一種糖基陰-非型表面活性劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種糖基陰-非型表面活性劑及其制備方法，屬于油田化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油開(kāi)采進(jìn)入中后期，在我國(guó)部分油田的生產(chǎn)中，油田采出水含量日益增加。 為增加石油產(chǎn)量，現(xiàn)場(chǎng)會(huì)大量使用三次采油方式，而我國(guó)三次采油方式主要為化學(xué)驅(qū)，即在 注入水中添加各種化學(xué)劑，以改善水的驅(qū)油及波及性能。目前采用的化學(xué)驅(qū)主要包括聚合 物驅(qū)、堿水驅(qū)、表面活性劑驅(qū)以及復(fù)合驅(qū)（二元復(fù)合、三元復(fù)合）等方法。近年，國(guó)家對(duì)環(huán)保 問(wèn)題高度關(guān)注，在三次采油方式中最常用的聚-表-堿三元復(fù)合驅(qū)由于有堿存在，會(huì)嚴(yán)重?fù)p 害儲(chǔ)層并造成地層水污染，因此化學(xué)驅(qū)更傾向于無(wú)堿的聚-表二元復(fù)合驅(qū)。在無(wú)堿情況下， 對(duì)表面活性劑的性能要求進(jìn)一步提高，表面活性劑是所用化學(xué)劑中的一種重要組分，它能 極大地降低油水界面張力，提高采收率幅度較大，因而在化學(xué)驅(qū)提高原油采收率領(lǐng)域得到 廣泛應(yīng)用。目前，制備石油磺酸鹽（KPS)系列表面活性劑的工藝相對(duì)成熟，為了滿(mǎn)足油田上 耐溫抗鹽的要求，將其與非離子型的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，這一復(fù)配體系作為驅(qū)油用表面 活性劑的首選。但在驅(qū)油劑不含堿時(shí)，石油磺酸鹽降低油水界面張力能力較弱，且復(fù)配體系 容易產(chǎn)生色譜分離，難以達(dá)到理想的驅(qū)油效果，因此，合成一種環(huán)境友好型且性能優(yōu)越的表 面活性劑是未來(lái)油田用表面活性劑發(fā)展的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種糖基陰-非型表面活性劑及其制備方 法。該表面活性劑是在葡萄糖分子上引入疏水基團(tuán)生成非離子型表面活性劑，再接入磺酸 基團(tuán)，使其具備耐溫和抗鹽性能，且水溶性好，所用葡萄糖分子來(lái)源廣泛、成本較低且易降 解。本發(fā)明所述制備方法原理可靠，操作簡(jiǎn)單，制備的表面活性劑性能優(yōu)異，符合油田需要。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)方案如下：
[0005] -種糖基陰-非型表面活性劑，以中間體N-十二烷基葡萄糖胺與2-氯乙基磺酸 鈉發(fā)生雙分子親核取代反應(yīng)（SN2)合成，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0006]
[0007] 所述中間體N-十二烷基葡萄糖胺結(jié)構(gòu)式如下：
[0008]
[0009] 所述N-十二烷基葡萄糖胺，其可單獨(dú)作為一種非離子表面活性劑使用，具有抗鹽 能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但因其達(dá)到一定溫度后會(huì)出現(xiàn)濁點(diǎn)影響使用效果，耐溫性能差；引入磺酸基 團(tuán)后，濁點(diǎn)消失，耐溫能力明顯增強(qiáng)，水溶性也得到顯著改善。
[0010] 本發(fā)明還提供一種糖基陰-非型表面活性劑的制備方法，依次包括以下步驟：
[0011] ⑴將葡萄糖和十二胺按摩爾比為η(葡糖糖）：n(十二胺）=1:1. 1~1.5分 別量取后放入三口燒瓶中，25°C~35°C下，攪拌并反應(yīng)6h后析出白色固體，升溫至45°C~ 60°C反應(yīng)3h，冷卻至室溫析出固體，抽濾，用丙酮與正己烷的混合溶劑洗滌，直至除去過(guò)量 的十二胺，用乙醇重結(jié)晶，抽濾，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺；
[0012] (2)將2-氯乙基磺酸鈉和步驟（1)中制得的N-十二烷基葡萄糖胺按摩爾比為 η(N-十二烷基葡糖糖胺）：η(2-氯乙基磺酸鈉）=1:1. 05~1. 30量取，放入三口燒瓶中，以 乙醇和水為混合溶劑，緩慢滴加NaOH水溶液，在加熱溫度50°C~65°C下，攪拌并反應(yīng)9h，減 壓蒸餾除去溶劑乙醇和少量的水，得粘稠狀橙色液體，用丙酮萃取，析出淡黃色膏狀固體， 抽濾，真空烘干，得到糖基陰-非型表面活性劑。
