脂肪醇/烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的合成工艺

实验以脂肪醇/烷基酚聚氧乙烯醚(AEO/APEO)为起始剂,经过卤代、磺化反应得到脂肪醇/烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐。以不同结构中心碳原子的反应规律分析确定了磺化反应为S_N2过程,以L_(27)(3^(13))正交实验得到较佳合成条件为:AEO为起始剂,磺化反应2 h,反应温度70℃,最终产物收率89.67%。界面活性测试结果表明,在单剂质量浓度0.2%,矿化度80 g/L时,Ca^(2+)/Mg^(2-)总量在0.4～1.1 g/L范围内变化,2 h油水界面张力稳定值达到10^(-3)mN/m数量级。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐NNA系列高温高盐条件下界面活性研究

实验考察了作为驱油表面活性剂合成的氧乙基数n为7,8,9,12,15的十二烷醇聚氧乙烯醚磺酸盐NNA-n在高温高盐条件下的界面张力性质。实验中使用华北油田晋45断块脱水脱气原油,实验温度70℃。用含钙镁离子0.6g/L的模拟水配制的NNA溶液,随矿化度增大(20120g/L),油水(平衡)界面张力显现低谷区,其中NNA-9和NNA-12显现较宽的超低界面张力区(10-3mN/m)。当矿化度分别为60、80、100g/L,钙镁离子浓度由0增至1.2g/L时,NNA-9和NNA-12在中间钙镁浓度区也显现界面张力低谷区;NNA-9的低谷区随矿化度加大而变深,在矿化度20g/L、钙镁浓度约为0.30.8g/L区间有超低值;NNA-12的界面张力则在矿化度80g/L时最低,超低值出现在钙镁浓度0.40.9g/L区间。NNA-9在矿化度40g/L模拟水中的1g/L溶液,在110℃老化192小时后,有效物含量为42%,界面张力为8.94×10-3mN/m。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂的协同效应

为满足高温、高盐油藏三次采油的需求,采用自制的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(NNA)系列作为抗温、耐盐驱油表面活性剂,考察了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐系列表面活性剂复配前后原油-矿化水体系界面张力的变化,并讨论了其协同效应,并采用静态吸附实验考察了该系列表面活性剂的吸附性能。结果表明,随着NNA表面活性剂分子中氧乙烯链节数的增加,原油-矿化水体系的油-水界面张力最低值对应的矿化度向着高矿化度方向移动,当氧乙烯链节数适中时,可以获得超低油-水界面张力。同系列表面活性剂复配可以显著改善表面活性剂体系的界面活性,具有明显的协同作用。复配表面活性剂使油-水界面张力达到平衡值的时间大大缩短,拓宽了达到超低界面张力的表面活性剂质量分数范围(0.03%～0.15%),耐盐性能也得到提高,使用单剂时耐盐能力在100g/L以下,复配后耐盐能力达到100g/L以上。同系列表面活性剂在油砂上的吸附规律相同,从而降低了表面活性剂被地层色谱分离的可能。

烯烃加成法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐

实验以烯烃加成法,经烯丙基化、磺化二步反应合成了烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐。在烯丙基化过程中,分别以十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇为催化剂,得到产率不同的中间体烯丙基醚;在磺化过程中,以烯烃加成反应,以亚硫酸氢盐-亚硫酸盐为磺化剂,硝酸盐为催化剂,或以添加产物为催化剂,得到产率不同的磺酸盐。讨论了二步反应中使用不同催化剂产生的效果,在烯丙基化过程中以聚乙二醇为催化剂,反应温度110～120℃,n(氯丙烯):n(OP-10)=1.4～1.5,得到中间体收率为94.0%;在磺化过程中以产物及硝酸钠为催化剂,反应温度95～97℃(沸腾),n(磺化剂):n(烯丙基醚)=1.8:1,产物收率为83.7%。

烷基醇/酚聚氧乙烯醚磺酸盐的性能与应用前景

综述了烷基醇/酚聚氧乙烯醚磺酸盐的表面性能、应用性能和热稳定性以及相应的影响因素;重点介绍了表面活性剂分子结构、无机盐和温度等因素对其表面性能与应用性能的影响以及pH、温度、盐水组成对其稳定性的影响;同时探讨了这类表面活性剂在原油开采中的应用前景和研究方向,认为此类表面活性剂在高温高矿化度的油藏开采中有广阔的应用前景,在分子结构、界面张力、复配性能等方面有非常重要的研究价值。

系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及其性能

以C14-18脂肪醇、环氧乙烷和丙烷磺内酯为原料合成了系列脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂,测试了表面活性剂的溶解性及其溶液的表面性质,讨论了临盘油田地层水和CaCl2溶液对其表面性质的影响。实验结果表明,环氧乙烷数为3的脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂中的脂肪醇碳原子数越少,在盐溶液中的溶解性越好。C14脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂在蒸馏水中的临界胶束浓度（cmc）略高于其在模拟临盘油田地层水中的cmc。当疏水基链长相同时,随环氧乙烷数的增加,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂的cmc和其所对应的表面张力均呈增大的趋势。C16脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐表面活性剂在CaCl2溶液中具有良好的活性,抗盐能力较强。环氧乙烷数为6的脂肪醇聚氧乙烯醚（6）磺酸盐表面活性剂的界面活性明显低于环氧乙烷数为3的脂肪醇聚氧乙烯醚（3）磺酸盐。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成研究进展

介绍了三次采油用新型阴-非离子表面活性剂——脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐,叙述了其在高温高矿化度油藏开采中表现出的优良性能及其广阔的应用前景.重点归纳总结了国内外有关脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐类表面活性剂的合成研究,并分析各合成工艺路线的优缺点,最后展望了该新型阴-非离子表面活性剂的研究方向.

