CN107384357B - 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法 - Google Patents

聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107384357B
CN107384357B CN201710446109.1A CN201710446109A CN107384357B CN 107384357 B CN107384357 B CN 107384357B CN 201710446109 A CN201710446109 A CN 201710446109A CN 107384357 B CN107384357 B CN 107384357B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyoxyethylene
bigeminy
alkylphenol
reaction
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710446109.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107384357A (zh
Inventor
刘治田
周泽坤
张旗
王璇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Wuhan Institute of Technology
Original Assignee
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Wuhan Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Natural Gas Co Ltd, Wuhan Institute of Technology filed Critical China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority to CN201710446109.1A priority Critical patent/CN107384357B/zh
Publication of CN107384357A publication Critical patent/CN107384357A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107384357B publication Critical patent/CN107384357B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/584—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific surfactants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/334—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing sulfur
    • C08G65/3344—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing sulfur containing oxygen in addition to sulfur

Abstract

本发明提供一种聚氧乙烯‑苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法。该聚氧乙烯‑苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式I所示，其中：n取值为6,7,8,9,10,12或14；m取值为4,5,6,7,8,9,10,15或20。本发明提供的聚氧乙烯‑苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法具有原料易得，反应条件温和，制备工艺简单，制备得到的聚氧乙烯‑磺酸盐型复合双子表面活性剂纯度高、产率高，易于放大生产，且具有很高的表面活性，优良的抗盐性、耐温性和化学结构稳定等物理化学性质，能够广泛用于石油开采领域。

Description

聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法
技术领域
本发明属于表面活性剂技术领域，涉及一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法。
背景技术
表面活性剂是三次采油技术中提高石油采收率的一个重要因素，但随着三次采油技术的发展，现驱油用表面活性剂的一些缺点已经明显阻碍了石油采收率的进一步提高，例如降低界面张力效率不够，耐温或抗盐性差等。使用单一表面活性剂往往不能同时具备耐高温和抗矿盐的性能，例如非离子型表面活性剂抗盐性能好但耐温性能较差，而离子型表面活性剂耐温但不抗盐。将多种表面活性剂(如非离子型和阴离子型)进行复配使用，可在一定程度上弥补它们各自的缺点，兼顾耐高温和抗矿盐的性能,如胜利油田提出的OP-10和石油磺酸盐配方，但由于复配的两种表面活性剂分子之间并不存在强的相互作用力，因此，在实际环境下(高吸附损耗)使用时，绝大部分复配体系均存在明显的色谱分离问题，达不到理想的使用效果。从分子设计的角度考虑，如果能将两种复配用的表面活剂分子通过共价键进行分子水平上的连接则可有效避免它们在使用过程中的色谱分离。非离子及离子型表面活性剂共价连接后，可称之为复合型表面活性剂。目前报道的复合型表面活性剂结构大多与传统的单链表面活性剂类似，如石油大学开发了一种非离子和阴离子于一体的单链醚羧酸盐表面活性剂，其与石油磺酸盐表面活性剂的复配体系被用作高矿化度油藏的驱油剂；中国石油勘探开发研究院油田化学所开发了聚氧乙烯醚磺酸盐型非离子-阴离子复合型表面活性剂，并将其与石油磺酸盐进行复配，用于中、高矿化度以及高温油藏。虽然这些已开发的复合型表面活性剂相对于传统复配体系来说表现出了较好的使用效果，但其优点也只是体现在使用稳定性方面，即提高了耐温抗盐和防色谱分离性能，而在降低油水界面张力提高采收率方面与传统表面活性剂或其复配体系相比并没显现出优势，因此其实际应用并未得到进一步推广。
