專利名稱：一種脫氫樅酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑、其合成方法及其在三次采油中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以脫氫揪酸為基礎(chǔ)原料的磺酸鹽型陰離子表面活性劑，及其合成 方法，以及該表面活性劑在三次采油中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
脫氫揪酸亦稱脫氫松香酸，松香酸是一類含有烷基氫化菲結(jié)構(gòu)的一元樹(shù)脂酸的總 稱，是一種重要的生物質(zhì)資源。松香酸共有九種異構(gòu)體，脫氫揪酸是其中的一種異構(gòu)體產(chǎn) 物。與松香酸中的其他異構(gòu)體相比較，脫氫揪酸分子骨架上不存在易發(fā)生氧化的雙鍵，而是 含有苯環(huán)，從而使其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。脫氫揪酸的三環(huán)菲骨架具有良好的疏水性，而羧基 又易于進(jìn)一步改性弓I入親水性基團(tuán)，從而制得不同類型的表面活性劑。我國(guó)松香資源豐富，脫氫揪酸由于其特殊的結(jié)構(gòu)而具有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值和發(fā)展?jié)?力。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)脫氫揪酸進(jìn)行改性，開(kāi)發(fā)出多種新型表面活性劑產(chǎn)品。趙淑英 (去氫揪酸合成兩性表面活性劑及其性質(zhì)[J] 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)，1995，15 (2) 19-24)等在 脫氫揪酸鈉鹽的基礎(chǔ)上合成了 N-(3-脫氫揪酰氧基-2-羥基丙基)-N-甲氧氨基乙酸鈉、 N_[N’ -(3-脫氫揪酰氧基-2-羥基丙基)氨基乙基]氨基乙酸鈉和N-[N’ -(3-脫氫揪酰 氧基-2-羥基丙基)雙氨基乙基]氨基乙酸鈉3種表面活性劑。段文貴(去氫揪酸基新型 甜菜堿類兩性表面活性劑的合成[J].現(xiàn)代化工，2004，24 (4): 39-42)等將脫氫揪酸先轉(zhuǎn)化 為脫氫揪酸甲酯或脫氫揪酰氯，再和蔗糖反應(yīng)生成可生物降解的非離子表面活性劑脫氫揪 酸蔗糖酯，同時(shí)還合成了 N- (3-脫氫揪酰氧基-2-羥基丙基)-N, N- 二甲基羧甲基甜菜堿和 N- (3-脫氫揪酰氧基-2-羥基丙基)-N，N- 二甲基-2-羥基磺丙基甜菜堿2種新型甜菜堿類 兩性表面活性劑。梁夢(mèng)蘭(松香衍生物的季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑的合成與性能測(cè)定[J]. 化學(xué)世界，2003，24 (4) :39—42)等以脫氫松香酸氨解成腈再還原后得到的產(chǎn)物脫氫松香胺 為原料，合成了 N，N- 二甲基-N-脫氫松香基氯化銨和N，N, N-三甲基-N-脫氫松香基單甲 酯胺。宋湛謙(N-脫氫揪基氨基酸類兩性表面活性劑合成及其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系研究[J]；林 產(chǎn)化學(xué)與工業(yè)；1996年03期)等以松香胺為原料與氯乙酸鈉及丙烯酸甲酯等反應(yīng)，合成了 四種氨基酸類兩性表面活性劑。20世紀(jì)20 30年代，先后有美國(guó)專利(US 1823439和US 3006411)提出表面活 性劑降低油水界面張力，從而提高原油采收率，由此產(chǎn)生了低張力表面活性劑驅(qū)油方法。但 因?yàn)楫?dāng)時(shí)一方面石油生產(chǎn)尚無(wú)迫切需要，另一方面也是沒(méi)有好的測(cè)量低界面張力的方法。 20世紀(jì)40年代Vormegut開(kāi)發(fā)了測(cè)量界面張力的旋滴法，20世紀(jì)60年代一些美國(guó)專利(US 3254714 ；US 3330344 ；US 3348611 ；US 3497006 ；US 3506070)相繼提出了由表面活性劑組 成的微乳液驅(qū)和泡沫驅(qū)，70年代開(kāi)展了低濃度表面活性劑驅(qū)。20世紀(jì)70年代兩次石油危 機(jī)刺激并加速了表面活性劑驅(qū)油技術(shù)的應(yīng)用研究，1971 1986年美國(guó)付諸實(shí)施的驅(qū)油方 案多達(dá)120多次。20世紀(jì)90年代美國(guó)提出復(fù)合驅(qū)，并開(kāi)展了油田先導(dǎo)性試驗(yàn)。20世紀(jì)90 年代中期石油價(jià)格的下跌，使西方一些主要的石油公司停止了化學(xué)驅(qū)的礦場(chǎng)試驗(yàn)研究。我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，于20世紀(jì)80年代開(kāi)展了表面活性劑驅(qū)的研究，90年代復(fù)合驅(qū)的 研究和應(yīng)用得到了較大的發(fā)展，在大慶油田、勝利油田、新疆油田、遼河油田等大型油田都 開(kāi)展了含表面活性劑的復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn)。