驱油用磺酸盐的工业化生产现状与发展趋势

介绍了重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐工业化生产的现状、存在的问题以及解决的途径,并探讨了芳基烷基磺酸盐、烷基二苯醚磺酸盐和脂肪醇(烷基酚)醚磺酸盐的研究现状与工业化前景。指出重烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐作为三次采油的主表面活性剂,目前在工业化生产中仍存在一些问题,产品质量不太稳定,需进一步改进生产工艺技术,提高产品质量,扩大生产规模;芳基烷基磺酸盐和烷基二苯醚磺酸盐可作为助表面活性剂用于特殊的油藏条件,有必要尽快开发可行的工业化生产工艺;脂肪醇(烷基酚)醚磺酸盐类表面活性剂的原料来源丰富,分子结构可变性强,耐电解质能力强,尤其是耐钙能力强,应用领域广,极具工业化价值。

磺酸盐类表面活性剂的合成和应用现状

本文综述了磺酸盐类表面活性剂的合成路线及其研究现状,并对脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂、芳基或脂肪醇醚磺酸盐表面活性剂的合成进行了重点介绍。我国应大力开发原料易得、活性高的脂肪醇醚磺酸盐、脂肪酸酯磺酸盐表面活性剂,注重具有新颖结构、独特性能的AOT型和Gemini型表面活性剂的研究以适应更广泛的需求。

催化油浆生产驱油用石油磺酸盐技术研究

利用中国石油抚顺石化公司催化裂化油浆复配馏分油为混合原料,以气相三氧化硫为磺化剂进行连续膜式磺化反应,中和系统采用氢氧化钠溶液。通过试验探究发现,综合考虑产物的活性物含量、油水界面张力值等因素,确定以催化裂化油浆复配馏分油为混合原料生产石油磺酸盐的优化条件为:反应温度为60℃,原料配比为1∶1。石油磺酸盐产品活性物含量和界面活性均满足行业要求,能使目标油田目标区块油水界面张力值降低到10^(-3)m N/m数量级,拓宽了原料来源,为产品的工业化生产提供有效技术支撑。

驱油用磺酸盐多元体系分析

研究并建立了磺酸盐多元复配表面活性剂中烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐的含量检测方法。分别采用相滴定法和紫外分光光度法测定磺酸盐总含量和烷基苯磺酸盐的含量,考察了烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐之间的相互影响,及烷醇酰胺、OP-10、聚合物NP-3等干扰作用对磺酸盐总量及组分含量检测的影响,对磺酸盐体系的定量条件、指示剂的用量、无机盐(Na2SO4、KCl)的影响等因素进行了研究。结果表明,不存在干扰作用时,该方法检测磺酸盐总量及烷基苯磺酸盐含量的误差分别在2.0%和0.4%以内。OP-10、烷醇酰胺、聚合物NP-3、无机盐等因素单一干扰时,磺酸盐总量和烷基苯磺酸盐含量检测的最大误差分别为3.0%和0.8%;在这些因素共同干扰作用下,磺酸盐总量和烷基苯磺酸盐含量检测的最大误差分别为3.0%和1.2%。该方法操作简便、准确、可靠性强,可用于三次采油用表面活性剂中磺酸盐总量及组分含量的测定。

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟己烷磺酸盐(PFHS)和全氟丁烷磺酸盐(PFBS)对非洲爪蟾胚胎的发育毒性

全氟烷基磺酸盐(PFASs)在工业生产和生活中广泛应用,某些PFASs已成为环境中普遍的污染物。鉴于对动物和人类的潜在毒性,全氟辛烷磺酸盐(PFOS)已被禁用,由一些半衰期相对较短的短链PFASs(如全氟丁烷磺酸盐,PFBS)替代。虽然四碳的PFBS和六碳的全氟己烷磺酸盐(PFHS)已经广泛使用,但目前对其毒性及其机制的了解很少。通过检测发育毒性和致畸性的非洲爪蟾胚胎致畸试验(FETAX),得到PFOS、PFHS和PFBS半致死浓度(LC50),半致畸浓度(EC50)和最小抑制生长浓度(MCIG),比较研究了3种化合物的发育毒性。结果发现,PFOS的LC50、EC50和MCIG分别为51.46、108.20和35mg·L-1。PFHS和PFBS的LC50大于100mg·L-1,对胚胎形态和生长没有明显影响。PFASs暴露引起非洲爪蟾胚胎运动行为异常。FETAX结果表明,PFOS急性发育毒性明显大于PFHS和PFBS。

