本发明涉及石油开采技术领域,具体是一种二元复合驱采油用烷基苯磺酸盐的制备方法。
背景技术:
随着三次采油大规模的应用,磺酸盐在三次采油中的作用显而易见。三次采油中,主要通过加入磺酸盐、聚合物和碱等物质降低由于粘度,降低界面张力和提高注入液的波及系数,以此达到增加毛管数,提高地层岩石表面的润湿性,改善原油的分散性,改变原油的流变性,从而提高原油的采收率。
三元复合驱是20世纪80年代发展起来的强化采油新技术,是利用碱、表活剂和聚合物三种化合物混合物所构成的一种驱油技术。通过界面张力的降低和碱的波及范围远大,加入了聚合物有利于进行流度的控制,减少复合体系指进和扩大波及体积,在大庆油田、胜利油田进行了多处三元驱的矿场实验,取得了良好的效果。该技术具有活性剂用量少,驱油效率高等特点,大幅度降低了表活剂驱带来的高成本。但在开发中也暴露了一些问题,比如结垢防垢问题和采出液破乳问题,还有加入了一定量的碱,由于碱在地层中大量被吸附,堵塞了地层孔道,致使地层结构的破坏,为进一步开采带来了巨大困难。
二元复合驱作为一种新的驱油方法,能够很好的克服三元驱的一些缺点,表活剂聚合物的二元体系可最大程度的发挥聚合物的黏弹性,减少乳化液带来的负面影响,彻底清除结垢问题。但二元复合驱也存在降低界面张力性能差,聚表体系的性能研究少,微观渗流探索不足等问题,所以依然需要开发新型的磺酸盐表活剂。
当前三次采油所用的磺酸盐主要有重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐,重烷基苯磺酸盐是一类含有16-24个碳链长度的苯磺酸盐,通过研究发现其具有优良的降低表面张力的特性,重烷基苯磺酸盐当前被用作三次采油的重要表面活性剂。石油磺酸盐也是当前用于三次采油比较多的一种磺酸盐,石油磺酸盐石油减二减三线的原料油直接磺化所得,组分复杂,与原有结构相似,生产成本低,当前应用较多。但石油磺酸盐一般只能降低油/水界面张力至l×10-2mn/m数量级,达不到驱油所需超低油水界面张力的要求,大大限制了石油磺酸盐在二元复合驱的应用。
到目前为止,二元复合驱所用的磺酸盐阴离子表活剂种类非常少。cn01144907.1烷基苯磺酸盐表面活性剂、其制备及在三次采油中的应用选择重烷基苯为原料,进行磺化得到烷基苯磺酸和硫酸的混合物,在进行分酸得到中间产物烷基苯磺酸,在进行中和得到烷基苯磺酸盐,在进行复配得到最终产物烷基苯磺酸盐表面活性剂。与发明人提出的技术方案在于制备步骤不同。中国专利公开号为“cn101684405a”的“一种双子长链烷基本磺酸盐驱油剂的制备方法”[王雨],以n,n-二甲基甲酰胺等为原料制取一种双子长链烷基本磺酸盐驱油剂,中国专利公开号为“101659860a”的“一种采油用不对称双子驱油剂及其制备方法”[陈权生],制备出一种不对称性双子磺酸盐驱油剂;cn00120947.7含烷基苯磺酸盐表面活性剂的三元复配组合物及其应用,采用的为烷基苯磺酸盐表面活性剂—碱或复合碱—聚合物三元驱体系,其各组分含量为:
烷基苯磺酸盐0.1-0.3份
碱或复合碱1.0-1.4份
聚合物0.08-0.15份
与本发明人提供的技术方案配合物不同,其步骤也不同。
cn99106077.6烷基苯磺酸盐表面活性剂、其制备方法及其在三次采油中的应用是以重烷基苯为原料进行磺化得到中间产物烷基苯磺酸在进行中和得到烷基苯磺酸盐。与发明人提出的技术方案在于制备步骤不同。
