdrehungen pro Minute beobachtet bis ein konstanter Wert sich einstellt. Dies ist üblicherweise nach 2 h der Fall. Die Grenzflächenspannung IFT (oder s H) errechnet sich dabei - wie von Hans-Dieter Dörfler in„Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme" Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 beschrieben - nach folgender Formel aus dem Zylinderdurchmesser dz, der Drehzahl w, und der Dichtedifferenz (drd2): Alternatively, interfacial tensions of crude oil in the presence of the surfactant solution at the particular temperature can be determined by spinning-drop method on an SVT20 from DataPhysics. For this purpose, an oil drop is injected into a capillary filled with saline surfactant solution at the respective temperature and the expansion of the drop is observed at approximately 4500 revolutions per minute until a constant value is established. This is usually the case after 2 hours. The interfacial tension IFT (or s H) is calculated here - as described by Hans-Dieter Dörfler in "Interfacial and Colloidal Disperse Systems" Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 - using the following formula from the cylinder diameter d z , the speed w, and the density difference (drd 2 ):
s ii = 0,25 dz 3■ w2 (d d2) s ii = 0.25 d z 3 ■ w 2 (dd 2 )
Testergebnisse test results
Es wird eine 1 : 1 Mischung aus Decan und einer NaCI-Lösung mit Butyldiethylenglycol (BDG) versetzt. Butyldiethylenglycol (BDG) fungiert als Cosolvenz und wird in die Berechnung von SP* nicht mit einbezogen. Dazu wird eine Tensidmischung aus Al- kylalkoxysulfat und Aniontensid gegeben. Die Gesamt-Tensidkonzentration wird in Gewichtsprozent der wässrigen Phase angegeben. A 1: 1 mixture of decane and a NaCl solution with butyl diethylene glycol (BDG) is added. Butyl diethylene glycol (BDG) acts as a cosolvent and is not included in the calculation of SP * . For this purpose, a surfactant mixture of alkylalkoxysulfate and anionic surfactant is added. The total surfactant concentration is given in weight percent of the aqueous phase.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Versuche mit Dekan The results are shown in Table 1. Table 1 Experiments with Dean
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Figure imgf000029_0001
a) Tenside der Formel (II) mit 3 = n-Ci4H29, n-Ci6H33, R4 = H, k = m = 7, o = 0, Y = S04 " und M+ = Na+ b) Petrostep S2, Tensidmischung von Olefinsulfonaten hergestellt durch Sulfonierung von Alkenen mit interner Doppelbindung (C15H30, C16H32, C17H34 und C18H36) und anschließender Neutralisation mit NaOH, Hauptprodukt sind ungesättigte aliphatische Sulfonate, wobei die Sulfonatgruppe entlang der Kohlenstoffkette verteilt ist. a) surfactants of the formula (II) with 3 = n-Ci 4 H 29 , n-Ci 6 H 3 3, R 4 = H, k = m = 7, o = 0, Y = S0 4 " and M + = Na + b) Petrostep S2, surfactant mixture of olefin sulfonates prepared by sulfonation of alkenes with internal double bond (C15H30, C16H32, C17H34 and C18H36) and subsequent neutralization with NaOH, main product are unsaturated aliphatic sulfonates, with the sulfonate group distributed along the carbon chain.
c) Tensidmischung von Olefinsulfonaten hergestellt durch Sulfonierung von Alkenen mit terminaler Doppelbindung (C16H32 und C18H36) und anschließender Neutralisation mit NaOH, Hauptprodukt sind ungesät- tigte aliphatische Sulfonate, wobei die Sulfonatgruppe am terminalen Kohlenstoffatom gebunden ist. d) Mischung aus 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl der Anteil von Tensiden der Formel (I) -jeweils bezogen auf den Rest R R2CH- mit 14 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 15 Kohlenstoffatomen bei 25-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 16 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-% und der Anteil von Tensi- den der Formel (I) mit 17 Kohlenstoffatomen bei Mol.-% 10-20%, jeweils bezogen auf sämtliche Reste R R2CH- dieser 4 Tenside. c) Surfactant mixture of olefin sulfonates prepared by sulfonation of alkenes with terminal double bond (C16H32 and C18H36) and subsequent neutralization with NaOH, main product are unsaturated aliphatic sulfonates, wherein the sulfonate group is attached to the terminal carbon atom. d) Mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms, the proportion of surfactants of the formula (I), in each case based on the radical RR 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 15 carbon atoms at 25-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 16 carbon atoms at 20-30 mol% and the proportion of surfactants of the formula (I) 17 carbon atoms at mole .-% 10-20%, in each case based on all radicals RR 2 CH- of these 4 surfactants.