支链化聚氧乙烯醚磺酸盐溶液的界面张力性质

利用旋转滴界面张力仪研究了不同烷基链长的支链脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐异十六烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C16EO5S)、异十八烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C18EO5S)和异十二烷基聚氧乙烯醚磺酸盐(i-C20EO5S)溶液与正癸烷之间的动态界面张力,考察了表面活性剂质量分数、盐质量分数、二价离子对界面张力的影响.实验结果表明:与相同链长的直链表面活性剂相比,支链化结构有利于界面张力的降低,适宜条件下iC16EO5S的界面张力可达10-2 m N/m数量级;Na Cl可加快i-CnEO5S向界面的吸附速度,高盐质量分数条件下i-CnEO5S的动态界面张力出现最低值,曲线呈现"V"形,且瞬时界面张力可达10-3 m N/m数量级;二价离子的存在促进表面活性剂吸附膜的紧密排列,低浓度条件下有利于界面张力的降低,但二价离子浓度较高时破坏表面活性剂的亲水亲油平衡,造成界面张力稳态值明显升高.

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的合成与界面张力的测定

以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)和氯化亚砜(SOCl2)为原料,经氯代和磺化合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES-4),利用高效液相色谱法和两相滴定分别对各步反应收率进行了测定,对合成条件进行了优化。结果表明,氯代反应以吡啶为催化剂在70℃下反应2h即可完成;磺化的最佳反应条件为:以亚硫酸钾为磺化剂,与氯代辛基酚聚氧乙烯醚物质的量比1.3∶1,在170℃下反应4h,收率可达82.6%。利用红外光谱仪和核磁共振波谱仪对产物结构进行了表征;同时考察了不同矿化度下OPES-4浓度和油水动态界面张力的关系,得到了OPES-4适用的最佳NaCl质量分数在16%～20%,界面张力最低可达1.5×10-2mN/m。

Streck法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐过程中磺化条件的研究

聚醚磺酸盐是一种耐温耐盐型表面活性剂.实验室以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)为原料,和氯化亚砜(SOCl2)发生氯代反应后得到中间体,再分别以亚硫酸钠、亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合物、亚硫酸钾为磺化剂磺化氯代产物合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPS-4).实验重点优化了磺化反应的条件,发现170℃下氯代产物和亚硫酸钾以物质的量比1.0∶1.3反应4 h,磺酸盐产率可达到82.6%.利用红外光谱对中间体及产物结构进行了初步表征.

结构及用量对脂肪醇/烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面活性的影响

测试了不同条件下烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(NNN系列)和脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(NNA系列)表面活性剂的界面活性,测试结果表明,NNA系列表面活性剂的界面活性明显优于NNN系列,而且不同表面活性剂的使用浓度存在一个较佳范围。运用界面膜理论、相似相溶原理、HLB值基数计算法分析了NNA系列表面活性剂和NNN系列表面活性剂的界面活性,分析结果表明,NNA系列表面活性剂分子亲油基是柔性脂肪烃链,油水界面处排列紧密,能有效降低油水界面张力;NNN系列亲油基含结构稳定的苯环结构,形成平面正六边形,油水界面处疏水基覆盖率低,因此界面活性低。理论分析结果与试验结果一致性较好。

烯烃加成法合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐

以脂肪醇聚氧乙烯醚、氯丙烯为原料,经烯烃加成法进行烯丙基化反应及磺化反应合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。烯丙基化步骤中,以聚乙二醇作相转移催化剂,得到中间体烯丙基醚产率为94.4%;在磺化步骤中,以亚硫酸氢盐-亚硫酸盐作磺化剂,联合硝酸盐+产物作催化剂,得到磺酸盐产品产率为85.0%。其优化工艺为:烯丙基化步骤反应温度120℃,n(氯丙烯)∶n(聚氧乙烯醚)=2.0,反应时间6h;磺化步骤反应温度应选择在95～97℃(沸腾),n(磺化剂)∶n(烯丙基醚)=1.8,反应时间8h。

壬基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚磺酸盐的应用性能

合成了壬基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚磺酸盐(NPESO-3-4),采用高效液相色谱法检测了目标产物中原料的含量,同时测定了其表面张力、乳化能力、润湿性及模拟驱油率并与壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐的性能(NPESO-0-4)进行了比较。结果表明,与NPESO-0-4相比,NPESO-3-4降低表面张力的效率提高了;二者与胜利孤东原油之间的界面张力均在10-1mN/m数量级,但NPESO-3-4的乳化指数为1.23,而NPESO-0-4的乳化指数仅为0.51,而且NPESO-3-4能将油性表面润湿反转为中间润湿(84°～97°),模拟驱油率在NPESO-0-4的基础上提高了约7%。说明含氧丙烯链节的阴-非离子表面活性剂在三次采油中有很好的应用价值。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐合成方法的改进

