专利名称：一种脱氢枞酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂、其合成方法及其在三次采油中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以脱氢揪酸为基础原料的磺酸盐型阴离子表面活性剂，及其合成 方法，以及该表面活性剂在三次采油中的应用。
背景技术：
脱氢揪酸亦称脱氢松香酸，松香酸是一类含有烷基氢化菲结构的一元树脂酸的总 称，是一种重要的生物质资源。松香酸共有九种异构体，脱氢揪酸是其中的一种异构体产 物。与松香酸中的其他异构体相比较，脱氢揪酸分子骨架上不存在易发生氧化的双键，而是 含有苯环，从而使其化学性质比较稳定。脱氢揪酸的三环菲骨架具有良好的疏水性，而羧基 又易于进一步改性弓I入亲水性基团，从而制得不同类型的表面活性剂。我国松香资源丰富，脱氢揪酸由于其特殊的结构而具有极大的开发价值和发展潜 力。近年来，国内许多学者对脱氢揪酸进行改性，开发出多种新型表面活性剂产品。赵淑英 (去氢揪酸合成两性表面活性剂及其性质[J] 林产化学与工业，1995，15 (2) 19-24)等在 脱氢揪酸钠盐的基础上合成了 N-(3-脱氢揪酰氧基-2-羟基丙基)-N-甲氧氨基乙酸钠、 N_[N’ -(3-脱氢揪酰氧基-2-羟基丙基)氨基乙基]氨基乙酸钠和N-[N’ -(3-脱氢揪酰 氧基-2-羟基丙基)双氨基乙基]氨基乙酸钠3种表面活性剂。段文贵(去氢揪酸基新型 甜菜碱类两性表面活性剂的合成[J].现代化工，2004，24 (4): 39-42)等将脱氢揪酸先转化 为脱氢揪酸甲酯或脱氢揪酰氯，再和蔗糖反应生成可生物降解的非离子表面活性剂脱氢揪 酸蔗糖酯，同时还合成了 N- (3-脱氢揪酰氧基-2-羟基丙基)-N, N- 二甲基羧甲基甜菜碱和 N- (3-脱氢揪酰氧基-2-羟基丙基)-N，N- 二甲基-2-羟基磺丙基甜菜碱2种新型甜菜碱类 两性表面活性剂。梁梦兰(松香衍生物的季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能测定[J]. 化学世界，2003，24 (4) :39—42)等以脱氢松香酸氨解成腈再还原后得到的产物脱氢松香胺 为原料，合成了 N，N- 二甲基-N-脱氢松香基氯化铵和N，N, N-三甲基-N-脱氢松香基单甲 酯胺。宋湛谦(N-脱氢揪基氨基酸类两性表面活性剂合成及其结构与性质关系研究[J]；林 产化学与工业；1996年03期)等以松香胺为原料与氯乙酸钠及丙烯酸甲酯等反应，合成了 四种氨基酸类两性表面活性剂。20世纪20 30年代，先后有美国专利(US 1823439和US 3006411)提出表面活 性剂降低油水界面张力，从而提高原油采收率，由此产生了低张力表面活性剂驱油方法。但 因为当时一方面石油生产尚无迫切需要，另一方面也是没有好的测量低界面张力的方法。 20世纪40年代Vormegut开发了测量界面张力的旋滴法，20世纪60年代一些美国专利(US 3254714 ；US 3330344 ；US 3348611 ；US 3497006 ；US 3506070)相继提出了由表面活性剂组 成的微乳液驱和泡沫驱，70年代开展了低浓度表面活性剂驱。20世纪70年代两次石油危 机刺激并加速了表面活性剂驱油技术的应用研究，1971 1986年美国付诸实施的驱油方 案多达120多次。20世纪90年代美国提出复合驱，并开展了油田先导性试验。20世纪90 年代中期石油价格的下跌，使西方一些主要的石油公司停止了化学驱的矿场试验研究。我国由于经济发展的需要，于20世纪80年代开展了表面活性剂驱的研究，90年代复合驱的 研究和应用得到了较大的发展，在大庆油田、胜利油田、新疆油田、辽河油田等大型油田都 开展了含表面活性剂的复合驱先导试验和矿场试验。近年来，为了保持我国各大主力油田 的可持续发展，表面活性剂驱作为一种极有潜力的提高采收率的方式，重新成为国内外研 究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的阴离子磺酸盐型表面活性剂，具体的是脱氢揪 酰胺乙基磺酸盐表面活性剂，该表面活性剂具有较高的表面活性，优良的乳化和泡沫能力， 能使油水界面张力降低到超低界面张力，能够广泛应用到三次采油体系中，提高原油采收率。本发明的另一目的是提供了该表面活性剂的合成方法。本发明的再一目的是提供上述脱氢揪酰胺乙基磺酸盐表面活性剂用于三次采油 配方体系及该配方体系的组成。为了实现上述发明目的，本申请所采用的技术方案如下 一种脱氢揪酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂，其结构式如下