Wie in Beispiel 5 bei Verwendung des beanspruchten Tensides der Formel (I) zu sehen ist, lässt sich gegen Dekan eine ultraniedrige Grenzflächenspannung erreichen. Bei den Vergleichsbeispielen liegt die Grenzflächenspannung immer höher. As can be seen in Example 5 when using the claimed surfactant of the formula (I), it is possible to achieve an ultra-low interfacial tension with respect to decane. In the comparative examples, the interfacial tension is always higher.
Tabelle 2 Versuche mit Dekan Table 2 Experiments with Dean
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0001
e) Tenside der Formel (II) mit R = n-C-ioHbi, n-C-^Hbs, R = n-Ci2H25, Π-ΟΜΗΣΘ, n = 7, m = 7, I = 1 0, o = 0, Y" = S04 " und M+ = Na+ e) surfactants of the formula (II) where R = nC-ioHbi, nC-Hbs, R = n-Ci2H25, Π-ΟΜΗΣΘ, n = 7, m = 7, I = 1 0, o = 0, Y " = S0 4 " and M + = Na +
d) Mischung aus 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl der Anteil von Tensiden der Formel (I) -jeweils bezogen auf den Rest R R2CH- mit 14 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 15 Kohlenstoffatomen bei 25-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 16 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-% und der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 17 Kohlenstoffatomen bei Mol.-% 10-20%, jeweils bezogen auf sämtliche Reste R R2CH- dieser 4 Tenside. d) Mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms, the proportion of surfactants of the formula (I), in each case based on the radical RR 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 15 carbon atoms at 25-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 16 carbon atoms at 20-30 mol% and the proportion of surfactants of the formula (I) having 17 carbon atoms at mol .-% 10-20%, in each case based on all radicals RR 2 CH- of these 4 surfactants.
Beispiel 6 zeigt, dass auch andere Tensidkombinationen von Tensid der Formel (I) und Formel (II) ultraniedrige Grenzflächenspannungen ergeben. Example 6 shows that also other surfactant combinations of surfactant of formula (I) and formula (II) give ultra low interfacial tensions.
Es wurden zudem folgende Untersuchungen am Beispiel einer Lagerstätte mit schwerem Öl durchgeführt: The following investigations were also carried out using the example of a deposit with heavy oil:
das Rohöl weist ungefähr 16°API auf  the crude oil has about 16 ° API
die Lagerstättentemperatur liegt bei ca. 20°C  the deposit temperature is around 20 ° C
- und das Reservoirwasser weist ca. 16100 ppm TDS (total dissolved salt) auf. - And the reservoir water has about 16100 ppm TDS (total dissolved salt) on.
Zu einer Lösung enthaltend 12000 ppm NaCI und 4100 ppm NaHC03 wurden Na2C03, Alkylethersulfat der Formel (II), Butyldiethylenglykol und 0.07% Sokalan® PA 20 (Poly- acrylat Natriumsalz) gegeben. Diese Lösungen wurden mit beanspruchten Tensiden der Formel (I) sowie nicht-erfindungsgemäßen Aniontensiden wie beispielsweise Al- kylbenzolsulfonate, interne Olefinsulfonate oder Alkoholsulfat kombiniert. Neben der Löslichkeit der Tenside wurde die Grenzflächenspannung der Tensidformulierung gegenüber dem Rohöl vermessen. Die gesamte Tensidkonzentration sowie die Menge an Na2C03 beziehen sich auf die Aktivsubstanz und sind in Gewichtsprozent der wässri- gen Phase angegeben. Na 2 CO 3 , alkyl ether sulfate of the formula (II), butyldiethylene glycol and 0.07% Sokalan® PA 20 (polyacrylate sodium salt) were added to a solution containing 12,000 ppm NaCl and 4100 ppm NaHCO 3 . These solutions have been combined with claimed surfactants of the formula (I) as well as non-inventive anionic surfactants such as, for example, alkylbenzenesulfonates, internal olefinsulfonates or alcohol sulfate. In addition to the solubility of the surfactants, the interfacial tension of the surfactant formulation was measured against the crude oil. The total surfactant concentration and the amount of Na 2 CO 3 are based on the active substance and are given in percent by weight of the aqueous phase.
