專利名稱：一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法及產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
石油是ー種不可再生的資源，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油的需求日益増加。石油的開(kāi)采關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的全局，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和能源安全起著至關(guān)重要的作用。石油的開(kāi)采分為三個(gè)階段最初是依靠地層的天然能量進(jìn)行開(kāi)采，稱為一次采油，一般采收率為5% 10% ;在天然能量枯竭后，可以通過(guò)人工注水或注氣來(lái)繼續(xù)開(kāi)采，稱為二次采油，采收率可以提高到30% 40% ;二次采油后，仍有60% 70%的剩余油殘留在地下，只能依靠物理和化學(xué)的方法進(jìn)行開(kāi)采，稱為三次采油。三次采油方法主要有熱カ驅(qū)、混相驅(qū)、化學(xué)驅(qū)和微生物驅(qū)等。我國(guó)油田適合化學(xué)驅(qū)的儲(chǔ)量占主要比例，所以化學(xué)驅(qū)是我國(guó)三次采油的主要發(fā)展方向。化學(xué)驅(qū)中，表面活性劑驅(qū)油是最有效的方法之一。由于石油性質(zhì)和地層條件的復(fù)雜性，選擇表面活性劑時(shí)需要考慮眾多的因素，其中油-水界面張カ是最基本的因素。三次采油中使用的表面活性劑主要有石油磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽和石油羧酸鹽，其中的石油磺酸鹽的價(jià)格低、效率高，是應(yīng)用最廣泛的驅(qū)油用表面活性齊U。石油磺酸鹽通常以富含芳烴的石油餾分油為原料，經(jīng)磺化處理后，用堿中和而得至IJ。被磺化的是原料中的芳香成分，因此石油磺酸鹽是含有磺酸鹽、未磺化油和無(wú)機(jī)鹽的粘稠物。常規(guī)的石油磺酸鹽對(duì)不同油田條件的適應(yīng)性還不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法及產(chǎn)品，該表面活性劑能夠?qū)⒂?水界面張カ降至更低并且對(duì)不同油田條件的適應(yīng)性更強(qiáng)。一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法，包括(I)將沸程在50°C 500°C之間的焦化餾分油與石油餾分油混合，在烷基化反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)，所述焦化餾分油的烯烴含量> 10質(zhì)量％，所述的石油餾分油中的芳烴含量>40質(zhì)量％，焦化餾分油與石油餾分油的混合物中，烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 5 I 15 ；(2)用步驟(I)得到的產(chǎn)物在磺化反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)；(3)用堿中和步驟⑵得到的產(chǎn)物，得到產(chǎn)品。焦化餾分油的沸程優(yōu)選為90°C 460°C，更優(yōu)選為120°C 380°C。所述的焦化餾分油為延遲焦化、靈活焦化或者流化焦化的餾分油。所述的焦化餾分油優(yōu)選為焦化柴油、焦化蠟油或者焦化分餾塔循環(huán)油中的ー種或幾種。、
所述焦化懼分油中的烯烴含量?jī)?yōu)選為15 40質(zhì)量％所述焦化塔餾分油中的芳烴含量?jī)?yōu)選為20 40質(zhì)量％。焦化餾分油與石油餾分油的混合物中，烯烴與芳烴的質(zhì)量比優(yōu)選為I : 8
I 12。所述的石油餾分油可以是減壓餾分油、溶劑精制抽出油或溶劑精制抽出油的脫蠟油，優(yōu)選溶劑精制抽出油或溶劑精制抽出油的脫蠟油。所述的石油餾分油中的芳烴含量?jī)?yōu)選> 50質(zhì)量％，更優(yōu)選> 60質(zhì)量％。所述的溶劑精制抽出油是指溶劑精制エ藝得到的抽出油。所述的溶劑精制抽出油的脫蠟油是指先經(jīng)過(guò)溶劑精制エ藝得到溶劑精制抽出油，然后將溶劑精制抽出油進(jìn)行溶劑脫蠟エ藝得到的脫蠟油。所述溶劑脫蠟是采用有機(jī)溶劑，在低溫下過(guò)濾去除原油餾分油中的高凝點(diǎn)組分。所述的烷基化反應(yīng)是指烯烴與芳烴的烷基化反應(yīng)。常用的催化劑為三氯化鋁、HF、H2SO4、分子篩、磷酸硅藻土、改性硅鋁、雜多酸、氧離子交換樹(shù)脂、離子液體等。優(yōu)選采用三氯化鋁為催化劑，反應(yīng)溫度50 80°C，反應(yīng)時(shí)間為I 10小時(shí)。所述的磺化反應(yīng)可以采用制備石油磺酸鹽的常規(guī)反應(yīng)條件。磺化劑可采用發(fā)煙硫酸、三氧化硫或氯磺酸。采用發(fā)煙硫酸為磺化劑時(shí)，反應(yīng)溫度26 120°C，優(yōu)選為37 93°C，更優(yōu)選為54 82°C，反應(yīng)時(shí)間I 8小時(shí)，優(yōu)選為2 6小時(shí)，油酸質(zhì)量比I : I 5 1，優(yōu)選為 I. 25 I 3. 