专利名称：一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐的制备及其在提高石油采收率中的应用的制作方法
技术领域：
一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐的制备及其在提高石油采收率中的应用，属于胶体 与界面化学技术领域。
背景技术：
油田经过一采(自喷)和二采(注水驱)一般仅能采出30% 40%的原油， 60% 70%的原油仍残留地下。研究表明，要采出这部分残留油必须应用三次采油技术。化 学驱是最重要的三次采油技术之一。它通过在注入液中添加碱、表面活性剂以及聚合物等 化学剂，降低原油/地层水界面张力，提高注入液粘稠度，从而达到进一步提高采收率的目 的。研究表明，我国大多数油藏属于低酸值原油，适合采用碱-表面活性剂-聚合物(ASP) 三元复合驱。我国大庆、胜利等油田进行的矿场实验表明，三元复合驱能提高采收率20%左 右，但矿场实验也发现，强碱NaOH可能通过与岩石或地层水中矿物质的反应，生成不溶性 物质，导致设备和油井结垢、毛细通道堵塞以及设备腐蚀等问题，为此近年来更提倡弱碱三 元复合驱或者无碱二元复合驱油。不幸的是，适用于三元复合驱的廉价阴离子型表面活性 剂如石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐(HABS)、石油羧酸盐等在无碱条件下通常难以见效，而无 碱条件下有效的表面活性剂多为两性型，它们价格昂贵。另一方面，无碱驱油效率往往逊于 三元复合驱，这表明碱的某些作用在一定程度上可能是不可替代的。因此弱碱三元复合驱 可能是更好的折中方案。适用于强碱三元复合驱的廉价阴离子型表面活性剂，经过改进或许能适应弱碱三 元复合驱。但它们仍存有另外的缺陷，即组成复杂多变，含有结构不明物质，常给产品质量 控制和配方稳定性带来不利影响。另外相关原料产量有限，难以满足油田日益增长的需要， 例如HABS通常根据分子量大小分为两个组分，即高分子量、亲油性的HABS2#和分子量相对 较低、亲水性的HABS1#，尽管特定情况下HABS1#可用直链烷基苯磺酸钠盐(LAS)代替，但 HABS2#尚未有合适的替代品，其原料2#重烷苯国内产量仅1 2万吨/年。为此需要研发 HABS2#的替代品。众所周知，石油磺酸盐和HABS的有效成分是烷基芳基磺酸盐，其中相当一部分是 双烷基苯磺酸盐。因此人工合成长链双烷基苯磺酸盐具有重要的技术意义。从分子结构看， 使苯环上带有两个长链烷基是为了增加表面活性剂的亲油性，但合成双长链烷基苯需要适 当链长的烯烃或卤代烃，原料供应有相当的难度。另一方面采用酰氯与烷基苯反应，可以得 到长链烷基酰基苯，由于酰基具有良好的化学稳定性，因此无需将酰基还原成烷基，可直接 磺化得到烷基酰基苯磺酸盐。我们的研究表明，它们具有与双长链烷基苯磺酸盐类似的性 质。而各种链长的酰氯可以从脂肪酸制备，它们来源广泛，基于可再生原料。
发明内容
本发明的目的是合成一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐阴离子表面活性剂，并考察其
3应用于弱碱三元复合驱提高石油采收率的可行性。本发明的技术方案一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂，以工业十二烷基 苯和脂肪酰氯为原料，在十二烷基苯芳环上引入一个长链酰基制取烷基酰基苯，再经过磺 化、中和制备得到一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐。引入一个长链酰基使得表面活性剂的亲 油性增强。该表面活性剂具有如下明确的分子结构
权利要求
一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂，其特征是以工业十二烷基苯和脂肪酰氯为原料，在十二烷基苯芳环上引入一个长链酰基制取烷基酰基苯，再经过磺化、中和制备得到一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐，其结构式为根据工业十二烷基苯的组成，式中R为C10 C13烷基，平均为C12烷基；苯环上引入了一个长链酰基，酰基的碳原子数为C6～C18，即n为4～16。FSA00000239313100011.tif
2.根据权利要求1所述长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂，其特征是η为6 10。
3.根据权利要求1所述长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂，其特征是当η为10时， 即为十二烷基月桂酰基苯磺酸钠盐，缩写DLBS。
4.权利要求1所述长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂的制备方法，其特征在于制备 步骤为(1)制取烷基酰基苯在AlCl3存在下，用十二烷基苯与脂肪酰氯反应制取烷基酰基 苯十二烷基苯与脂肪酰氯摩尔比为1 1.5 2.5，脂肪酰氯与々1(13摩尔比为1 1.0 1. 4，冰浴下滴加脂肪酰氯，滴完后升温，反应温度30 50°C，反应时间3 6小时，十二 烷基苯的酰化转化率达95%以上；反应结束后冰浴条件下用5mol/L浓盐酸水解烷基酰基 苯-AlCl3络合物，用石油醚萃取有机相，水洗有机相至pH中性，旋蒸除去石油醚，再用体积 比为10 1的乙醇-水溶液萃取除去脂肪酸，得到烷基酰基苯；(2)磺化用氯磺酸磺化烷基酰基苯，烷基酰基苯与氯磺酸摩尔比为1 2 2. 6，反应 温度为30 40°C，反应时间为3 4小时，得到烷基酰基苯磺酸，磺化率最高接近70% ；(3)中和最后用30%NaOH水溶液中和所得烷基酰基苯磺酸之磺酸基，即得目标产物 烷基酰基苯磺酸钠盐粗产品，经进一步萃取分离和柱色谱分离制得烷基酰基苯磺酸钠盐纯 化物。
5.根据权利要求1所述长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂，其特征是长链烷基酰 基苯磺酸钠盐产品在45°C下具有良好的水溶性和优良的表面活性，45°C下临界胶束浓度为 10_5mol/L 数量级，Y cmc 达 30mN/m 以下。
6.权利要求1所述的长链烷基酰基苯磺酸钠盐表面活性剂在提高石油采收率中的 应用，其特征是长链烷基酰基苯磺酸钠盐产品具有良好的油溶性，是一种优良的驱油用表 面活性剂，能够取代HABS2#，用于强碱尤其弱碱三元复合驱；该产品与HABS1#复配，能在 0.5% 1.0%Na0H浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水界面张力降到10_3mN/m数量 级，尤其是与HABS1#以及少量两性表面活性剂复配，能在1. 2% 2. 0% Na2CO3浓度范围内 使大庆四厂原油/模拟地层水界面张力降到10_3mN/m数量级。
全文摘要
一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐的制备及其在提高石油采收率中的应用，属于胶体与界面化学技术领域。本发明以工业级十二烷基苯和脂肪酰氯为原料，经过酰基化反应、磺化反应以及中和反应制备了长链烷基酰基苯磺酸钠盐。实验表明，45℃下十二烷基月桂酰基苯磺酸钠盐DLBS(5mM)能使C7～C16正构烷烃与水的界面张力降到10-1mN/m数量级，与HABS1#复配，能在0.5％～1.0％ NaOH浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水界面张力降到10-3mN/m数量级，尤其是与HABS1#以及少量两性表面活性剂复配，能在1.2％～2.0％Na2CO3浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水界面张力降到10-3mN/m数量级。本发明产品有望代替HABS2#，用于强碱尤其是弱碱三元复合驱。
文档编号C07C303/32GK101935522SQ20101025989
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者吴乐, 孙明明, 崔正刚, 王峰, 蒋建中 申请人:江南大学