近年來(lái)，為了保持我國(guó)各大主力油田 的可持續(xù)發(fā)展，表面活性劑驅(qū)作為一種極有潛力的提高采收率的方式，重新成為國(guó)內(nèi)外研 究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的陰離子磺酸鹽型表面活性劑，具體的是脫氫揪 酰胺乙基磺酸鹽表面活性劑，該表面活性劑具有較高的表面活性，優(yōu)良的乳化和泡沫能力， 能使油水界面張力降低到超低界面張力，能夠廣泛應(yīng)用到三次采油體系中，提高原油采收率。本發(fā)明的另一目的是提供了該表面活性劑的合成方法。本發(fā)明的再一目的是提供上述脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽表面活性劑用于三次采油 配方體系及該配方體系的組成。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本申請(qǐng)所采用的技術(shù)方案如下 一種脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
一種脫氫樅酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式如下。54815dest_path_image001.jpg
2.制備權(quán)利要求1所述的脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑的方法，包括以下步驟(1)中間體脫氫揪酰氯的合成 將2. 5質(zhì)量分的脫氫揪酸和4. 0質(zhì)量分的甲苯加入四口瓶中，將電動(dòng)攪拌器、回流冷 凝管、氣體吸收裝置、溫度計(jì)及恒壓滴液漏斗與四口瓶連接，將1. (Tl. 5質(zhì)量分的氯化亞砜 裝入恒壓滴液漏斗中，將體系加熱至30°C，滴加氯化亞砜至體系中，30分鐘內(nèi)滴加完畢，體 系保持在25 35°C繼續(xù)反應(yīng)10小時(shí)，蒸出甲苯和過(guò)量的氯化亞砜，減壓蒸餾得到淡黃色粘 稠狀脫氫揪酰氯；⑵脫氫揪酰胺乙基磺酸的合成 將1. (Tl. 5質(zhì)量分的?；撬岷?. 0質(zhì)量分的丙酮與水的混和溶劑裝入帶有電動(dòng)攪拌 器、回流冷凝管、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的四口瓶中，其中丙酮與水的混合溶劑是體積比為 1 1的丙酮與水混合制得；將2. 6質(zhì)量分的脫氫揪酰氯溶于1. 2質(zhì)量分丙酮中后裝入恒壓 滴液漏斗，在攪拌狀態(tài)下滴加至體系中，同時(shí)滴加20%氫氧化鈉水溶液保持體系pH值纊9， 30min內(nèi)滴加完畢后在室溫下繼續(xù)反應(yīng)3-6小時(shí)，反應(yīng)完成后，用6mol/L的鹽酸溶液酸化 至pH值;T4，將產(chǎn)物過(guò)濾、水洗至中性，用石油醚洗滌，干燥得到淺黃色粉末脫氫揪酰胺乙 基磺酸；⑶脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽的合成按照Na或k離子與脫氫揪酰胺乙基磺酸的摩爾比為1 :1的比例，將20%氫氧化鈉或氧 氧化鉀水溶液放入帶有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的四口瓶中，在攪拌條件下滴加脫 氧揪酰胺乙基磺酸，30min內(nèi)滴加完畢，控制反應(yīng)溫度< 40°C，得到脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽 水溶液。
3.權(quán)利要求1所述的脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑用于油田三次采油配方體 系，按重量百分比該三次采油配方體系由以下各組分組成脫氫揪酰胺乙基磺酸鹽表面活 性劑0. 01% 0. 3%，聚合物0. 05 0. 3%，助劑醇0. 5 5. 0%，余量為油田注入清水或回注污水。
4.按照權(quán)利要求3所述的三次采油配方體系，其特征在于所述聚合物為部分水解聚 丙烯酰胺，水解度為209^30%，相對(duì)分子質(zhì)量為5. 0X10…3. 0X107;所述助劑醇是乙醇、丙 醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇或異戊醇中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種脫氫樅酰胺乙基磺酸鹽型表面活性劑、其制備方法及該表面活性劑在三次采油中的應(yīng)用；該表面活性劑以脫氫樅酸為原料，依次經(jīng)過(guò)?；?、磺酸化反應(yīng)，最后與堿反應(yīng)成鹽制得；從而為表面活性劑這個(gè)大家族增添了一個(gè)新品種，該表面活性劑用于三次采油，在無(wú)堿的二元體系配方中可使大慶油田采油二廠原油的界面張力降至10-2~10-4mN/m數(shù)量級(jí)。
文檔編號(hào)C09K8/584GK101972614SQ201010502589
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者丁偉, 于濤, 曲廣淼, 李鐘 , 欒和鑫 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)