发明内容
为了解决传统复合型表面活性剂在驱油方面降低油水界面张力、抗盐耐温难、驱油能力弱等技术问题，本发明的目的在于提供一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法。该方法涉及的原料易得，反应条件温和，工艺简单，制备得到的聚氧乙烯-磺酸盐型复合双子表面活性剂纯度高、产率高，具有良好的表面活性、抗盐性、耐温性和化学结构稳定等物理化学性质。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
本发明提供一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式I所示：
其中：n取值为6,7,8,9,10,12或14；m取值为4,5,6,7,8,9,10,15或20。
上述聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂中，优选地，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式选自如下结构式中的一种：
本发明还提供上述聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将烷基苯酚与甲醛进行亲电取代反应生成二联烷基苯酚；
步骤二，将二联烷基苯酚与环氧乙烷在氮气保护下，以氢氧化钾作为催化剂，进行开环反应生成二联烷基苯酚聚氧乙烯醚；
步骤三，将二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与甲醇钠进行反应，冷却后的产物在氮气保护下，与氯甲烷进行反应，得到二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚；
步骤四，将二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸在有机溶剂中且冰水浴条件下进行反应，得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂；
其中：所述烷基苯酚与所述甲醛的摩尔比为(1-4)：1；所述二联烷基苯酚与所述环氧乙烷的摩尔比为1：(2-18)；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述氯甲烷的摩尔比为1：(2-6)；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸的摩尔比为1：(2-6)；所述氢氧化钾的用量为所述二联烷基苯酚用量的0.1wt％-0.2wt％；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠的摩尔比为1：(2-2.5)。
上述制备方法中，优选地，在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应是在二水合草酸的酸性环境中进行的，酸性环境的pH值为3-5。
上述制备方法中，优选地，在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应过程中，还加入了十二烷基苯磺酸钠，其用量为烷基苯酚用量的0.5wt％-1.0wt％；该十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂起到降低界面能的作用。
上述制备方法中，优选地，所述烷基苯酚包括对己基苯酚、对庚基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、对癸基苯酚、对十二烷基苯酚和对十四烷基苯酚中的一种或多种的组合。
上述制备方法中，优选地，在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应的反应温度为90-150℃，反应时间为4-8h。
上述制备方法中，优选地，在步骤四中，反应得到的产物还包括进行提纯的步骤：将反应得到的产物加入5％的NaOH的乙醇溶液调节至pH值为8，然后过滤，所得的滤液去除溶剂并用热乙醇除盐，然后用丙酮-***溶剂重结晶得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂。
上述制备方法中，优选地，在步骤二中，所述二联烷基苯酚与所述环氧乙烷进行开环反应的反应温度为120-200℃，反应压强为0.5MPa-1.5MPa，反应时间为2-4h。
上述制备方法中，优选地，在步骤三中，所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠进行反应的反应时间为1-2h，反应温度为78-90℃。
上述制备方法中，优选地，在步骤三中，所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠进行反应冷却后的反应产物在氮气保护下，与氯甲烷进行反应的反应温度为80-120℃，反应压强为0.3MPa-1MPa，反应时间为4-8h。
上述制备方法中，优选地，在步骤四中，二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸反应的反应温度为-5-20℃，反应时间为12-24h。
上述制备方法中，优选地，反应所采用的有机溶剂包括二氯甲烷、无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一种或多种的组合。
探索并合成具有高表面活性的新型表面活性剂一直是胶体界面科学及相关应用领域感兴趣的课题。双子表面活性剂是将两个传统表面活性剂在头基附近通过共价键进行联接而形成的二聚两亲分子，因其特殊的分子结构而具有远高于传统表面活性剂的表/界面活性以及丰富的聚集体形态。双子表面活性剂与传统表面活性剂相比具有较高活性的原因是，利用连接链的化学键力强行拉近了分子内两个头基间的距离，从而有效地制约了表面活剂分子在自组装过程中的头基排斥作用，提高了分子排列的紧密度。本发明以烷基苯酚，甲醛，环氧乙烷，氯甲烷，氯磺酸为原料，经两步取代反应、一步加成反应和一步磺化反应四个步骤，将目前在驱油方面中已显现出一定优势的非离子-离子复合型单链表面活性剂进行孪联，形成复合型双子表面活性剂，其能够提高表面活性，进而有望提高其驱油性能，更好地适应于地下特殊环境。