工艺因素对氨基磺酸盐电镀的影响及优化

针对镍钴镀层抗拉强度不能满足工业需求的问题,为改进氨基磺酸盐镀液的电镀工艺,采用电化学工作站、电子万能试验机、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法,设计正交试验,研究温度、主盐浓度和电流密度等因素对电镀反应极化曲线、电化学动力学参数、电镀层抗拉强度、硬度、晶体结构及表面形貌等性质的影响;通过对抗拉强度进行正交和单因素分析,优化得到了最佳实验方案。结果表明:镍盐浓度对电极交换电流密度j0有显著正影响,相应j0值范围是0.002 mA/dm^(2)~1.640 mA/dm^(2);钴盐浓度对析氢副反应有负影响,可降低析氢效率至0.3%;工艺因素对于抗拉强度和硬度的影响程度分别是:温度>钴盐浓度>电流密度>镍盐浓度和温度>电流密度>钴盐浓度>镍盐浓度;优化结果:当氨基磺酸镍400 g/L、氨基磺酸钴30 g/L,温度为50℃,电流密度为3A/dm^(2),其抗拉强度达到853 MPa,维氏硬度为234 HV;温度对氨基磺酸盐电镀体系的性能和镀层质量有显著影响,温度升高时引起镍钴镀层的晶粒由(200)择优取向转为(111)和(220)生长。

石油磺酸盐复合驱提高采收率开发研究

以自制石油磺酸盐为主剂,通过优选助剂提高其增溶及界面性能,得到复合驱油剂YCQY-103。YCQY-103与磺酸盐型驱油剂CDMP-2和某油田现场用驱油剂CQH-1相比,界面张力、润湿性能、毛细管举升高度、渗吸等性能均有明显改善;YCQY-103在注入量为0.8 PV、浓度0.3%、渗透率为10 mD的条件下,增采率可达12.18%。

用于全氟辛烷磺酸盐检测的“开启”式荧光探针

全氟辛烷磺酸盐(Perfluorooctane sulfonate,PFOS)是一种持久有机污染物,具有生物毒性、高稳定性、存在范围广的特点,严重威胁人类健康安全。因此,对PFOS的检测具有重要意义。本文通过简单的合成制备了一种四苯基乙烯衍生物(TPE-py)用于检测PFOS。通过核磁共振谱图、荧光光谱以及紫外-可见吸收光谱等方法对其分子结构、光物理性质、检测效果和传感机理进行了研究。实验结果表明,基于静电相互作用和聚集诱导发光性质,TPE-py可实现对PFOS“开启”式的快速定量检测,检测限为0.11μmol/L。

新型磺酸盐双子表面活性剂的合成与性能

本文以三亚乙基四胺和长链溴代烷烃(含碳数分别为12、14和16)为原料,无水乙醇为溶剂合成中间体,再将其与3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠反应,合成系列不同疏水链长的新型磺酸盐Gemini表面活性剂C_(n)-N_(4)-C_(n)(n=12,14,16)。采用红外光谱与核磁共振氢谱对中间体和目标产物结构进行分析,判定本文所合成的最终产物符合预期。通过表面张力的测定,发现C_(12)-N_(4)-C_(12)具有较强的降低表面张力的能力,可以将其降至21.45 mN/m;此外,它的抗盐性能也是最强的,当w(C_(n)-N_(4)-C_(n))=0.1%~0.5%可以抵抗48000 mg/L的矿化度,而且溶液始终呈澄清状态。随着疏水碳链数量的增加,抗盐性能下降,即C_(16)-N_(4)-C_(16)<C_(14)-N_(4)-C_(14)<C_(12)-N_(4)-C_(12);C_(14)-N_(4)-C_(14)的乳化力最佳,达77.5%,即3种表面活性剂的乳化性能强弱顺序:C_(14)-N_(4)-C_(14)>C_(16)-N_(4)-C_(16)>C_(12)-N_(4)-C_(12)。