Die Versuchsergebnisse sind in den folgenden Tabellen dargestellt. Tabelle 3 Versuche mit Rohöl The test results are shown in the following tables. Table 3 Experiments with crude oil
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0001
f) Tenside der Formel (II) mit R = n-Ci4H29, n-Ci6H33, R = H, n = 7, m = 7, 1 = 10, o = 0, Y" = S04 " und Na+ f) Surfactants of formula (II) with R = n-C 4 H 2 9, n-C 6 H 3 3, R = H, n = 7, m = 7, 1 = 10, o = 0, Y "= S0 4 " and Na +
g) Tenside der Formel (II) mit R3 = n-Ci4H29, n-Ci6H33, R4 = H, n = 7, m = 7, I = 8, o = 0, Y" = S04 " und M+ = Na+ g) surfactants of the formula (II) where R 3 = n-Ci 4 H 29 , n-Ci 6 H 3 3, R 4 = H, n = 7, m = 7, I = 8, o = 0, Y " = S0 4 " and M + = Na +
b) Petrostep S2, Tensidmischung von Olefinsulfonaten hergestellt durch Sulfonierung von Alkenen mit interner Doppelbindung (C15H30, C16H32, Ci7H34 und C18H36) und anschließender Neutralisation mit NaOH, Hauptprodukt sind ungesättigte aliphatische Sulfonate, wobei die Sulfonatgruppe entlang der Kohlenstoff- kette verteilt ist. b) Petrostep S2, surfactant mixture of olefin sulfonates prepared by sulfonation of alkenes with internal double bond (C15H30, C16H32, Ci7H3 4 and C18H36) followed by neutralization with NaOH. The main product is unsaturated aliphatic sulfonates with the sulfonate group distributed along the carbon chain.
d) Mischung aus 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl der Anteil von Tensiden der Formel (I) -jeweils bezogen auf den Rest R R2CH- mit 14 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 15 Kohlenstoffatomen bei 25-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 16 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-% und der Anteil von Tensi- den der Formel (I) mit 17 Kohlenstoffatomen bei Mol.-% 10-20%, jeweils bezogen auf sämtliche Reste R R2CH- dieser 4 Tenside. d) Mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms, the proportion of surfactants of the formula (I), in each case based on the radical RR 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 15 carbon atoms at 25-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 16 carbon atoms at 20-30 mol% and the proportion of surfactants of the formula (I) 17 carbon atoms at mole .-% 10-20%, in each case based on all radicals RR 2 CH- of these 4 surfactants.
h) Polyacrylsäure Natriumsalz Wie man an den Beispielen 8 und 9 erkennen kann, lässt sich auch an einem schwierigen Rohöl (API-Grad unterhalb von 20°) mit Hilfe der beanspruchten Tenside eine niedrige Grenzflächenspannung erzielen, welche um den Faktor 2 bis 3 besser ist als bei Vergleichsbeispiel V7. Die Tensidlösung ist klar und erlaubt eine problemlose Injek- tion in ein poröses Gestein geeigneter Permeabilität. h) polyacrylic acid sodium salt As can be seen from Examples 8 and 9, it is also possible to achieve a low interfacial tension on a difficult crude oil (API grade below 20 °) with the aid of the claimed surfactants, which is better by a factor of 2 to 3 than in Comparative Example V7 , The surfactant solution is clear and allows easy injection into a porous rock of suitable permeability.
Tabelle 4 Versuche mit Rohöl Table 4 Experiments with crude oil
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0001
Y" = S04 " und M+ = Na+ Y " = S0 4 " and M + = Na +
d) Mischung aus 4 Tensiden der allgemeinen Formel (I) mit unterschiedlicher Kohlenstoffatomanzahl der Anteil von Tensiden der Formel (I) -jeweils bezogen auf den Rest R R2CH- mit 14 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 15 Kohlenstoffatomen bei 25-30 Mol.-%, der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 16 Kohlenstoffatomen bei 20-30 Mol.-% und der Anteil von Tensiden der Formel (I) mit 17 Kohlenstoffatomen bei Mol.-% 10-20%, jeweils bezogen auf sämtliche Reste R R2CH- dieser 4 Tenside. d) Mixture of 4 surfactants of the general formula (I) with different numbers of carbon atoms, the proportion of surfactants of the formula (I), in each case based on the radical RR 2 CH- with 14 carbon atoms at 20-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 15 carbon atoms at 25-30 mol%, the proportion of surfactants of the formula (I) having 16 carbon atoms at 20-30 mol% and the proportion of surfactants of the formula (I) having 17 carbon atoms at mol .-% 10-20%, in each case based on all radicals RR 2 CH- of these 4 surfactants.