本发明提供的聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法具有原料易得，反应条件温和，制备工艺简单，制备得到的聚氧乙烯-磺酸盐型复合双子表面活性剂纯度达到95％、产率达到90％，易于放大生产，且具有很高的表面活性，优良的抗盐性、耐温性和化学结构稳定等物理化学性质，能够广泛用于石油开采领域。
附图说明
图1为本发明实施例4中聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂PS(m＝10,n＝9)的浊点与离子浓度关系图；
图2为本发明实施例4中25℃时聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂PS(m＝10,15,20,n＝9)水溶液表面张力与浓度关系图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式(1)所示：
本实施例还提供上述聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)中间体二联壬基苯酚的合成步骤：将对壬基苯酚与甲醛按照摩尔比2：1的比例称量，向烧瓶中加入对壬基苯酚后再加入一定量0.5wt％的二水合草酸，用量为对壬基苯酚用量的0.5wt％去离子水以及用量为对壬基苯酚用量的0.1wt％的十二烷基苯磺酸钠，升温至90℃过程中分批加入固体甲醛搅拌混合均匀，再升温至120℃，接上分水器，反应4h。反应结束后用二氯甲烷萃取产物，再进行干燥，旋干溶剂，接着柱层析提纯产物(硅胶柱：乙酸乙酯-石油醚淋洗体系)，得到二联壬基苯酚，对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.95(m,2H,ArH),6.78-6.76(d,2H,ArH),3.92(s,2H,Ar-CH2-Ar),1.66-0.54(m,38H,C9H19)。
(2)中间体二联壬基苯酚聚氧乙烯醚的合成步骤：将二联壬基苯酚和氢氧化钾催化剂(用量为二联壬基苯酚的0.1wt％)加入到反应釜中，抽真空并反复置换氮气三次，通入氮气保护，在无水无氧条件下用气体加料罐将环氧乙烷高压气体(摩尔比，二联壬基苯酚：环氧乙烷＝1：40)通入到反应釜中，维持1MPa压力，并在120-140℃条件下进行氧乙烯化加成反应4h，冷却至室温，然后用乙酸或磷酸中和反应产物并进行提纯，得到二联壬基苯酚聚氧乙烯醚，对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.95(m,2H,ArH),6.81-6.72(d,2H,ArH),4.08(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.62-3.88(m,160H,CH2-CH2-O),1.66-0.54(m,38H,C9H19)。
(3)中间体二联壬基苯酚聚氧乙烯二单甲醚的合成步骤：将二联壬基苯酚聚氧乙烯醚和甲醇钠(摩尔比，二联壬基苯酚聚氧乙烯醚：甲醇钠＝1：2)加入到高压反应釜中，80℃反应1h，冷却到室温，抽真空并反复置换氮气3次，用气体加料罐将氯甲烷气体(摩尔比，二联壬基苯酚聚氧乙烯醚：氯甲烷＝1：4)通入反应釜内，维持压力为0.6MPa，在100-110℃下反应4h，冷却至室温，酸中和，用热乙醇除盐提纯，得到二联壬基苯酚聚氧乙烯二单甲醚，对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.95(m,2H,ArH),6.81-6.72(d,2H,ArH),4.08(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.62-3.88(m,160H,CH2-CH2-O),3.31(s,6H,O-CH3),1.66-0.54(m,38H,C9H19)。
(4)最终产物聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的合成步骤：将所得的二联壬基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸按摩尔比1:3进行混合，以无水二氯甲烷为溶剂在冰水浴下反应2h，升至室温后接着反应10h；反应完毕后加入5％的NaOH的乙醇溶液调节至PH＝8，过滤，所得滤液用旋转蒸发仪除去溶剂，热乙醇除盐，剩余产物用丙酮-***混合溶剂重结晶三次，得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的纯度为95％，产率为90％。
对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.53-7.49(d,2H,ArH),7.05-6.95(m,2H,ArH),4.08(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.62-3.83(m,160H,CH2-CH2-O),3.31(s,6H,O-CH3),1.66-0.54(m,38H,C9H19)。由每一步的核磁共振分析结果解析表明该制备方法制备的聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂即为上述结构式。
实施例2
本实施例提供一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式(2)所示：