[0013] 優(yōu)選的，所述葡萄糖和十二胺按摩爾比優(yōu)選為n(葡糖糖）：n(十二胺）=1:1. 4 ; 所述第一階段攪拌反應(yīng)溫度為30°C;升溫后反應(yīng)溫度為50°C。
[0014] 優(yōu)選的，所述N-十二烷基葡糖糖胺和2-氯乙基磺酸鈉按摩爾比為η(N-十二烷基 葡糖糖胺）：η(2-氯乙基磺酸鈉）=1:1.20;所述加熱溫度為55°C。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] 與普通表面活性劑相比，本發(fā)明表面活性劑濁點(diǎn)消失；在高含鹽條件下，表面活性 增強(qiáng)，降低油水界面張力能力增強(qiáng)；且只對(duì)親油表面實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)；實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明表面 活性劑在蒸餾水中cmc和γcmc分別為5X10 3mol/L和24. 9mN/m。在NaCl濃度為17. 55g/ L，本發(fā)明表面活性劑濃度為0. 3wt%時(shí)，在無(wú)堿條件下，該體系與新疆七東1區(qū)原油的IFT 可降至0. 05mN/m;濃度為0. 35wt%的本發(fā)明表面活性劑，可將親油表面（107. 5° )轉(zhuǎn)變?yōu)?親水表面（80. 9° )。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明中間體和目標(biāo)產(chǎn)物的紅外譜圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明表面活性劑的γ-logc曲線(xiàn)圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明表面活性劑的表面活性與鹽濃度的關(guān)系圖；
[0020] 圖4為本發(fā)明降低油水界面張力和鹽濃度的關(guān)系圖；
[0021] 圖5為本發(fā)明降低油水界面張力和表面活性劑濃度的關(guān)系圖；
[0022] 圖6為油滴在親油表面的鋪展情況圖；
[0023] 圖7為油滴在親水表面的鋪展情況圖；
[0024] 圖8為本發(fā)明表面活性劑的潤(rùn)濕改善能力與濃度及表面性質(zhì)的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述 的【具體實(shí)施方式】。
[0026] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0027] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0028] (1)糖基陰-非型表面活性劑的制備：
[0029] 實(shí)施例一、
[0030] 取6. 0g無(wú)水葡萄糖和8. 64g十二胺置于三口燒瓶中，加入120mL甲醇，反應(yīng)過(guò)程 中攪拌，30°C下反應(yīng)6h析出白色固體，升溫至50°C反應(yīng)3h;冷卻至室溫析出固體，抽濾，用 V(丙酮）：V(正己烷）=7:3的混合溶劑洗滌，直至除去過(guò)量的十二胺；用乙醇重結(jié)晶，抽 濾，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺6. 23g。
[0031] 取3. 0g的N-十二烷基葡萄糖胺，加入100mL乙醇溶解，取1. 72g的2-氯乙基磺 酸鈉，用10mL水溶解后置于三口燒瓶中；緩慢滴加NaOH水溶液，55°C下攪拌并反應(yīng)9h。減 壓蒸餾除去溶劑乙醇和少量的水，得粘稠狀橙色液體。用丙酮萃取，析出淡黃色膏狀固體， 抽濾，真空烘干，得到糖基陰-非型表面活性劑1. 65g。
[0032] 實(shí)施例二、
[0033] 取6. 0g無(wú)水葡萄糖和6. 79g十二胺置于三口燒瓶中，加入120mL甲醇。反應(yīng)過(guò)程 中攪拌，30 °C下反應(yīng)6h析出白色固體，升溫至50 °C反應(yīng)3h。冷卻至室溫析出固體，抽濾，用 V(丙酮）：V(正己烷）=7:3的混合溶劑洗滌，直至除去過(guò)量的十二胺；用乙醇重結(jié)晶，抽 濾，烘干得到N-十二烷基葡萄糖胺4. 24g。
[0034] 取3. 0