[發(fā)明專利]一種用于油田化學(xué)領(lǐng)域的超低界面張力表面活性劑的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310374583.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN103450254A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏玉;張永寧;高晶;魏金霞;劉志鵬;曹淑霞;高闖;朱昆倫;王泳華;馬高紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C07F9/09
• 分類號(hào): C07F9/09
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

該發(fā)明是涉及一種應(yīng)用于油田化學(xué)領(lǐng)域的表面活性劑的制備方法，具體涉及一種磷酸酯甜菜堿表面活性劑的制備方法。

背景技術(shù)

甜菜堿系兩性表面活性劑的正電荷中心多數(shù)負(fù)載在季銨N原子上，負(fù)電荷中心負(fù)載在帶負(fù)電荷的酸性基團(tuán)上，根據(jù)其酸性基團(tuán)的類型分為羧酸型、磺酸型、硫酸酯型、亞硫酸型、磷酸酯型、亞磷酸酯型、膦酸型、亞膦酸型。磷酸酯甜菜堿是以磷酸基取代了羧酸型甜菜堿中的羧基，其結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞膜中發(fā)現(xiàn)的磷酸甘油酯，是一種毒性和刺激性低，易降解，性能優(yōu)良的兩性表面活性劑。甜菜堿系表面活性劑的合成大部分是以長鏈鹵代烷或長鏈胺為原料，但其價(jià)格昂貴，由此衍生的兩性表面活性劑也價(jià)格高昂，這一缺陷嚴(yán)重限制了這一性能卓越的兩性表面活性劑的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)則不足，提供一種以廉價(jià)的原料取代現(xiàn)有方法中的昂貴試劑制取具有優(yōu)良界面性能的表面活性劑的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種制備用于油田化學(xué)領(lǐng)域的超低界面張力表面活性劑的方法，包括以下具體步驟：

1）中間體2-羥基-3-氯丙烷磷酸酯鈉的合成

2）中間體叔胺的合成

n=12，14，16

3）磷酸酯甜菜堿的合成

n=12，14，16。

上述反應(yīng)在三口燒瓶中進(jìn)行。

較佳的，反應(yīng)原料為環(huán)氧氯丙烷，磷酸二氫鈉，十六醇，十四醇，體積分?jǐn)?shù)33%的二甲胺水溶液。

較佳的，反應(yīng)介質(zhì)為正己烷，無水乙醇。

較佳的，催化劑與pH值調(diào)節(jié)劑為磷酸，氫氧化鈉，四丁基溴化銨。

所得產(chǎn)物經(jīng)純化后用紅外光譜表征，證明生成目標(biāo)產(chǎn)物。

進(jìn)一步的，所述方法包括以下具體步驟：

1）、中間體2-羥基-3-氯丙烷磷酸酯鈉的合成：

磷酸二氫鈉????15份，

環(huán)氧氯丙烷????10-15份，

去離子水??????40份，

將磷酸二氫鈉溶于去離子水中，用磷酸調(diào)節(jié)pH值到4左右。轉(zhuǎn)移入三口燒瓶中，升溫到60-80℃左右，將環(huán)氧氯丙烷緩緩滴加到三口燒瓶中，劇烈攪拌2h至無油狀液滴后則停止反應(yīng)，減壓蒸餾蒸出大部分水，冷卻析出白色晶體，過濾烘干。

2）中間體叔胺的合成

（1）將烷基醇溶入一定量正己烷中，加入少量四丁基溴化銨及一定量濃氫氧化鈉溶液邊升溫至50-60℃左右邊慢慢滴加環(huán)氧氯丙烷加熱回流5～7h后停止反應(yīng)，減壓蒸餾蒸出溶劑正己烷，干燥得乳白色固體烷基縮水甘油醚。

（2）向三口燒瓶中加入一定量合成的烷基縮水甘油醚、適量溶劑無水乙醇以及二甲胺水溶液。加熱至65-75℃左右攪拌回流1～3h后停止反應(yīng)，產(chǎn)物分三層。用分液漏斗分出最下層清夜后減壓蒸餾蒸出溶劑及未反應(yīng)的二甲胺，干燥得產(chǎn)品叔胺。

3）終產(chǎn)物磷酸酯甜菜堿的合成

向三口燒瓶中加入適量已合成的2-羥基-3-氯丙烷磷酸酯鈉以及體積分?jǐn)?shù)為60%乙醇溶液，滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為8-9。加入叔胺，加熱至85℃回流反應(yīng)8～10h，反應(yīng)完畢后，趁熱過濾出固體，液體部分冷卻析出淡黃色固體，即為最終產(chǎn)物。

將中間產(chǎn)物純化后進(jìn)行紅外光譜分子確定其結(jié)構(gòu)。取適量產(chǎn)物配制溶液，測量其表面張力和與孤東原油間的界面張力。

所述份為重量份數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：(1)所制備的磷酸酯甜菜堿在很低的濃度下與原油間界面張力即可達(dá)到超低范圍；(2)使用原料價(jià)廉易得，生產(chǎn)成本低；(3)所制備的磷酸酯甜菜堿毒性和刺激性低，易降解，是一種性能優(yōu)良的兩性表面活性。

附圖說明

圖1為2-羥基-3-率丙烷磷酸酯鈉的紅外譜圖。

1440cm^-1處為亞甲基C-H鍵的彎曲振動(dòng)吸收峰；3000-3500cm^-1寬吸收帶為O-H的伸縮振動(dòng)吸收峰；1100cm^-1左右有吸收峰為C-O鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰；1200cm^-1左右有吸收峰為單磷酸酯P=O鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰；1030-1100cm^-1處寬吸收峰為單磷酸酯P-O-C鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰。

圖2為叔胺的紅外譜圖。