本实施例还提供上述聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)中间体二联庚基苯酚的合成步骤：将对庚基苯酚与甲醛按照摩尔比2.5：1的比例称量，向烧瓶中加入对庚基苯酚后再加入用量为对庚基苯酚用量的0.2wt％的二水合草酸，用量为对庚基苯酚的1.0wt％的去离子水以及用量为对庚基苯酚用量的0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠，升温至90℃过程中分批加入固体甲醛搅拌混合均匀，再升温至130℃，接上分水器，反应6h，反应结束后用二氯甲烷萃取产物，再进行干燥，旋干溶剂，接着柱层析提纯产物(硅胶柱：乙酸乙酯-石油醚淋洗体系)，得到二联庚基苯酚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.17(d,2H,ArH),7.05-6.92(m,2H,ArH),6.78-6.66(d,2H,ArH),3.98(s,2H,Ar-CH2-Ar),1.68-0.56(30H,C7H15)。
(2)中间体二联庚基苯酚聚氧乙烯醚的合成步骤：将二联庚基苯酚和氢氧化钾催化剂(用量为二联庚基苯酚的0.1wt％)加入到反应釜中，抽真空并反复置换氮气三次，通入氮气保护，在无水无氧条件下用气体加料罐将环氧乙烷高压气体(摩尔比，二联庚基苯酚：环氧乙烷＝1：30)通入到反应釜中，维持1.2MPa压力，并在120-140℃条件下进行氧乙烯化加成反应3h，冷却至室温，然后用乙酸或磷酸中和反应产物并进行提纯，得到二联庚基苯酚聚氧乙烯醚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.91(m,2H,ArH),6.78-6.62(d,2H,ArH),4.02(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.68-3.82(m,120H,CH2-CH2-O),1.66-0.54(m,30H,C7H15)。
(3)中间体二联庚基苯酚聚氧乙烯二单甲醚的合成步骤：将二联庚基苯酚聚氧乙烯醚和甲醇钠(摩尔比，二联庚基苯酚聚氧乙烯醚：甲醇钠＝1：2)加入到高压反应釜中，80℃反应1h，冷却到室温，抽真空并反复置换氮气3次，用气体加料罐将氯甲烷气体(摩尔比，二联庚基苯酚聚氧乙烯醚：氯甲烷＝1：3.5)通入反应釜内，维持压力为0.5MPa，在100-110℃下反应5h，冷却至室温，酸中和，用热乙醇除盐提纯，得到二联庚基苯酚聚氧乙烯二单甲醚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.24-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.95(m,2H,ArH),6.81-6.72(d,2H,ArH),4.08(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.62-3.82(m,120H,CH2-CH2-O),3.32(s,6H,O-CH3),1.66-0.54(m,30H,C7H15)。
(4)最终产物聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的合成步骤：将所得的二联庚基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸按摩尔比1:2.5进行混合，以无水二氯甲烷为溶剂在冰水浴下反应2h，升至室温后接着反应10h；反应完毕后加入5％的NaOH的乙醇溶液调节至PH＝8，过滤，所得滤液用旋转蒸发仪除去溶剂，热乙醇除盐，剩余产物用丙酮-***混合溶剂重结晶三次，得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂。该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的纯度为95％，产率为92％。
对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.52-7.62(d,2H,ArH),7.02-6.98(m,2H,ArH),4.06(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.68-3.84(m,120H,CH2-CH2-O),3.31(s,6H,O-CH3),1.66-0.54(m,30H,C7H15)。
实施例3
本实施例提供一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式(3)所示：
本实施例还提供上述聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)中间体二联十二烷基苯酚的合成步骤：将对十二烷基苯酚与甲醛按照摩尔比3：1的比例称量，向烧瓶中加入对十二烷基苯酚后再加入用量为对十二烷基苯酚用量的0.2wt％的二水合草酸，用量为对十二烷基苯酚的1.0wt％的去离子水以及用量为对十二烷基苯酚的0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠，升温至90℃过程中分批加入固体甲醛搅拌混合均匀，再升温至115℃，接上分水器，反应5h。反应结束后用二氯甲烷萃取产物，再进行干燥，旋干溶剂，接着柱层析提纯产物(硅胶柱：乙酸乙酯-石油醚淋洗体系)，得到二联十二烷基苯酚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.22-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.96(m,2H,ArH),6.78-6.68(d,2H,ArH),3.98(s,2H,Ar-CH2-Ar),1.68-0.64(50H,C12H25)。
(2)中间体二联十二烷基苯酚聚氧乙烯醚的合成步骤：将二联十二烷基苯酚和氢氧化钾催化剂(用量为二联十二烷基苯酚的0.1wt％)加入到反应釜中，抽真空并反复置换氮气三次，通入氮气保护，在无水无氧条件下用气体加料罐将环氧乙烷高压气体(摩尔比，二联十二烷基苯酚：环氧乙烷＝1：20)通入到反应釜中，维持0.8MPa压力，并在140-160℃条件下进行氧乙烯化加成反应3.5h，冷却至室温，然后用乙酸或磷酸中和反应产物并进行提纯，得到二联十二烷基苯酚聚氧乙烯醚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.22-7.18(d,2H,ArH),7.05-6.90(m,2H,ArH),6.78-6.62(d,2H,ArH),4.12(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.64-3.88(m,80H,CH2-CH2-O),1.66-0.56(m,50H,C12H25)。