以上专利提出的制备磺酸盐的方法,具有制备工艺要求苛刻,反应步骤多,难以形成工业化。为了能够更好的克服三元复合驱在生产过程中的缺点,满足二元复合驱的要求,本发明开发了一种新型的烷基苯磺酸盐,用于二元复合驱的应用,进一步提高采收率。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种二元复合驱采油用烷基苯磺酸盐的制备方法,主要通过利用二苯甲烷与十六/十八混烯进行烷基化合成十六/十八烷基苯,然后将所得的烷基苯与三氧化硫气体进行磺化,老化,氢氧化钠中和后即可得到所要的2-苄基-十六/十八烷基苯磺酸盐。本发明通过设计新型的2-苄基-十六/十八烷基苯进而得到相应的烷基苯磺酸盐。该发明所涉及的2-苄基-十六/十八烷基苯磺酸盐尚属首次且效果良好,具有良好的应用前景和推广价值。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种二元复合驱采油用烷基苯磺酸盐的制备方法,首先以二苯甲烷为原料,以氯化钯为催化剂与十六/十八的混烯进行反应得到相应的烷基苯,该反应不需要溶剂,二苯甲烷加热即可变为液态作为溶剂使用;再以烷基苯为原料,于三氧化硫气体在降膜反应器中进行磺化,磺化完成后,经过老化,与氢氧化钠溶液中和即可得相应的烷基苯磺酸盐。
所述催化剂为5%的氯化催化剂、5%氯化铁催化剂、5%氯化铝催化剂、5%氯化锌催化剂中的一种或多种。
所述的烯烃为十六/十八混烯、十六烯、十八烯、20-24烯、十二烯、十四烯。
所述烷基化的反应温度为60-120℃。
所述烷基化的反应时间为10-12h。
所述烷基化后处理减压蒸馏收集蒸馏温度是340-420℃。
所述磺化反应时降膜反应器循环水温度为40-60℃。
所述磺化时三氧化硫气体的浓度是3-6%。
所述磺化时烷基苯的流速为30-40l/h。
所述磺化后老化时间为2-4h。
所述中和时氢氧化钠溶液的浓度为30-40%。
本发明有益效果
经过上述反应的所得的新型烷基苯磺酸盐经过复配所得到的二元复合体系的界面张力达到了10-4mn/m这一数量级,展现了良好的降低界面张力的能力,同时对稠油具有良好的降粘作用,耐盐耐高温的特性,性能优于当前所用的重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐,本发明的万基磺酸盐结构新颖,工艺简单可行,对设备的要求不高,且在处理过程中无三废放出,完全符合环保的要求并且有着良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1:
步骤1,准确称量二苯甲烷200kg,10kg氯化钯催化剂加入到1000l反应釜中,加热;
步骤2,等到步骤1中的二苯甲烷的温度升高到60℃开始搅拌,并继续升温至120℃后,保温搅拌;
步骤3,往步骤2中加入十六/十八的混烯300kg进行反应;
步骤4,步骤3的反应保持在120℃,反应10h,使得烷基化反应能够进行的彻底完全;
将步骤3中的反应物进行搅拌冷却,等反应物冷却到室温,即可出料;
将步骤3中的物料进行减压蒸馏,收集340-420℃的馏分即得烷基苯。
步骤5,将步骤4中所得的烷基苯进行磺化反应,所通三氧化硫气体的浓度为5%,降膜反应器的循环水温控制在50-60℃,物料流速为40l/h。即可得到相应的烷基苯磺酸;
步骤6,检测步骤5中所得的烷基苯磺酸老化3h。
步骤7,检测步骤6中所得的烷基苯磺酸与40%的氢氧化钠中和,中和至ph=7即得相应的烷基苯磺酸盐。
样品检测:将步骤7中的粗品与吐哈油田原油及污水样品以及相对分子质量2.5×107的聚丙烯酰胺复配为含0.3%烷基苯磺酸盐的二元驱原油体系。