h) Polyacrylsäure Natriumsalz Wie man an dem Beispiel 1 1 erkennen kann, lässt sich auch an einem schwierigen Rohöl (API-Grad unterhalb von 20°) mit Hilfe der beanspruchten Tenside eine niedrige Grenzflächenspannung erzielen, welcher um den Faktor 3 besser ist als bei Vergleichsbeispiel V10. Die Tensidlösung ist klar und erlaubt eine problemlose Injektion in ein poröses Gestein geeigneter Permeabilität. Tabelle 5 Versuche mit leichtem Rohöl unter hohen Salinitäten h) Polyacrylic Acid Sodium Salt As can be seen in Example 11, it is also possible to achieve a low interfacial tension on a difficult crude oil (API grade below 20 °) with the aid of the claimed surfactants, which is better by a factor of 3 than in the comparative example V10. The surfactant solution is clear and allows easy injection into a porous rock of suitable permeability. TABLE 5 Tests with light crude oil under high salinities
Figure imgf000033_0001
Wie man an dem Beispiel 12 der Tabelle 5 erkennen kann, lässt sich auch unter hohen Salinitäten von 150000 ppm TDS an einem einfachen Rohöl (API-Grad von 33°) mit Hilfe der beanspruchten Tenside eine niedrige Grenzflächenspannung von 0,007 mN/m erzielen. Die Tensidlösung ist ganz leicht streuend und erlaubt eine Injektion in ein poröses Gestein geeigneter Permeabilität.
Figure imgf000033_0001
As can be seen from Example 12 of Table 5, a low interfacial tension of 0.007 mN / m can be achieved even with high salinities of 150000 ppm TDS on a simple crude oil (API grade of 33 °) with the aid of the claimed surfactants. The surfactant solution is very slightly scattering and allows injection into a porous rock of suitable permeability.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Erdölförderung, mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens, bei dem eine wässrige Tensidformulierung enthaltend eine Tensidmischung zwecks Erniedrigung der Grenzflächenspannung zwischen Öl und Wasser auf < 0,1 mN/m, durch mindestens eine Injektionsbohrung in eine Erdöllagerstätte einge- presst und der Lagerstätte durch mindestens eine Produktionsbohrung Rohöl entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Tensidmischung mindestens ein sekundäres Alkansulfonat der allgemeinen Formel (I) 1 . A process for oil production, by Winsor type III microemulsion flooding, in which an aqueous surfactant formulation containing a surfactant mixture to reduce the interfacial tension between oil and water to <0.1 mN / m, injected through at least one injection well into a Erdöllagersta- and the deposit by at least a production well crude oil is taken, characterized in that the surfactant mixture at least one secondary alkanesulfonate of the general formula (I)
\ I I I
HC-S-O /b Mb+ (I) HC-SO / b Mb + (I)
R o und mindestens ein anionisches Tensid der allgemeinen Formel (II)  R o and at least one anionic surfactant of the general formula (II)
Figure imgf000034_0001
enthält, wobei
Figure imgf000034_0001
contains, where
R1 und R2 unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest stehen, wobei der Rest R1CHR2 14 bis 17 Kohlenstoffatomen aufweist; R 1 and R 2 independently represent a linear or branched, saturated aliphatic hydrocarbon radical, wherein the radical R 1 CHR 2 has 14 to 17 carbon atoms;
R3 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest und R 3 is a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical and
R4 für H oder einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest stehen, wobei der Rest R3R4CHCH2 8 bis 44 Kohlenstoffatome aufweist; R 4 is H or a linear or branched, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical, the radical R 3 R 4 CHCH 2 having from 8 to 44 carbon atoms;
jedes A° unabhängig für Ethylen, Propylen oder Butylen;  each A ° independently for ethylene, propylene or butylene;
k für eine ganze Zahl von 1 bis 99,  k is an integer from 1 to 99,
X für eine verzweigte oder unverzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, die mit einer OH-Gruppe substituiert sein kann;  X is a branched or unbranched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted with an OH group;
o für 0 oder 1 ;  o for 0 or 1;
jedes Mb+ unabhängig für ein Kation mit der Ladung b; each M b + independently for a cation with the charge b;
Ya" für eine Sulfatgruppe, Sulfonatgruppe, Carboxylatgruppe oder eine Phosphatgruppe; Y a "represents a sulfate group, sulfonate group, carboxylate group or a phosphate group;
b für 1 , 2 oder 3 und a für 1 oder 2 steht. b for 1, 2 or 3 and a stands for 1 or 2.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Method according to claim 1, characterized in that
R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen, und R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 to 16 carbon atoms, and
R4 für ein Wasserstoffatom steht. R 4 is a hydrogen atom.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Method according to claim 1, characterized in that
R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 10 oder 12 Kohlenstoffatomen, und R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 10 or 12 carbon atoms, and
R4 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 12 oder 14 Kohlenstoffatomen steht. R 4 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 12 or 14 carbon atoms.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Method according to claim 1, characterized in that