(3)中间体二联十二烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚的合成步骤：将二联十二烷基苯酚聚氧乙烯醚和甲醇钠(摩尔比，二联十二烷基苯酚聚氧乙烯醚：甲醇钠＝1：2)加入到高压反应釜中，80℃反应1h，冷却到室温，抽真空并反复置换氮气3次，用气体加料罐将氯甲烷气体(摩尔比，二联十二烷基苯酚聚氧乙烯醚：氯甲烷＝1：5)通入反应釜内，维持压力为0.5MPa，在90-100℃下反应6h，冷却至室温，酸中和，用热乙醇除盐提纯，得到二联十二烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚。对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.22-7.16(d,2H,ArH),7.08-6.95(m,2H,ArH),6.88-6.74(d,2H,ArH),4.12(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.64-3.88(m,80H,CH2-CH2-O),3.32(s,6H,O-CH3),1.66-0.54(m,50H,C12H25)。
(4)最终产物聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的合成步骤：将所得的二联十二烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸按摩尔比1：4进行混合，以无水二氯甲烷为溶剂在冰水浴下反应2h，升至室温后接着反应15h，反应完毕后加入5％的NaOH的乙醇溶液调节至PH＝8，过滤。所得滤液用旋转蒸发仪除去溶剂，热乙醇除盐，剩余产物用丙酮-***混合溶剂重结晶三次，得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂。该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的纯度为95％，产率为93％。
对其进行核磁共振测试，实验结果为：H NMR:7.52-7.62(d,2H,ArH),7.02-6.96(m,2H,ArH),4.08(s,2H,Ar-CH2-Ar),3.62-3.86(m,80H,CH2-CH2-O),3.36(s,6H,O-CH3),1.66-0.52(m,50H,C12H25)。
实施例4
本实施例提供本发明聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂抗盐耐温性能测试实验。实验结果如图1、图2和表1所示，图1显示本发明聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂PS(m＝10,n＝9)的浊点与离子浓度关系图；图2显示本发明25℃时聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂PS(m＝10,15,20,n＝9)水溶液表面张力与浓度关系图；表1显示聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂PS(m＝10,15,20,n＝9)的浊点。
表1
PS的浊点(℃)
m＝10 98
m＝15 >100
m＝20 >100
由实验数据可知，本发明制备得到的聚氧乙烯磺酸盐型双子表面活性剂具有良好的具有优良的抗盐性、耐高温性和表面活性。
综上所述，本发明提供的聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法具有原料易得，反应条件温和，制备工艺简单，制备得到的聚氧乙烯-磺酸盐型复合双子表面活性剂纯度达到95％、产率达到90％，易于放大生产，且具有很高的表面活性，优良的抗盐性、耐温性和化学结构稳定等物理化学性质，能够广泛用于石油开采领域。

Claims (13)

1.一种聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，其特征在于，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式如式I所示：
其中：n取值为6,7,8,9,10,12或14；m取值为4,5,6,7,8,9,10,15或20。
2.根据权利要求1所述的聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂，其特征在于，该聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的结构式选自如下结构式中的一种：
3.权利要求1所述的聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一，将烷基苯酚与甲醛进行亲电取代反应生成二联烷基苯酚；
步骤二，将二联烷基苯酚与环氧乙烷在氮气保护下，以氢氧化钾作为催化剂，进行开环反应生成二联烷基苯酚聚氧乙烯醚；
步骤三，将二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与甲醇钠进行反应，冷却后的产物在氮气保护下，与氯甲烷进行反应，得到二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚；
步骤四，将二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸在有机溶剂中且冰水浴条件下进行反应，得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂；
