一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，所述表面活性劑包括式I所示的化合物的一種或兩種以上的組合：其中，m為0或正整數(shù)，n為0或正整數(shù)，且m和n不同時為0；Ar為芳基；基團R為o為正整數(shù)，R1為H或烷基，R2為H或烷基；X為-CH(OH)CH2SO3-或者-COO-。本發(fā)明的表面活性劑具有較高耐鹽、耐高礦化度水性能，應用于二元復合驅油劑時能夠使其在較低的濃度下達到超低界面張力，并且該表面活性劑單獨使用時具備一定的表觀粘度，能夠降低復合驅配方體系中聚合物的用量，甚至在某些低滲等特殊油藏中，能夠完全取代聚合物而作為流度控制劑來使用。
【專利說明】一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，屬于表面活性劑領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國對石油資源需求的逐年增長，目前國內主要油田(大慶、勝利、遼河等)均已逐漸進入由二次采油向三次采油的過渡階段。
[0003]從二次采油階段以來，尤其進入這個過渡階段，上世紀80年代發(fā)展起來的化學復合驅油技術得到了廣泛應用。其特點是采用堿、表面活性劑和高分子聚合物之間的有機復合，發(fā)揮各組分之間的協(xié)同作用，在大幅度降低油水界面張力，提高微觀驅油效率的同時，提聞驅替液的粘度，具有較聞的波及效率，從而大幅度提聞米收率。其中，石油橫酸鹽、烷基苯磺酸鹽類表面活性劑在三元復合驅(表面活性劑/聚合物/堿)中表現(xiàn)出良好的性能并得到了廣泛應用。
[0004]在實際應用中，由于大量強堿的使用，存在著一些負面問題:堿耗與結垢、儲層傷害、降低驅替液粘度、油水乳化等，嚴重增加了產出液的處理難度和經(jīng)濟成本、嚴重影響采油的舉升工藝以及嚴重腐蝕設備，因而復合驅油中應避免使用堿，尤其是強堿。采用弱堿和無堿體系不但可以降低聚合物用量，還可以提高波及系數(shù)，并且二元體系驅油劑的現(xiàn)場配制、注入設備和工藝等均比三元體系簡單，可降低經(jīng)濟成本，所以盡可能采用弱堿和無堿體系是復合驅油的發(fā)展方向，也越來越受到油田開發(fā)者的廣泛關注。此外，二元體系驅油劑的粘度與彈性均高于強堿三元體系驅油劑，對儲量可觀的低滲透油田有著潛在的應用前景。
[0005]目前，二元體系驅油劑和粘彈性驅油劑的研制還處于探索階段，美國專利US4008165報道了磺基甜菜堿兩性表面活性劑在三次采油中的應用。該美國專利公開的表面活性劑在二價金屬陽離子含量大的高鹽水基介質中，對于降低油水界面張力十分有效，而且還有良好的乳化和增溶性能。大慶石油學院成功研制出了一種新型羧基甜菜堿BS13表面活性劑體系，室內驅替實驗結果表明，BS13驅油體系的驅油效果要好于強堿三元體系的驅油效果。2012年8月I日公開的中國專利201210056931.4報道了一種芳烷基甜菜堿型表面活性劑，在無堿二元體系中，其使原有的界面張力能夠達到超低，且表現(xiàn)出良好的抗鹽、抗吸附性能。但是，這種活性劑的功能還是比較單一，粘度較低，不能減少聚合物的用量。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，應用于二元復合驅油劑時能夠使其在較低的濃度下達到超低界面張力，同時能夠具備一定的表觀粘度，可以降低復合驅配方體系中聚合物的用量，甚至在某些低滲等特殊油藏中，能夠完全取代聚合物而作為流度控制劑來使用。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術方案得以實現(xiàn):[0008]一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，該表面活性劑包括式I所示的化合物中的一種或兩種以上的組合:
[0009]
【權利要求】
1.一種含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，該表面活性劑包括式I結構所示的化合物中的一種或兩種以上的組合:
2.根據(jù)權利要求1所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，其中，m取自2-10，n取自2-10，O取自1-10，且m+n=5-19，R1為1_4個碳的烷基，R2為1_4個碳的烷基，Ar為苯基或烷基取代的苯基； 優(yōu)選地，m+n=9-17，o取自1_5，札為1_2個碳的烷基，民為1_2個碳的烷基，Ar為苯基、甲基苯基、乙基苯基或二甲基苯基； 更優(yōu)選地，m為7或8，n為7或8，且m+n=15，o為3。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，其包括以下三個化學式所示的化合物中的一種或幾種的混合物:
4.根據(jù)權利要求3所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑，其包括化合物A和化合物B，其中:
化合物 A 的結構為
5.權利要求1-4任一項所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，包括: 胺解反應1:使芳基脂肪酸甲酯與二乙醇胺發(fā)生胺解反應，生成芳烷基烷醇酰胺； 胺解反應2:使芳基脂肪酸甲酯與N，N- 二取代氨基伯胺發(fā)生胺解反應，生成芳烷基酰胺叔胺； 季胺化反應:以胺解反應2所生成的芳烷基酰胺叔胺為原料，與氯羥丙基磺酸鈉或氯乙酸鈉發(fā)生季胺化反應，對應的生成芳烷基酰胺磺酸鹽或芳烷基酰胺羧酸鹽。
6.根據(jù)權利要求5所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述胺解反應I為:在50-100°C，使二乙醇胺與堿性物質反應I小時，形成反應體系，隨后向所述反應體系中加入芳基脂肪酸甲酯，在80-150°C下反應lh，生成芳烷基烷醇酰胺，所述芳基脂肪酸甲酯與所述二乙醇胺的摩爾比為1: (1-2)。
7.根據(jù)權利要求6所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述堿性物質為氫氧化鉀、氫氧化鈉、三乙胺、甲醇鈉或叔丁醇鉀，用量為所述芳基脂肪酸甲酯與所述二乙醇胺總質量的0.5%-2.0%。
8.根據(jù)權利要求5所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述胺解反應2為:在80-200°C，在氣氛及增壓條件下，使芳基脂肪酸甲酯與N，N- 二取代氨基伯胺在堿性催化劑作用下發(fā)生反應，生成含有酰胺鍵的芳烷基叔胺，所述芳基脂肪酸甲酯與所述N，N-二取代氨基伯胺的摩爾比為1: (1-2)。
9.根據(jù)權利要求8所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述堿性催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、三乙胺、甲醇鈉或叔丁醇鉀，用量為所述芳基脂肪酸甲酯和所述N，N- 二取代氨基伯胺總質量的0.5%-2.0%。
10.根據(jù)權利要求8所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述氣氛條件為利用流速為10mL/h-20mL/h的氮氣吹掃，所述增壓條件的壓力為 0.2atm-0.8atm。
11.根據(jù)權利要求5所述的含有芳烷基疏水鏈和酰胺鍵連接基團的表面活性劑的制備方法，其中，所述季胺化反應為:以甲醇為溶劑，在110-130°C、0.4-0.6MPa的條件下使芳烷基酰胺叔胺與氯羥丙基磺酸鈉或氯乙酸鈉發(fā)生反應，對應的生成芳烷基酰胺磺酸鹽或芳烷基酰胺羧酸鹽，其中所述芳烷基酰胺叔胺與氯羥丙基磺酸鈉或氯乙酸鈉的摩爾比為1:(1-2)。
【文檔編號】C07C233/40GK103641750SQ201310626250
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】李陽, 蔡紅巖, 張群, 周朝輝, 張帆 申請人:中國石油天然氣股份有限公司