二氧化碳阴离子自由基还原降解水溶液中全氟辛烷磺酸盐动力学模型构建与模拟

针对全氟辛烷磺酸盐(PFOS)去除,构建了热活化过硫酸盐/甲酸盐还原体系。建立了包含16个化学反应方程式的PFOS降解动力学模型,模拟了过硫酸盐浓度、活化温度和PFOS浓度对污染物还原降解的影响。结果表明:在溶液pH=8.0,温度85℃,PFOS约18.6μmol/L,过硫酸盐和甲酸盐浓度均为1.86mmol/L时,反应6h后二氧化碳阴离子自由基还原体系PFOS的脱氟效率达98%。一定范围内增加过硫酸盐和活化温度可提高PFOS的脱氟效率。该模型能够较好地模拟过硫酸盐浓度、PFOS浓度和活化温度变化对PFOS降解动力学的影响。

木质素磺酸盐制备方法及其在染料分散剂的应用进展

木质素磺酸盐具有良好的水溶性、高电负性及高表面活性等特性,被广泛应用于多个工业领域,是实现工业化应用的木质素基化学品之一。本文综述了木质素的磺化方法及木质素磺酸盐的分离纯化方法,进一步介绍其在染料分散剂方面的应用,提出了当前在木质素磺酸盐研究中存在的问题,并对其研究方向和工业应用前景进行展望,以期为木质素磺酸盐产品的高值化利用提供参考借鉴。

有机硅改性水性UV磺酸盐型聚氨酯乳液的研制

以3种不同羟值的聚酯磺酸型二元醇(BY-3303、BY-3305及BY-3306)为磺酸盐软段,羟基硅油PMX0156为有机硅软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂,制得系列有机硅改性水性磺酸盐型聚氨酯丙烯酸酯乳液(SWPUA)。系统研究了异氰酸酯与羟基的物质的量比(R值)、磺酸盐基含量及有机硅含量对SWPUA乳液外观、粒径、储存稳定性、热储稳定性以及固化后漆膜的硬度、附着力、吸水率、水接触角与力学性能的影响。结果表明,通过红外及核磁验证了胺酯化反应成功合成了SWPUA;当磺酸盐聚酯二元醇选用BY-3303且BY-3303、PMX0156与BDO物质的量比为1.5∶0.3∶1.0、R值为1.3时,制得的SWPUA外观为乳白泛蓝乳液,固含量约为40%,具有较低黏度和粒径,黏度(涂4#杯)为96 s,粒径为312 nm且储存稳定性与热储稳定性较佳;该条件下,SWPUA漆膜的综合性能较佳,铅笔硬度为1H、附着力达4B级、水接触角为93.2°、吸水率为2.43%、拉伸强度为8.14 MPa、断裂伸长率为327.47%。SWPUA还可在30 s内快速交联成型,引入有机硅链段一定程度上克服了氧阻聚,提高了双键转化率,转化率可达93%。

离子交换色谱测定原油中的单双石油磺酸盐

建立了一种新的离子交换高效液相色谱在线测定原油中单双石油磺酸盐的方法，通过使用六通阀切换，在一根强阴离子交换柱上完成在线纯化和分离。原油样品经过二氯甲烷-甲醇（体积比60：40）溶剂稀释后进入HPLC测定。原油中单石油磺酸盐的检出限为10．0μg/g，双石油磺酸盐的检出限为12．5μg/g。2-萘磺酸钠和萘-1，5-二磺酸钠分别在4.8～120．0mg／L和4．0～100．1mg／L范围内有良好的线性。该方法准确、重复性好，可以满足原油中石油磺酸盐的分离测定。

改性木质素磺酸盐与石油磺酸盐的复配研究

在木质素磺酸盐分子中引入亲油基团进行改性 ,改性后的木质素磺酸盐具有较高的表面和界面活性 ,与石油磺酸盐复配 ,可产生超低界面张力 .研究表明 ,复配体系中木质素组分含量越高 ,表面活性剂浓度越高 ,达到最低界面张力所需时间越短 ;Na OH的浓度太高 ,界面张力升高 .探讨了改性木质素磺酸盐在复配体系中的作用 ,为木质素在三次采油中的应用提供了理论依据 ,并具有实际应用意义 .