以脂肪醇、环氧乙烷、氯化亚砜和亚硫酸钾等为原料,依次通过阴离子聚合、氯代、磺化等反应合成了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（AESO）。通过IR,13 C NMR,ESI-MS等手段对产物进行了结构表征。利用单因素法对各步反应的工艺条件进行了优化。各步反应的最佳条件为：阴离子聚合反应中,采用环氧乙烷间断式进样法,n（脂肪醇）∶n（环氧乙烷）=1∶4,催化剂氢氧化钠的用量为脂肪醇质量的0.1%,反应温度为115~125℃,反应压力为0.4 MPa,收率为44.2%;氯代反应中,以吡啶为催化剂,氯化亚砜为氯代剂,n（脂肪醇聚氧乙烯醚）∶n（氯化亚砜）∶n（吡啶）=1∶1.6∶0.8,70℃反应10h,收率为92.4%;磺化反应中,以水为溶剂,正己醇为稀释剂,质量均为氯代物质量的20%,亚硫酸钾为磺化剂,n（亚硫酸钾）∶n（氯代物）=1.5∶1,反应压力为1.0 MPa,155℃反应6h,经两相滴定法测得收率为91.3%。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成与性能评价

为开发适用于高温高盐油藏驱油剂,探讨了以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为原料,亚硫酸钠等无机盐为磺化剂,合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的可行性。测试结果表明,少量添加抑制剂硫酸氢钠能抑制副反应进行,磺化剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和抑制剂硫酸氢钠按质量比5∶1∶0.1比例配置,反应釜搅拌速率为600r/min,产物收率达到53.8%。反应时间4h、反应温度150℃时,混合产物具有较好的耐盐性能和协同效应,油水界面张力值可达到10^(-3) mN/m超低水平。以尕斯原油配制模拟油,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐驱油表面活性剂的驱油效率可达到11%以上,具有较好的驱油效果。

驱油用脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐研究进展

介绍了卤化脂肪醇醚法、烯烃加成法、硫酸酯盐转化法和羟乙基磺酸钠法合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的路线、工艺特点及优缺点,剖析了其泡沫性能的影响因素,耐温、耐盐耐钙性能的研究现状。脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐类阴-非离子表面活性剂适用于高温、高矿化度油藏条件的开采,具有常规表面活性剂的多种优良性能,在油田开采中具有广阔的发展空间。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂合成进展

综述了当前耐温、耐盐脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂的制备方法和研究进展。介绍了各种方法的优缺点,并进一步讨论了其工业化生产的可行性。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及其界面活性

以脂肪醇聚氧乙烯醚（MOA-4）为原料,采用卤化-常压磺化两步法合成了脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐（MOASO-4）,对提纯后的产品进行了红外光谱分析,并对其与重烷基苯磺酸盐（HABS）复配后的界面性能进行了评价。红外光谱分析结果表明产物为目标产物。在Na OH/P/S体系中,当HABS∶MOASO-4≥1∶1时,体系的界面张力能维持在10^-3m N·m^-1;当混合表面活性剂浓度在0.1%~0.3%范围时平衡界面张力可降至超低;混合体系中碱浓度的增加有利于界面张力降低;Na Cl的盐析效应更为明显,相同配方浓度下3种考察体系降低油水界面张力能力依次为Na Cl〉Na2CO3〉Na OH。

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的合成及表面、乳化和泡沫性能研究

以脂肪醇聚氧乙烯醚(3)(AEO-3)为原料、以甲苯为溶剂,首先与金属钠反应生成醇钠,再与2-氯乙基磺酸钠进行Williamson反应合成脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺酸钠(AESO)。经两相滴定法测定,AESO的产率达80%。经红外光谱表征,纯化后产物与目标化合物的分子结构完全相符,为十二醇聚氧乙烯醚(3)磺酸盐。对产物的表面、乳化和泡沫性能进行测试,结果表明AESO比传统的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)有更好的表面活性,其最佳的乳化浓度为0.002g.L-1、最佳起泡浓度为1490mg.L-1。

辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐界面行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟(MD)的方法在分子层面上考察辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPES)在油-水界面的界面行为。模拟结果表明:辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐可以大幅降低油-水界面的界面张力,在OPES浓度达到饱和浓度时,系统界面张力仅为3.85 m N·m^(-1);OPES中磺酸基是主要亲水基团,具有良好的亲水性;温度在318~373 K时,界面张力由24.63 m N·m^(-1)下降到17.43 m N·m^(-1),这说明OPES具有良好的抗高温性能;当Na^+浓度在1%~5%的环境下OPES性质稳定,界面张力仅有4.47 m N·m^(-1)的小幅增加,因此OPES具有良好的耐盐性,并且其对Na^+的耐盐性能好于对Ca^(2+)的耐盐性。