[發明專利]一種四聚磺酸鹽型表面活性劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210166791.6
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102703050A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 周明;趙金洲;王煦;趙焰峰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C07C309/09;C07C303/32
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技術領域

本發明涉及一種用于高溫高鹽油藏的驅油用四聚磺酸鹽型表面活性劑及其制備方法。

背景技術

近年來，低聚表面活性劑正成為研究熱點。這些表面活性劑通常由兩個以上傳統的表面活性劑分子由聯接基連接形成，分子中含有多條疏水鏈和多條親水鏈。與傳統表面活性劑相比，它們具有獨特的物理化學性質，良好的表面活性，較低的臨界膠束濃度，較低的Krafft點，良好的抗溫耐鹽性，已證實能在極低的濃度下將油水界面張力降低，這些表面活性劑正成為油田應用的新型產品。

由于油藏的砂巖底層表面一般帶負電，使用陰離子表面活性劑可以減少其在儲層礦物上的靜電吸附，從而降低表面活性劑的用量，因此目前油田用作驅油劑的表面活性劑一般為陰離子表面活性劑。從報道來看，大多數的表面活性劑很難達到復雜的地層應用要求，特別是高溫、高礦化度和高鈣鎂離子的地層。因此該領域迫切需要研發一種性能優越且抗高溫抗高鹽的磺酸鹽型低聚表面活性劑。本發明表面活性劑分子中具有大量的醚鍵，能絡合地層水中的鈣鎂離子，避免了鈣鎂離子與磺酸根基團的作用產生沉淀，同時，親水頭基間的排斥傾向因受制于化學鍵力而被大大削弱，從空間構象上減小了鈉離子對親水頭基的作用機率，避免了表面活性劑在高濃度鈉離子地層水中產生水合結晶相，因而提高了表面活性劑在含高鹽高鈣鎂離子地層水中的溶解性，體現出良好的抗鹽性抗鈣鎂離子能力。

低聚表面活性劑的研究表明，“聚合度”越高，表面活性越高，降低表面張力值越低，越有利于洗油；同時，聚合度”越高，粘度越高，越有利于驅油。

發明內容

本發明目的在于：為了適應高溫高礦化度復雜地層的要求，研發性能優越且抗高溫抗高鹽的低聚磺酸鹽型表面活性劑，特提供一種四聚磺酸鹽型表面活性劑及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種四聚磺酸鹽型表面活性劑，化學名稱為1,1,1,1-四（2-氧丙撐磺酸鈉-3-烷基醚-丙烷氧基）新戊烷，代號為TTSS-4-n，其結構式為：

其中，R為C₈H₁₇、C₁₀H₂₁、或C₁₂H₂₅、或C₁₄H₂₉、或C_?16?H₃₃的一種，R中的碳原子數為代號中的n。

本發明提供的上述四聚磺酸鹽型表面活性劑的制備方法，包括如下步驟：

1）先將季戊四醇溶于裝150ml二甲基亞砜和堿性溶液的混合溶液中，在攪拌狀態下滴加環氧氯丙烷在該混合溶液的反應器中，上述原料按季戊四醇與環氧氯丙烷、堿的摩爾比為1.0:6.0～8.0:4.0～6.0用量，在35℃及攪拌條件下反應5～10小時，再向反應器中加入二氯甲烷，過濾，除去不溶物，減壓蒸餾除去二氯甲烷，再用100mL飽和食鹽水溶解并用150mL的乙醚萃取兩次，合并有機相并用無水硫酸鎂干燥，減壓蒸餾后得淡黃色油狀物季戊四醇四環氧丙烷基醚；

2）先在60℃將烷基醇與鉀或氫化鉀反應的制得烷基醇鈉，烷基醇中碳原子數為8～16，再將由上述制得的季戊四醇四環氧丙烷基醚滴加烷基醇鈉溶液中，季戊四醇四環氧丙烷基醚與烷基醇、鉀按摩爾比為1.0:4.0～8.0:0.8～1.2用量在80℃進行反應8～10小時，用質量分數為10%的稀鹽酸調節體系的pH至7，然后加入到體積比二氯甲烷:水=3:1的混合溶液中，體積以L為單位，有機層用無水硫酸鎂干燥，蒸餾除去溶劑二氯甲烷，最后減壓蒸餾除去過量的烷基醇，即得淺黃色固體1,1,1,1-四（2-羥基-3-烷基醚-丙烷氧基）新戊烷；

3）最后將由上面制得的1,1,1,1-四（2-羥基-3-烷基醚-丙烷氧基）新戊烷溶于干燥四氫呋喃溶劑中，在反應溫度50～60℃下與1,3-丙烷磺內酯混合，邊攪拌邊緩慢加入氫化鈉，按1,1,1,1-四（2-羥基-3-烷基醚-丙烷氧基）新戊烷與四氫呋喃、1,3-丙烷磺內酯、氫化鈉摩爾比為1.0:15.0～30.0:6.0～9.0:6.0～8.0用量，在50～60℃反應12h結束。停止加熱，再加入少量甲醇除去未反應的氫化鈉，蒸餾除去四氫呋喃，然后溶于體積比正丁醇∶水=3:1的混合溶液中，有機層用無水硫酸鎂干燥，并蒸餾除去正丁醇，粗產物經硅膠色譜柱提純并真空干燥即得白色蠟狀產品1,1,1,1-四（2-氧丙撐磺酸鈉-3-烷基醚-丙烷氧基）新戊烷。

上述制備方法中，步驟1）中所述的堿性溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，濃度為90wt%。