一种糖基阴-非型表面活性剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种糖基阴-非型表面活性剂及其制备方法，属于油田化学领域。
【背景技术】
[0002] 随着石油开采进入中后期，在我国部分油田的生产中，油田采出水含量日益增加。 为增加石油产量，现场会大量使用三次采油方式，而我国三次采油方式主要为化学驱，即在 注入水中添加各种化学剂，以改善水的驱油及波及性能。目前采用的化学驱主要包括聚合 物驱、碱水驱、表面活性剂驱以及复合驱（二元复合、三元复合）等方法。近年，国家对环保 问题高度关注，在三次采油方式中最常用的聚-表-碱三元复合驱由于有碱存在，会严重损 害储层并造成地层水污染，因此化学驱更倾向于无碱的聚-表二元复合驱。在无碱情况下， 对表面活性剂的性能要求进一步提高，表面活性剂是所用化学剂中的一种重要组分，它能 极大地降低油水界面张力，提高采收率幅度较大，因而在化学驱提高原油采收率领域得到 广泛应用。目前，制备石油磺酸盐（KPS)系列表面活性剂的工艺相对成熟，为了满足油田上 耐温抗盐的要求，将其与非离子型的表面活性剂进行复配，这一复配体系作为驱油用表面 活性剂的首选。但在驱油剂不含碱时，石油磺酸盐降低油水界面张力能力较弱，且复配体系 容易产生色谱分离，难以达到理想的驱油效果，因此，合成一种环境友好型且性能优越的表 面活性剂是未来油田用表面活性剂发展的方向。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种糖基阴-非型表面活性剂及其制备方 法。该表面活性剂是在葡萄糖分子上引入疏水基团生成非离子型表面活性剂，再接入磺酸 基团，使其具备耐温和抗盐性能，且水溶性好，所用葡萄糖分子来源广泛、成本较低且易降 解。本发明所述制备方法原理可靠，操作简单，制备的表面活性剂性能优异，符合油田需要。
[0004] 为实现上述目的，本发明的详细技术方案如下：
[0005] -种糖基阴-非型表面活性剂，以中间体N-十二烷基葡萄糖胺与2-氯乙基磺酸 钠发生双分子亲核取代反应（SN2)合成，其结构式如下：
[0006]
[0007] 所述中间体N-十二烷基葡萄糖胺结构式如下：
[0008]
[0009] 所述N-十二烷基葡萄糖胺，其可单独作为一种非离子表面活性剂使用，具有抗盐 能力强的特点，但因其达到一定温度后会出现浊点影响使用效果，耐温性能差；引入磺酸基 团后，浊点消失，耐温能力明显增强，水溶性也得到显著改善。
[0010] 本发明还提供一种糖基阴-非型表面活性剂的制备方法，依次包括以下步骤：
[0011] ⑴将葡萄糖和十二胺按摩尔比为η(葡糖糖）：n(十二胺）=1:1. 1~1.5分 别量取后放入三口烧瓶中，25°C~35°C下，搅拌并反应6h后析出白色固体，升温至45°C~ 60°C反应3h，冷却至室温析出固体，抽滤，用丙酮与正己烷的混合溶剂洗涤，直至除去过量 的十二胺，用乙醇重结晶，抽滤，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺；
[0012] (2)将2-氯乙基磺酸钠和步骤（1)中制得的N-十二烷基葡萄糖胺按摩尔比为 η(N-十二烷基葡糖糖胺）：η(2-氯乙基磺酸钠）=1:1. 05~1. 30量取，放入三口烧瓶中，以 乙醇和水为混合溶剂，缓慢滴加NaOH水溶液，在加热温度50°C~65°C下，搅拌并反应9h，减 压蒸馏除去溶剂乙醇和少量的水，得粘稠状橙色液体，用丙酮萃取，析出淡黄色膏状固体， 抽滤，真空烘干，得到糖基阴-非型表面活性剂。
[0013] 优选的，所述葡萄糖和十二胺按摩尔比优选为n(葡糖糖）：n(十二胺）=1:1. 4 ; 所述第一阶段搅拌反应温度为30°C;升温后反应温度为50°C。
[0014] 优选的，所述N-十二烷基葡糖糖胺和2-氯乙基磺酸钠按摩尔比为η(N-十二烷基 葡糖糖胺）：η(2-氯乙基磺酸钠）=1:1.20;所述加热温度为55°C。
[0015] 本发明的有益效果：
[0016] 与普通表面活性剂相比，本发明表面活性剂浊点消失；在高含盐条件下，表面活性 增强，降低油水界面张力能力增强；且只对亲油表面实现润湿反转；实验表明，本发明表面 活性剂在蒸馏水中cmc和γcmc分别为5X10 3mol/L和24. 9mN/m。在NaCl浓度为17. 55g/ L，本发明表面活性剂浓度为0. 3wt%时，在无碱条件下，该体系与新疆七东1区原油的IFT 可降至0. 05mN/m;浓度为0. 35wt%的本发明表面活性剂，可将亲油表面（107. 5° )转变为 亲水表面（80. 9° )。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明中间体和目标产物的红外谱图；
[0018] 图2为本发明表面活性剂的γ-logc曲线图；
[0019] 图3为本发明表面活性剂的表面活性与盐浓度的关系图；
[0020] 图4为本发明降低油水界面张力和盐浓度的关系图；
[0021] 图5为本发明降低油水界面张力和表面活性剂浓度的关系图；
[0022] 图6为油滴在亲油表面的铺展情况图；
[0023] 图7为油滴在亲水表面的铺展情况图；
[0024] 图8为本发明表面活性剂的润湿改善能力与浓度及表面性质的关系图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述 的【具体实施方式】。
[0026] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0027] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0028] (1)糖基阴-非型表面活性剂的制备：
[0029] 实施例一、
[0030] 取6. 0g无水葡萄糖和8. 64g十二胺置于三口烧瓶中，加入120mL甲醇，反应过程 中搅拌，30°C下反应6h析出白色固体，升温至50°C反应3h;冷却至室温析出固体，抽滤，用 V(丙酮）：V(正己烷）=7:3的混合溶剂洗涤，直至除去过量的十二胺；用乙醇重结晶，抽 滤，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺6. 23g。
[0031] 取3. 0g的N-十二烷基葡萄糖胺，加入100mL乙醇溶解，取1. 72g的2-氯乙基磺 酸钠，用10mL水溶解后置于三口烧瓶中；缓慢滴加NaOH水溶液，55°C下搅拌并反应9h。减 压蒸馏除去溶剂乙醇和少量的水，得粘稠状橙色液体。用丙酮萃取，析出淡黄色膏状固体， 抽滤，真空烘干，得到糖基阴-非型表面活性剂1. 65g。
[0032] 实施例二、
[0033] 取6. 0g无水葡萄糖和6. 79g十二胺置于三口烧瓶中，加入120mL甲醇。反应过程 中搅拌，30 °C下反应6h析出白色固体，升温至50 °C反应3h。冷却至室温析出固体，抽滤，用 V(丙酮）：V(正己烷）=7:3的混合溶剂洗涤，直至除去过量的十二胺；用乙醇重结晶，抽 滤，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺4. 24g。
[0034] 取3. 0