R3 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 14 oder 16 Kohlenstoffatomen, und R 3 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 14 or 16 carbon atoms, and
R4 für einen linearen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen steht. R 4 is a linear, saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon radical having 16 or 18 carbon atoms.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in allgemeiner Formel (II) k eine ganze Zahl im Bereich von 4 bis 50 ist. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in general formula (II) k is an integer in the range of 4 to 50.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in allgemeiner Formel (II) (OA°)k für n Butylen-, m Propylen- und I Ethylenoxy- gruppen steht, wobei n + m + I = k. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that in general formula (II) (OA °) k stands for n butylene, m propylene and I ethyleneoxy groups, where n + m + I = k.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die n Butylen-, m Propylen- und I Ethylenoxygruppen zumindest teilweise blockweise angeordnet sind. A method according to claim 6, characterized in that the n butylene, m propylene and I ethyleneoxy groups are arranged at least partially in blocks.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an den Rest (R3)(R4)-CH-CH2- in allgemeiner Formel (II) für (OA°)k ein Butylenoxyblock mit n Butylenoxygruppen, gefolgt von einem Propylenoxyblock mit m Propylen- oxygruppen und abschließend ein Ethylenoxyblock mit I Ethylenoxygruppen auftritt. A method according to claim 6, characterized in that subsequent to the radical (R 3 ) (R 4 ) -CH-CH 2 - in general formula (II) for (OA °) k a Butylenoxyblock with n Butylenoxygruppen, followed by a Propylenoxyblock with m propylene-oxy groups and finally an ethyleneoxy block with I ethyleneoxy groups occurs.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass m für eine ganze Zahl von 4 bis 15 und I für eine ganze Zahl von 0 bis 25 und n für 0 steht. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that m is an integer from 4 to 15 and I is an integer from 0 to 25 and n is 0.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass m für eine ganze Zahl von 4 bis 15 und I für eine ganze Zahl von 0 bis 25 und n für eine ganze Zahl von 1 bis 15 steht. Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that m is an integer from 4 to 15 and I is an integer from 0 to 25 and n is an integer from 1 to 15.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in allgemeiner Formel (II) der Rest (OX)0Ya" für OS(0)20", OCH2CH2S(0)20", OCH2CH(OH)CH2S(0)20", 0(CH2)3S(0)20", S(0)20", CH2C(0)0" oder für CH2CH(R')C(0)0", wobei R' Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, steht. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that in general formula (II) the radical (OX) 0 Y a " for OS (0) 2 0 " , OCH 2 CH 2 S (0) 2 0 " , OCH 2 CH (OH) CH 2 S (O) 2 O " , 0 (CH 2 ) 3 S (0) 2 0 " , S (0) 2 0 " , CH 2 C (0) 0 " or for CH 2 CH (R ') C (0) 0 " , wherein R' is hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Tensidformulierung neben der Tensidmischung noch mindestens ein Cosolvent ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butylmonoethylengly- kol, Butyldiethylenglykol, Butyltriethylenglykol, n-Propanol, iso-Propanol, n- Butanol, iso-Butanol, sek-Butanol, n-Pentanol und iso-Pentanol enthält. Method according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the aqueous surfactant formulation in addition to the surfactant still at least one co-solvent selected from the group consisting of Butylmonoethylengly- kol, Butyldiethylenglykol, Butyltriethylenglykol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, n-pentanol and iso-pentanol.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Tensidformulierung neben der Tensidmischung noch mindestens ein basisches Salz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Silicate enthält. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the aqueous surfactant formulation in addition to the surfactant still contains at least one basic salt selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide and silicates.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Tensidformulierung neben der Tensidmischung noch mindestens einen Chelatbildner enthält. 15. Tensidmischung wie in einem der Ansprüche 1 bis 1 1 angegeben. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the aqueous surfactant formulation in addition to the surfactant mixture also contains at least one chelating agent. 15. Surfactant mixture as specified in any one of claims 1 to 1 1.
16. Wässrige Tensidformulierung wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 angegeben. 16. Aqueous surfactant formulation as specified in any one of claims 1 to 14.
17. Verwendung einer wässrigen Tensidformulierung nach Anspruch 16 bei der Erdölförderung mittels Winsor Typ III Mikroemulsionsflutens. 17. Use of an aqueous surfactant formulation according to claim 16 in oil production by means of Winsor type III microemulsion flooding.
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