专利名称：一种双长链烷基氧化胺表面活性剂的制备及其应用的利记博彩app
技术领域：
一种双长链烷基氧化胺表面活性剂的制备及其应用，属于胶体与界面化学 领域。本发明涉及的双长链垸基氧化胺表面活性剂由双长链烷基甲基叔胺与双
氧水反应制得，长链垸基的碳原子数为8~18。通过与其它表面活性剂复配，可 用作无碱驱油剂。在45。C、总表面活性剂质量分数0.05%~0.3%条件下，无需加 碱即能使大庆原油/地层水界面张力降低至10—3 mN/m数量级。
背景技术：
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国的石油消费量 急剧增加，而国内石油产量远不能满足需求。2007年我国石油进口量近2亿吨， 对外依存度突破50%。预计到2020年，我国石油供需缺口将达4亿吨。另一方 面，我国仍有巨大的石油储量，但用常规方法难以采出。
通常用常规的一采(自喷)和二采(注水驱)方法仅能采出地下石油储量的 40%左右。剩下的残余油被圈捕在多孔岩石的孔隙中，由于毛细作用在常规注水 压力下难以流出。为了开采出这些残余油需要采用新的技术，即三次采油技术。
理论上，如果注入表面活性剂水溶液使原油/水界面张力降至超低，即10—3 mN/m数量级，则在常规注水压力下就能使被圈捕的油滴从多孔介质中流出。这 就是所谓的超低界面张力驱油，是表面活性剂驱油的主要机理。
在过去的一、二十年中，国内外广泛开展了碱-表面活性剂-聚合物三元复合 驱技术的研究。结果表明，三元复合驱能将原油/地层水界面张力降至10^mN/m 数量级，在水驱基础上提高采收率15%~20%。室内研究表明，我国大多数油田 都适用三元复合驱，然而近年来进行的一些矿场试验表明，三元复合驱中所用 的碱可能通过与岩石或地层水中的矿物质反应，生成不溶性物质，导致油井结 垢和毛细通道堵塞，破坏地层的多孔性结构，严重的可能导致油井报废。此外 使用碱易导致注入设备管道腐蚀，使聚合物增稠效应降低，因此需要提高聚合 物浓度，而碱本身的使用浓度往往比表面活性剂高2-5倍，这些因素使得三元复 合驱的实际综合成本显著升高。为了克服碱的副作用和三元复合驱的缺陷，需 要研究以表面活性剂-聚合物二元复合驱取代三元复合驱。
然而用于三元复合驱的普通廉价表面活性剂，如石油磺酸盐，重垸基苯磺 酸盐、天然羧酸盐、石油羧酸盐以及木质素磺酸盐等，在无碱条件下通常不能 将原油/水界面张力降至超低，为此需要开发新型表面活性剂。 发明内容本发明目的是提出一种基于可再生原料、具有双长链烷基的非离子表面活 性剂的制备及其在三次采油中的应用。
本发明的技术方案 一种双长链垸基氧化胺表面活性剂，该表面活性剂由 双长链烷基甲基叔胺与双氧水反应制得，是一种非离子表面活性剂，双长链烷
基氧化胺表面活性剂的结构式为
CH3(CH2)nCH2 \
N-> O
CH3(CH2)nCH2 /
CH3
n= 6,8,10,12,14,16
其中每个长链烷基的碳原子数相等，为8~18，以10 14为最佳；其制备原 料双长链烷基甲基叔胺系天然油脂衍生物。
所述的表面活性剂的制备方法，在催化剂乙二胺四乙酸钠存在下，用双长 链垸基甲基叔胺与双氧水反应，双氧水与叔胺的摩尔比为(1.0 1.3):1，催化剂用 量为叔胺用量的0.5%-3%，反应介质为水，反应温度80 95°C，反应时间5 8 小时，转化率280%，反应完毕分出水相，上层为产品，含有少量未反应叔胺。
所述的表面活性剂的应用，通过将其与其它表面活性剂复配使用，用作无 碱驱油剂，其中双长链烷基氧化胺的摩尔分数为0.10 0.60，在总表面活性剂质 量浓度0.05% 0.3%、加入聚丙烯酰胺1000mg/L，不加碱、45。C条件下，能使 大庆原油/地层水界面张力降至10—3 mN/m数量级。