75 I。烯烴與芳烴的烷基化反應(yīng)和芳烴的磺化反應(yīng)均屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知如何用堿中和磺化反應(yīng)的產(chǎn)物，本發(fā)明優(yōu)選采用堿金屬氫氧化物的水溶液或者氨水來(lái)中和步驟(2)磺化反應(yīng)的產(chǎn)物。本發(fā)明還提供了上述方法獲得的產(chǎn)品?，F(xiàn)有技術(shù)通常以富含芳烴的石油餾分油為原料，通過(guò)磺化反應(yīng)來(lái)制備石油磺酸鹽，該方法制備的石油磺酸鹽降低油-水界面張カ的能力有待進(jìn)ー步提高，對(duì)不同油田條件的適應(yīng)性還不理想。本發(fā)明通過(guò)將焦化餾分油與石油餾分油混合，并在磺化反應(yīng)前，先對(duì)混合原料進(jìn)行烷基化處理，使制備的驅(qū)油用表面活性劑具有更佳的性能。本發(fā)明所制備的驅(qū)油用表面活性劑可以將油-水界面張カ降至更低，并且對(duì)不同油田條件的適應(yīng)性更強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的驅(qū)油用表面活性劑的制備方法。將糠醛精制抽出油(芳烴含量75質(zhì)量％)與延遲焦化餾分油(沸程180 380°C，烯烴含量27質(zhì)量％，芳烴含量23質(zhì)量％)混合，使混合物中烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 5，加入三氯化鋁(用量為原料總質(zhì)量的1/15)，在60°C下反應(yīng)2小時(shí)后，用布氏漏斗過(guò)濾出催化劑；將濾液轉(zhuǎn)移到容器內(nèi)，邊攪拌邊向容器內(nèi)滴加發(fā)煙硫酸，油酸比為1.25 1(原料油總質(zhì)量與發(fā)煙硫酸質(zhì)量之比)，在50°C下反應(yīng)4小時(shí)后,滴加入質(zhì)量濃度為20%的NaOH溶液，將油液的PH值調(diào)節(jié)為7 8，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中分離水層即得到產(chǎn)品，產(chǎn)品組成見(jiàn)表I。對(duì)比例I
本對(duì)比例用于說(shuō)明常規(guī)石油磺酸鹽的制備。除未加入延遲焦化餾分油和未進(jìn)行烷基化反應(yīng)外，其余條件均與實(shí)施例I相同，產(chǎn)品組成見(jiàn)表I。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的驅(qū)油用表面活性劑的制備方法。將糠醛精制抽出油的脫蠟油(芳烴含量50質(zhì)量％ )與延遲焦化柴油餾分(烯烴含量12質(zhì)量％，芳烴含量37質(zhì)量％)混合，使混合物中烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 8，加入三氯化鋁(用量為原料總質(zhì)量的1/15)，在50°C下反應(yīng)2小時(shí)后，用布氏漏斗過(guò)濾出催化劑；將濾液轉(zhuǎn)移到容器內(nèi)，邊攪拌邊向容器內(nèi)滴加發(fā)煙硫酸，油酸比為I. 25 I (原料油總質(zhì)量與發(fā)煙硫酸質(zhì)量之比)，在70°C下反應(yīng)4小時(shí)后，滴加入質(zhì)量濃度為25%的氨水溶液，
將油液的PH值調(diào)節(jié)為7 8，將中和后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜止分液，得到產(chǎn)品。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的驅(qū)油用表面活性劑的制備方法。將減壓餾分油(芳烴含量31. 68質(zhì)量％)與延遲焦化餾分油(沸程90 220°C，烯烴含量35質(zhì)量％，芳烴含量11質(zhì)量％)混合，使混合物中烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 10，加入三氯化鋁(用量為原料總質(zhì)量的1/15)，在80°C下反應(yīng)2小時(shí)后，用布氏漏斗過(guò)濾出催化劑；將濾液轉(zhuǎn)移到容器內(nèi)，邊攪拌邊向容器內(nèi)滴加發(fā)煙硫酸，油酸比為I. 5 1(原料油總質(zhì)量與發(fā)煙硫酸質(zhì)量之比)，在60°C下反應(yīng)4小時(shí)后，滴加入質(zhì)量濃度為20%的NaOH溶液，將油液的PH值調(diào)節(jié)為7 8，將中和后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜止分液，得到產(chǎn)品。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明產(chǎn)品的性能。模擬國(guó)內(nèi)某油田三類五個(gè)區(qū)塊的油水體系進(jìn)行試驗(yàn)，油水體系的性質(zhì)見(jiàn)表2。采用對(duì)應(yīng)區(qū)塊的注入水配制質(zhì)量濃度為0. 