[發明專利]一種磺酸鹽表面活性劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210192550.9
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102690641A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 強濤濤;李新苗;王學川
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C07C303/32;C07C309/17;C07C309/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明涉及一種表面活性劑，具體涉及一種磺酸鹽表面活性劑；本發明還涉及這種磺酸鹽表面活性劑的制備方法。

背景技術

隨著油田勘探開發程度的加深，大部分已進入高含水期開采階段，含水率達90％以上，開采難度逐步加大，原油產量逐年遞減。針對二次采油未能采出殘余油和剩余油，進行三次采油是提高采收率的重要方法，而表面活性劑在化學驅中占有重要地位，表面活性劑無論是作為主劑還是作為助劑驅油，對大幅度提高采收率均起到不可估量的作用。其中，磺酸鹽表面活性劑在三次采油中被廣泛使用，如ORS系列、B～100系列等烷基芳基磺酸鹽表面活性劑在世界上許多礦場試驗區取得了進展，但由于磺酸鹽表面活性劑耐溫性和抗鹽性差，還是難以滿足油田的需要。隨著ASP三元復合驅技術的發展和推廣，受采油地質條件的影響，即地層越深，地層水的含鹽度會相對較高，溫度也會越高，陰離子型的表面活性劑易和二價陽離子（地層水中Ca²⁺、Mg²⁺等）發生沉淀，產生質譜分離現象，當Ca²⁺、Mg²⁺超過300μg/g時便失去驅油效果，而且近年來一些礦場試驗表明，強堿會對地層造成傷害。為此，研究出兼具高效表面活性和耐鹽耐高溫性能的弱堿低堿驅油劑受到國內外研究人員的重視。

發明內容

本發明的目的在于提供一種弱堿低堿磺酸鹽表面活性劑，解決現有磺酸鹽表面活性劑耐鹽耐溫性能差的問題。

本發明的另一個目的在于提供所述磺酸鹽表面活性劑的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，一種磺酸鹽表面活性劑，是一種陰離子～非離子表面活性劑，結構式為：

其中，R₁為H或芳基或長鏈烷基。

本發明的另一個目的是這樣實現的，所述磺酸鹽表面活性劑的制備方法，先用AB₂型單體制備端羥基超支化聚合物，然后在所述端羥基超支化聚合物的端部引入磺酸基生成磺酸鹽超支化表面活性劑。

所述AB₂型單體與三羥甲基丙烷反應生成端羥基超支化聚合物。

所述AB₂型單體與三羥甲基丙烷在催化劑作用下反應生成端羥基超支化聚合物HBP，所述AB₂型單體與三羥甲基丙烷的摩爾比為6～3:1，所述催化劑為對甲苯磺酸，反應溫度為80～130℃，反應時間為4～8h。

所述端羥基超支化聚合物與脂肪或芳香族烯酸或者酰氯反應得到中間體Ⅰ,所述中間體Ⅰ與磺化劑反應生成超支化磺酸鹽表面活性劑。

所述磺化劑與中間體Ⅰ的摩爾比為3～1:1，所用催化劑為亞硝酸鈉，其質量為所述磺化劑與中間體Ⅰ總質量的1%～5%，反應溫度為50～80℃，反應時間4～8h，所述磺化劑為亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉。

所述AB₂單體由二乙醇胺于丙烯酸甲酯反應得到。

本發明具有如下有益效果：

1、本發明通過AB₂型單體合成端羥基超支化聚合物，然后在端羥基超支化聚合物端基部分改性引入磺酸基，提高了超支化聚合物的水溶性、乳化、濕潤和發泡等特性。

2、由于超支化聚合物隨著代數的增加，其形狀近似于球形，內部有空腔，端基多為親水基，從核心向外支化的鏈節多為親油基，它們被端基包圍在分子內部，形成一個親油“洞穴”。本發明結合超支化聚合物分子內部的親油“洞穴”，將非離子和陰離子兩種親水基團同時設計在一個分子結構中，從而制得的驅油用表面活性劑兼具高表面活性和耐溫抗鹽性能。

3、本發明磺酸鹽表明活性劑與聚丙烯酰胺、Na₂CO₃復配形成三元復合驅油劑，使油水界面張力降至10^-3mN/m，大幅度提高了驅油效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例1超支化磺酸鹽表面活性劑的紅外吸收光譜；

圖2為本發明實施例1不同濃度的超支化磺酸鹽表面活性劑表面張力圖；

圖3含有本發明實施例1超支化磺酸鹽表面活性劑的三元復合驅油劑的油水界面張力隨時間的變化曲線。

具體實施方式

實施例1，一種磺酸鹽表面活性劑，是一種陰離子-非離子表面活性劑，結構式為：

其中，R₁為H。

圖1為該磺酸鹽表面活性劑紅外光譜。