权利要求
一种脱氢枞酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂，其结构式如下。54815dest_path_image001.jpg
2.制备权利要求1所述的脱氢揪酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂的方法，包括以下步骤(1)中间体脱氢揪酰氯的合成 将2. 5质量分的脱氢揪酸和4. 0质量分的甲苯加入四口瓶中，将电动搅拌器、回流冷 凝管、气体吸收装置、温度计及恒压滴液漏斗与四口瓶连接，将1. (Tl. 5质量分的氯化亚砜 装入恒压滴液漏斗中，将体系加热至30°C，滴加氯化亚砜至体系中，30分钟内滴加完毕，体 系保持在25 35°C继续反应10小时，蒸出甲苯和过量的氯化亚砜，减压蒸馏得到淡黄色粘 稠状脱氢揪酰氯；⑵脱氢揪酰胺乙基磺酸的合成 将1. (Tl. 5质量分的牛磺酸和4. 0质量分的丙酮与水的混和溶剂装入带有电动搅拌 器、回流冷凝管、温度计和恒压滴液漏斗的四口瓶中，其中丙酮与水的混合溶剂是体积比为 1 1的丙酮与水混合制得；将2. 6质量分的脱氢揪酰氯溶于1. 2质量分丙酮中后装入恒压 滴液漏斗，在搅拌状态下滴加至体系中，同时滴加20%氢氧化钠水溶液保持体系pH值纩9， 30min内滴加完毕后在室温下继续反应3-6小时，反应完成后，用6mol/L的盐酸溶液酸化 至pH值;T4，将产物过滤、水洗至中性，用石油醚洗涤，干燥得到浅黄色粉末脱氢揪酰胺乙 基磺酸；⑶脱氢揪酰胺乙基磺酸盐的合成按照Na或k离子与脱氢揪酰胺乙基磺酸的摩尔比为1 :1的比例，将20%氢氧化钠或氧 氧化钾水溶液放入带有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口瓶中，在搅拌条件下滴加脱 氧揪酰胺乙基磺酸，30min内滴加完毕，控制反应温度< 40°C，得到脱氢揪酰胺乙基磺酸盐 水溶液。
3.权利要求1所述的脱氢揪酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂用于油田三次采油配方体 系，按重量百分比该三次采油配方体系由以下各组分组成脱氢揪酰胺乙基磺酸盐表面活 性剂0. 01% 0. 3%，聚合物0. 05 0. 3%，助剂醇0. 5 5. 0%，余量为油田注入清水或回注污水。
4.按照权利要求3所述的三次采油配方体系，其特征在于所述聚合物为部分水解聚 丙烯酰胺，水解度为209^30%，相对分子质量为5. 0X10…3. 0X107;所述助剂醇是乙醇、丙 醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇或异戊醇中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种脱氢枞酰胺乙基磺酸盐型表面活性剂、其制备方法及该表面活性剂在三次采油中的应用；该表面活性剂以脱氢枞酸为原料，依次经过酰基化、磺酸化反应，最后与碱反应成盐制得；从而为表面活性剂这个大家族增添了一个新品种，该表面活性剂用于三次采油，在无碱的二元体系配方中可使大庆油田采油二厂原油的界面张力降至10-2~10-4mN/m数量级。
文档编号C09K8/584GK101972614SQ201010502589
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者丁伟, 于涛, 曲广淼, 李钟 , 栾和鑫 申请人:东北石油大学