驱油用双长链亲油基苯磺酸钠的合成与性质

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碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱是目前重要的三次采油技术之一,适合我国的大多数油田。然而三元复合驱用表面活性剂,如石油磺酸盐(PS)和重烷基苯磺酸盐(HABS)等通常成分复杂且含有结构不明物质,致使产品质量和配方性能不稳定。另一方面,传统表面活性剂由于亲水性过强往往不适合作为驱油用表面活性剂。为此本文合成了两种具有明确分子结构的亲油性表面活性剂:十二烷基月桂酰基苯磺酸钠(DLBS)和双烷基苯磺酸钠(DABS),并考察了其作为驱油用表面活性剂用于三元复合驱的可行性。结果表明,用工业级十二烷基苯(DB)与月桂酰氯在三氯化铝存在下反应,可以制备十二烷基月桂酰基苯(DLB),再经氯磺酸(ClSO3H)磺化和NaOH中和即可得到十二烷基月桂酰基苯磺酸钠(DLBS)。1HNMR分析表明,DLB分子中酰基主要连接在烷基的对位;所得DLBS 45°C下在纯水和地层水中均具有较好的溶解性, cmc为1.1×10-5 mol/L,γcmc为28.6mN/m,具有较高的表面活性;在1000 mgL-1的聚合物存在下,固定总表面活性剂浓度为5mM(约0.2%),DLBS与HABS(1)复配可以在0.51.0wt.%NaOH浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水的平衡界面张力降到10-3mN/m数量级,而与HABS(1)和少量甜菜碱型表面活性剂复配则可在1.22.0wt.%Na2CO3浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水平衡界面张力降到10-3mN/m数量级。显然作为优良的亲油性表面活性剂DLBS可以用于强碱和弱碱三元复合驱。类似地,用工业级烷基苯与长碳链α-烯烃反应可以合成双烷基苯(DAB),再经磺化、中和即可得到双烷基苯磺酸盐(DABS)。本文尝试了以DB和C12α-烯烃为原料,三氯化铝作催化剂,通过傅克烷基化反应合成DAB,再用ClSO3H磺化和NaOH中和制备DABS。但结果表明,烷基化和磺化反应转化率均较低,最终得到的“DABS”实际是单/双烷基苯磺酸盐的混合物,其中单/双烷基苯磺酸盐的摩尔比约为65/35。不过这种“DABS”亦具有较高的表面活性,当固定NaOH浓度0.5wt.%,“DABS”与HABS(2)复配可在0.10.5 wt.%总表面活性剂浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水平衡界面张力降到10-3mN/m数量级,而固定总表面活性剂浓度0.2 wt.%,“DABS”与HABS(2)复配可在0.40.7wt.%NaOH浓度范围内使大庆四厂原油/模拟地层水平衡界面张力降到10-3mN/m数量级。由于时间和设备的限制,本工作仅仅是初步研究,有待今后进一步深入。
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