其中：所述烷基苯酚与所述甲醛的摩尔比为(1-4)：1；所述二联烷基苯酚与所述环氧乙烷的摩尔比为1：(2-18)；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述氯甲烷的摩尔比为1：(2-6)；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸的摩尔比为1：(2-6)；所述氢氧化钾的用量为所述二联烷基苯酚用量的0.1wt％-0.2wt％；所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠的摩尔比为1：(2-2.5)。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应是在二水合草酸的酸性环境中进行的，酸性环境的pH值为3-5。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应过程中，还加入了十二烷基苯磺酸钠，其用量为烷基苯酚用量的0.5wt％-1.0wt％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述烷基苯酚和所述甲醛进行亲电取代反应的反应温度为90-150℃，反应时间为4-8h。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述烷基苯酚包括对己基苯酚、对庚基苯酚、对辛基苯酚、对壬基苯酚、对癸基苯酚、对十二烷基苯酚和对十四烷基苯酚中的一种或多种的组合。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤四中，反应得到的产物还包括进行提纯的步骤：将反应得到的产物加入5％的NaOH的乙醇溶液调节至pH值为8，然后过滤，所得的滤液去除溶剂并用热乙醇除盐，然后用丙酮-***溶剂重结晶得到聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤二中，所述二联烷基苯酚与所述环氧乙烷进行开环反应的反应温度为120-200℃，反应压强为0.5MPa-1.5MPa，反应时间为2-4h。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠进行反应的反应时间为1-2h，反应温度为78-90℃。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述二联烷基苯酚聚氧乙烯醚与所述甲醇钠进行反应冷却后的反应产物在氮气保护下，与氯甲烷进行反应的反应温度为80-120℃，反应压强为0.3MPa-1MPa，反应时间为4-8h。
12.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤四中，二联烷基苯酚聚氧乙烯二单甲醚与氯磺酸反应的反应温度为-5-20℃，反应时间为12-24h。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：反应所采用的有机溶剂包括二氯甲烷、无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮和乙酸乙酯中的一种或多种的组合。
CN201710446109.1A 2017-06-14 2017-06-14 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法 Active CN107384357B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710446109.1A CN107384357B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710446109.1A CN107384357B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107384357A CN107384357A (zh) 2017-11-24
CN107384357B true CN107384357B (zh) 2019-10-11

Family

ID=60331902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710446109.1A Active CN107384357B (zh) 2017-06-14 2017-06-14 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107384357B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108440254A (zh) * 2018-04-12 2018-08-24 东北石油大学 一种4-十二烷基酚聚氧乙烯双醚的制备方法
CN109321225B (zh) * 2018-08-31 2021-01-29 中国石油天然气股份有限公司 一种适用于高温高盐油藏的co2泡沫剂体系及其制备方法
CN109369841A (zh) * 2018-10-26 2019-02-22 天津大港油田滨港集团博弘石油化工有限公司 一种多功能表面活性聚丙烯酰胺及其合成方法
CN112195021B (zh) * 2020-11-16 2021-08-27 山东大明精细化工有限公司 一种驱油用Gemini聚氧乙烯醚琥珀酸盐表面活性剂及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5710121A (en) * 1995-12-21 1998-01-20 Rhone-Poulenc Inc. Anionic surfactants having multiple hydrophobic and hydrophilic groups
CN1817430A (zh) * 2005-12-30 2006-08-16 西南石油学院 一种新型双醚双苯磺酸盐双子表面活性剂及其制备方法
CN101148581A (zh) * 2007-10-26 2008-03-26 孙焕泉 一种高效双子型驱油剂的制备方法