3%的磺酸鹽溶液，在模擬這幾個(gè)區(qū)塊的地層溫度條件下，將配制的磺酸鹽溶液注入到旋轉(zhuǎn)測(cè)試管中，然后將各體系相對(duì)應(yīng)的原油注入到旋轉(zhuǎn)測(cè)試管溶液中，在TX500C型全量程界面張カ測(cè)量?jī)x上測(cè)定油水界面張力，轉(zhuǎn)速為5000r/min0每隔Imin自動(dòng)采集數(shù)據(jù)一次，連續(xù)測(cè)定，一直到油水界面張カ值穩(wěn)定或油滴斷鏈，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。由表I和表3可以看出，本發(fā)明的產(chǎn)品的活性物含量低于對(duì)比劑，但是油-水界面張カ更低，界面張カ穩(wěn)定值與最小值也更接近，界面性能優(yōu)于對(duì)比劑。這說(shuō)明由原油餾分經(jīng)過(guò)烷基化、磺化得到的產(chǎn)品，親水性與親油性更加平衡，更容易在原油和注水的界面層富集，使油-水界面張カ達(dá)到的更低的水平。表I
類別揮發(fā)組分/% 鹽含量/% 活性物含量/% 未磺化油含量/%
實(shí)施例 I 34.61.825.438.2
對(duì)比例30.25. 538.425.9表權(quán)利要求
1.一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法，包括 (1)將沸程在50°C 500°C之間的焦化餾分油與石油餾分油混合，在烷基化反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)，所述焦化餾分油的烯烴含量> 10質(zhì)量％，所述的石油餾分油中的芳烴含量>40質(zhì)量％，焦化餾分油與石油餾分油的混合物中，烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 5 I 15 ； (2)用步驟(I)得到的產(chǎn)物在磺化反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)； (3)用堿中和步驟⑵得到的產(chǎn)物，得到產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，焦化餾分油的沸程在90°C 460°C之間。
3.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，焦化餾分油的沸程在120°C 380°C之間。
4.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的焦化餾分油為延遲焦化、靈活焦化或者流化焦化的餾分油。
5.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的焦化餾分油為焦化汽油、焦化柴油、焦化蠟油或者焦化分餾塔循環(huán)油中的ー種或幾種。
6.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述焦化餾分油中的烯烴含量為15 40質(zhì)量％。
7.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述焦化塔餾分油中的芳烴含量為20 40質(zhì)量％。
8.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，焦化餾分油與石油餾分油的混合物中，烯烴與芳烴的質(zhì)量比為I : 8 I : 12。
9.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的石油餾分油是減壓餾分油、溶劑精制抽出油或溶劑精制抽出油的脫蠟油。
10.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的石油餾分油中的芳烴含量>50質(zhì)量％。
11.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的烷基化反應(yīng)中，催化劑為三氯化鋁，反應(yīng)溫度50 80°C，反應(yīng)時(shí)間為I 10小時(shí)。
12.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述的磺化反應(yīng)中，磺化劑為發(fā)煙硫酸，反應(yīng)溫度26 120°C，反應(yīng)時(shí)間I 8小時(shí)，油酸質(zhì)量比I : I 5 I。
13.按照權(quán)利要求I 12中任一方法得到的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)油用表面活性劑的制備方法及產(chǎn)品。其中的方法包括，將焦化餾分油與石油餾分油混合，先進(jìn)行烷基化反應(yīng)，再進(jìn)行磺化反應(yīng)，然后用堿中和反應(yīng)產(chǎn)物，最終得到產(chǎn)品。采用本發(fā)明方法制備的驅(qū)油用表面活性劑，能夠形成超低油-水界面張力，并且對(duì)不同油田條件的適應(yīng)性較強(qiáng)。
文檔編號(hào)C09K8/584GK102653674SQ20111005090
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者李偉, 李本高 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院