原油数据:
污水数据:
污水性质(ph=7)
采用美国彪维公司tx-500c型界面张力面张力仪测定在
40℃,5000r/min的条件下测得界面张力为1.1×10-4mn/m。
实施例2:
步骤1,准确称量二苯甲烷200kg,10kg氯化铁催化剂加入到1000l反应釜中,加热。
步骤2,等到步骤(1)中的二苯甲烷的温度升高到60℃开始搅拌,并继续升温至120℃后,保温搅拌。
步骤3,往步骤2中加入十六/十八的混烯300kg。
步骤4,步骤3的反应保持在120℃反应10h,使得烷基化反应能够进行的彻底完全;
将步骤3中的反应物进行搅拌冷却,等反应物冷却到室温,即可出料;
将步骤3中的物料进行减压蒸馏,收集340-420℃的馏分即得烷基苯。
步骤5,将步骤4中所得的烷基苯进行磺化反应,所通三氧化硫气体的浓度为5%,降膜反应器的循环水温控制在50-60℃,物料流速为40l/h,即可得到相应的烷基苯磺酸,
步骤6,检测步骤5中所得的烷基苯磺酸老化3h。
步骤7,检测步骤6中所得的烷基苯磺酸与40%的氢氧化钠中和,中和至ph=7即得相应的烷基苯磺酸盐。
测定方法同示例1,所得新型烷基苯磺酸盐二元复合驱的界面张力为2.1×10-4mn/m。
实施例3:
步骤1,准确称量二苯甲烷200kg,10kg氯化铝催化剂加入到1000l反应釜中,加热。
步骤2,等到步骤(1)中的二苯甲烷的温度升高到60℃开始搅拌,并继续升温至120℃后,保温搅拌。
步骤3,往步骤(2)中加入十六烯300kg。
步骤4,步骤(3)的反应保持在120℃反应10h,使得烷基化反应能够进行的彻底完全。
将步骤(3)中的反应物进行搅拌冷却,等反应物冷却到室温,即可出料。
将步骤(3)中的物料进行减压蒸馏,收集340-420℃的馏分即得烷基苯。
步骤5,将步骤(4)中所得的烷基苯进行磺化反应,所通三氧化硫气体的浓度为5%,降膜反应器的循环水温控制在50-60℃,物料流速为40l/h。即可得到相应的烷基苯磺酸。
步骤6,检测步骤(5)中所得的烷基苯磺酸老化3h。
步骤7,检测步骤(6)中所得的烷基苯磺酸与40%的氢氧化钠中和,中和至ph=7即得相应的烷基苯磺酸盐。
测定方法同示例1,所得新型烷基苯磺酸盐二元复合驱的界面张力为1.6×10-4mn/m。
实施例4:
步骤1,准确称量二苯甲烷200kg,10kg氯化钯催化剂加入到1000l反应釜中,加热。
步骤2,等到步骤(1)中的二苯甲烷的温度升高到60℃开始搅拌,并继续升温至120℃后,保温搅拌。
步骤3,往步骤(2)中加入十八烯300kg进行反应。
步骤4,步骤(3)的反应保持在120℃反应10h,使得烷基化反应能够进行的彻底完全;
将步骤(3)中的反应物进行搅拌冷却,等反应物冷却到室温,即可出料。
将步骤(3)中的物料进行减压蒸馏,收集340-420℃的馏分即得烷基苯。
步骤5,将步骤(4)中所得的烷基苯进行磺化反应,所通三氧化硫气体的浓度为5%,降膜反应器的循环水温控制在50-60℃,物料流速为40l/h。即可得到相应的烷基苯磺酸。
步骤6,检测步骤(5)中所得的烷基苯磺酸老化3h。
步骤7,检测步骤(6)中所得的烷基苯磺酸与40%的氢氧化钠中和,中和至ph=7即得相应的烷基苯磺酸盐。
测定方法同示例1,所得新型烷基苯磺酸盐二元复合驱的界面张力为1.3×10-4mn/m。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。