CN101185866A (zh) * 2006-11-17 2008-05-28 天津科技大学 双子阴离子表面活性剂及其制备方法
CN101704728A (zh) * 2009-11-13 2010-05-12 江苏工业学院 一种用有机酸催化剂制备双酚化合物抗氧剂产品的方法
CN102380330A (zh) * 2011-09-11 2012-03-21 西南石油大学 一种阴-非两性离子型双子表面活性剂及合成方法
CN102441338A (zh) * 2012-01-04 2012-05-09 西南石油大学 一种磺酸盐芳烷基阴－非型双子表面活性剂及合成方法
CN102703048A (zh) * 2012-04-26 2012-10-03 合肥新星油田化学剂有限责任公司 一种高效耐盐抗高温稠油油藏用驱油剂及其制备方法
CN102876310A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 中国石油化工股份有限公司 一种稠油乳化降粘剂
CN105435706A (zh) * 2015-11-16 2016-03-30 武汉工程大学 一种磺酸盐型阴离子双子表面活性剂及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5710121A (en) * 1995-12-21 1998-01-20 Rhone-Poulenc Inc. Anionic surfactants having multiple hydrophobic and hydrophilic groups
CN1817430A (zh) * 2005-12-30 2006-08-16 西南石油学院 一种新型双醚双苯磺酸盐双子表面活性剂及其制备方法
CN101185866A (zh) * 2006-11-17 2008-05-28 天津科技大学 双子阴离子表面活性剂及其制备方法
CN101148581A (zh) * 2007-10-26 2008-03-26 孙焕泉 一种高效双子型驱油剂的制备方法
CN101704728A (zh) * 2009-11-13 2010-05-12 江苏工业学院 一种用有机酸催化剂制备双酚化合物抗氧剂产品的方法
CN102876310A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 中国石油化工股份有限公司 一种稠油乳化降粘剂
CN102380330A (zh) * 2011-09-11 2012-03-21 西南石油大学 一种阴-非两性离子型双子表面活性剂及合成方法
CN102441338A (zh) * 2012-01-04 2012-05-09 西南石油大学 一种磺酸盐芳烷基阴－非型双子表面活性剂及合成方法
CN102703048A (zh) * 2012-04-26 2012-10-03 合肥新星油田化学剂有限责任公司 一种高效耐盐抗高温稠油油藏用驱油剂及其制备方法
CN105435706A (zh) * 2015-11-16 2016-03-30 武汉工程大学 一种磺酸盐型阴离子双子表面活性剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阴离子型双子表面活性剂的合成研究进展II;陈旭霞等;《化工生产与技术》;20141231;第21卷(第4期);第22-31页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107384357A (zh) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107384357B (zh) 聚氧乙烯-苯磺酸盐型复合双子表面活性剂及其制备方法
CN103145568A (zh) 一种腰果酚阳离子型季铵盐及其制备方法
CN104803889A (zh) 脂肪胺聚氧乙烯醚双磺酸盐及其制备方法
CN100374192C (zh) 一种双醚双苯磺酸盐双子表面活性剂及其制备方法
CN105670590B (zh) 一种适用于高温高矿化度油藏的三元复合体系、表面活性剂及其制备方法
CN101979426A (zh) 脂肪醇(烷基酚)聚氧乙烯醚磺酸盐烯烃加成合成方法
CN105435706A (zh) 一种磺酸盐型阴离子双子表面活性剂及其制备方法
CN101104794A (zh) 一种三次采油用高效阴离子型表面活性剂的制备方法
CN104927823B (zh) 双阴离子表面活性剂驱油剂及其制备方法和应用
CN107501135B (zh) 一类含双长链烷基的磺酸盐型阴离子表面活性剂的制备及其应用
CN104277814A (zh) 驱油用表面活性剂组合物、制备方法及应用
CN109336769A (zh) 一种对苯二胺的制备方法
CN102336633B (zh) 2,4-二枯基酚的制备方法
CN103044293A (zh) 苯氧基叔胺磺酸盐两性表面活性剂的制备方法及其应用
CN103265417B (zh) 一种4-[2-(反式-4-烷基环己基)乙基]环己酮的合成方法
CN101935522B (zh) 一种长链烷基酰基苯磺酸钠盐的制备及其在提高石油采收率中的应用
CN112195021B (zh) 一种驱油用Gemini聚氧乙烯醚琥珀酸盐表面活性剂及其制备方法
CN112939821A (zh) 一种开发致密油用相渗调节渗透剂及其制备方法
CN117185940A (zh) 非对称两性Gemini表面活性剂及制备、压裂驱油剂制备及应用
CN102504791A (zh) 一种十八碳烯烃磺酸盐表面活性剂及其制备方法
CN101684405B (zh) 一种双子长链烷基苯磺酸盐驱油剂的制备方法
CN108383758B (zh) 一种磺酸基阴离子型双子表面活性剂的制备方法
CN111073621A (zh) 一种驱油用双长链阴-非复合型表面活性剂及其制备方法
CN102676143A (zh) 脂肪醇聚氧乙烯醚丙酸盐表面活性剂、其制备方法及其在三次采油中的应用
CN114315661B (zh) 芳烷基醇聚氧丙烯醚硫酸盐及其制备和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant