1.一種復(fù)合型表面活性劑,以摩爾份數(shù)計包括以下組分:
(1)0.01~1摩爾的陽離子表面活性劑;
(2)1摩爾的陰離子表面活性劑;
其中,(1)組分的分子通式為:
式(1)中,R1為C4~C32的烷基,R2、R3獨立選自(CH2)dOH或(CH2)eCH3中的一種;a=1、b=0,R4選自(CH2)dOH、(CH2)eCH3中的一種,d=2~4中的任一整數(shù),e=0~5中的任一整數(shù);或a=1、b=1,R4選自CH2(CH2)fCH2,f=0~5中的任一整數(shù);Yk-為負電荷數(shù)為k的陰離子;
(2)組分的分子通式為:
R5×[(CH2CH2O)m1(CH3CHCH2O)n(CH2CH2O)m2R6COOM]j,式(II);
式(II)中:R5為C8~C30的直鏈或支鏈的飽和及不飽和烷基;m1、m2為丙氧基團PO的加合數(shù),m1=0~50、m2=0~50;n為乙氧基團EO的加合數(shù),n=0~100;R6為C1~C5的亞烷基或羥基取代亞烷基,M選自氫、堿金屬或者由式NR7(R8)(R9)(R10)所示基團中的至少一種,R7、R8、R9、R10為獨立選自H、(CH2)dOH或(CH2)eCH3中的一種,d=2~4、e=0~5中的任一整數(shù);X為雜原子,j為羧酸根的個數(shù),j=1或2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于所述X為氧原子,j=1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于所述X為氮原子,j=2,所述(2)組分的結(jié)構(gòu)式如式(III)所示:
式(III)中,R11為C8~C30的直鏈或支鏈的飽和及不飽和烷基;r1、r2、r3或r4獨立選自0~50,但r1和r2、r3和r4不能同時為0;s1和s2獨立選自0~100,但s1和s2 不能同時為0;R12和R′12獨立選自C1~C5的亞烷基或羥基取代亞烷基中的至少一種;Z和Z′獨立選自COOM或氫中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于所述R1為C8~C24的烷基,R2、R3為甲基、乙基、羥乙基或芐基中的一種;d=2,e=0~1,f=0~2;Y-為Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-或CH3COO-中的至少一種;所述R5為C12~C24的烷基;m1=0~10,m2=0~10,n=0~20,且m1+m2與n不同時為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于所述R11為C12~C24的烷基;r1+r2=0~10,r3+r4=0~10,s1+s2=0~20,且r1+r2+r3+r4與s1+s2不同時為零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5任一所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于,所述復(fù)合型表面活性劑,以摩爾份數(shù)計,還包括以下組分:
(3)1~20摩爾的短碳鏈醇;
(4)1~10摩爾的鹽;
其中,短碳鏈醇選自C1~C8的脂肪醇;鹽選自金屬鹵化物、羥基取代的羧酸鹽中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合型表面活性劑,其特征在于所述陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的摩爾比(0.05~0.95)∶1,陰離子表面活性劑與短碳鏈醇與鹽的摩爾比1∶(2~15):(1~5)。
8.權(quán)利要求1~7任一所述的復(fù)合型表面活性劑的低成本制備方法,包括以下步驟:
(a)陽離子表面活性劑的制備:
當(dāng)a=1,b=0時,陽離子表面活性劑為單鏈季銨鹽,可通過市售得到;當(dāng)a=1,b=1時,陽離子表面活性劑為雙鏈季銨鹽,其制備過程為:將脂肪胺與Y01CH2(CH2)fCH2Y02按所需摩爾比在短碳鏈醇水溶液中混合,升溫至回流反應(yīng)2~100小時,得到所需的陽離子表面活性劑水溶液或短碳鏈醇水溶液;其中,短碳鏈醇水溶液的濃度為0~100wt%,短碳鏈醇選自C1~C5的脂肪醇,Y01、Y02選自氯、溴或碘,f=0~2;
(b)陰離子表面活性劑的制備:
①在堿性催化劑存在下,烷基醇或烷基胺依次與所需量環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷反應(yīng)得到烷基醇聚醚;
②將步驟(b)①得到的產(chǎn)物與Y03R6COOR01以及堿金屬氫氧化物或堿金屬醇鹽以摩爾比1:(1~5):(1~10)混合,攪拌下于反應(yīng)溫度50~120℃反應(yīng)3~15小時,無需分離,繼續(xù)加入水進行皂化反應(yīng),回流1~10小時后,加入步驟(a)得到的陽離子表面活性劑水溶 液或短碳鏈醇水溶液,升溫至40~100℃攪拌1~5小時,得到所需的復(fù)合型表面活性劑;其中,Y03選自氯、溴或碘,R6選自C1~C5的亞烷基或羥基取代亞烷基中的至少一種,R01選自C1~C8的烷基。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合型表面活性劑的制備方法,其特征是步驟(b)①中所述的反應(yīng)溫度為120~160℃,壓力為0.30~0.60MPa表壓,堿性催化劑為氫氧化鉀或無水碳酸鉀中的至少一種;②中所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀或氫氧化鈉中的至少一種,烷基醇或烷基胺聚醚與Y03R6COOR01以及堿金屬氫氧化物或堿金屬醇鹽的摩爾比為1:(1~3):(2~6),Y03選自氯或溴中的一種,R6選自C1~C3的亞烷基,R01為C1~C4的烷基。
10.權(quán)利要求1~7任一所述的復(fù)合型表面活性劑在油田驅(qū)油中的應(yīng)用。