1,3-二噁烷环的双磺酸盐表面活性剂的微波合成

在微波辐射下,以磷钨酸为催化剂,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,将2,2-二羟甲基-1,3-丙二醇与醛缩合合成了单缩醛,然后与氢化钠和1,3-丙磺内酯反应得到含1,3-二噁烷环的双磺酸盐表面活性剂.产物经过元素分析、IR和1HNMR表征.

脂肪醇聚醚磺酸盐水溶液与烷烃之间界面张力研究

测定了30℃时不同条件下脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AES系列)和脂肪醇聚氧丙烯醚磺酸盐(APS系列)与正辛烷、正癸烷和正十二烷之间的界面张力.结果表明:APS比AES具有更好的界面活性,用HLB值基团计算法证明了这一结论;疏水基链长的APS对于长链烷烃有较好的选择性,疏水基链短的APS对于链较短的烷烃有较好的选择性;同一表面活性剂溶液的最佳盐含量与烷烃碳数ACN有明显的对应关系;APS、AES水溶液的最佳矿化度均较高,在低矿化度条件下不易与烷烃形成超低界面张力.

直链重烷基苯磺酸盐的驱油能力研究

研究了所合成的各种结构的直链烷基苯磺酸盐单剂及其复配体系在不同碱质量分数情况下对大庆四厂油 /水界面张力情况。结果表明 :对同一碳链长度的直链烷基苯磺酸盐 ,带甲基的比带乙基、异丙基和苯环上不带取代基的烷基苯磺酸盐降低界面张力的能力强 ;同样结构的十六碳链长的烷基苯磺酸盐又较其他碳链长度的烷基苯磺酸盐效果更优 ;长、短碳链的带甲基的直链烷基苯磺酸盐按一定比例复配 ,协同效应显著 ;与支链烷基苯磺酸盐复配后 ,体系的驱油能力、抗稀释性和抗Ca2 +、Mg2 +能力明显增加。

改性木质素磺酸盐减少驱油过程中石油磺酸盐损失的研究

本文研究了价格低廉的木质素磺酸盐(LS)作为表面活性剂驱油牺牲剂的可能性。研究了 LS 的吸附特性,作为牺牲剂减少石油磺酸盐吸附损失的作用规律和改性木质素磺酸盐对二价金属离子的螯合性能。结果表明:LS 的吸附符合 Langmuir 方程;使用改性 LS 的水溶液对地层进行预处理,可以显著地减少表面活性剂的吸附损失(减少量>60%)。改性木质素磺酸盐作为表面活性剂驱油的牺牲剂具有应用前景。

两种非芳香性磺酸盐驱油剂的合成及应用

在实验室用发烟浓硫酸对两种非芳香性原料-生物油脂和环烷基油进行磺化反应,经氨水中和后得到两种非芳香性磺酸盐驱油剂。用红外光谱对两种磺酸盐进行了结构分析,并考察了它们在胜利油田各采油区块原油-水体系中的界面活性。结果表明,生物油在磺化时其中的不饱和双键与SO3发生了加成反应,水解、中和后生成了饱和的羟基磺酸盐;环烷基油磺化时发生了取代反应,中和后得到了环烷基磺酸盐。这两种磺酸盐在油-水体系中都具有很好的界面活性。在不加碱及其它任何助剂的情况下,能大幅度降低胜利油田采油一区、胜利油田采油二区1#、2#、3#区块原油-水体系的油-水界面张力至1×10-3mN/m,最低达到5×10-4mN/m。

1-[2-(2,4-二氟苯基)-2,3-环氧丙基]-1H-1,2,4-三唑甲烷磺酸盐的合成

The title compound was synthesized from 2,4 difluoro α (1 H 1,2,4 triazol 1 yl) acetophenone by phase transfer catalytic reaction with trimethyl sulfoxonium iodide. Total yield of this improved method was 42%.