双长链垸基甲基叔胺为飞翔化工有限公司产品。
经分离提纯得到纯化产品。经质谱(图2)和红外(图3)分析证明产品具 有所示的分子结构。
性能特征将纯化后的产品溶于超纯水，测定表面张力和临界胶束浓度， 结果表明，当浓度不超过lxlO—4mol/L，得到透明的水溶液，其临界胶束浓度约 在10—6mol/L数量级(图3)。
应用方式将合成的双长链烷基氧化胺表面活性剂与其它表面活性剂复配， 溶于大庆油田地层水，其中混合表面活性剂中双长链垸基氧化胺表面活性剂的 摩尔分数为0.1~0.6，表面活性剂总质量分数为0.05%~0.3%，加入聚合物(聚丙 烯酰胺)1000 ppm，在45。C、不添加任何碱或碱性物质以及无机盐的条件下， 能使大庆原油/地层水界面张力降到10-3 mN/m数量级。
本发明的有益效果本发明的双长链烷基非离子表面活性剂的原料为双长 链垸基甲基叔胺，为天然油脂的衍生物。由于采用了双长链垸基结构，使烷基 链中的总碳原子数突破了天然油脂原料小于等于C18的限制，保证了表面活性剂
4具有足够的亲油性，因而适合用作驱油剂。当与其它表面活性剂复配时，可在 无碱条件下使原油/水界面张力降至超低，适用于表面活性剂-聚合物二元复合驱 提高原油采收率。
图1双十二烷基甲基氧化胺的质谱图(正电荷模式)。图中荷/质比为384.6 的物质对应于目标产物。
图2双十二垸基甲基氧化胺的红外光谱图。双十二烷基甲基氧化胺红外图 谱中显示N-O吸收峰(960 cm")。
图3双十二烷基甲基氧化胺水溶液的表面张力随浓度的变化。测定温度25。C。
图4原油/地层水界面张力随平衡时间的变化。测定条件大庆四厂原油，
45°C，混合表面活性剂总质量分数0.1%和0.3%，混合表面活性剂中双十烷基甲 基氧化胺摩尔分数0.5。
图5原油/地层水界面张力随平衡时间的变化。测定条件大庆四厂原油， 45°C，混合表面活性剂总质量分数0.3%，混合表面活性剂中双十二垸基甲基氧 化胺摩尔分数0.20。
图6原油/地层水界面张力随平衡时间的变化。测定条件大庆四厂原油， 45°C，混合表面活性剂总质量分数0.3%,混合表面活性剂中双十烷基甲基氧化 胺摩尔分数0.10。
具体实施例方式
实施例1
双十烷基甲基氧化胺的制备用双十烷基甲基叔胺(飞翔化工有限公司产品) 与双氧水在催化剂乙二胺四乙酸钠存在下反应，反应介质为水，反应温度为
90°C，双氧水:叔胺摩尔比为(l.l):l，催化剂用量为1%(相对于叔胺)，反应时间 6小时，叔胺转化率80.5%。反应完毕分出水相，上层为产品，含有少量未反应 叔胺。
双十二烷基甲基氧化胺的制备用双十二烷基甲基叔胺(飞翔化工有限公司 产品)与双氧水在催化剂乙二胺四乙酸钠存在下反应，反应介质为水，反应温度 为95。C，双氧水:叔胺摩尔比为(1.2):1，催化剂用量为1.2°/。(相对于叔胺)，反应 时间7小时，叔胺转化率82%。反应完毕分出水相，上层为产品，含有少量未 反应叔胺。
产物经初步分离提纯后进行质谱分析，结果如图1所示。由于采用正电荷 模式，荷/质比为目标产物的分子量+1，于是荷/质比384.6与目标产物完全一致。
产物经进一步提纯后作红外光谱分析，结果如图2所示。与相应的原料叔 胺相比，产品的红外图谱中在960cm"处出现了 N-O吸收峰。产品的表面活性将纯化后的产品溶于超纯水，于25 °C下测定表面张力和 临界胶束浓度，结果如图3所示。图3表明，双十二烷基甲基氧化胺临界胶束 浓度(cmc)约为8xl(T6mol/L， Ycmc〈30 mN/m，即产品具有很高的表面活性。
类似地可以用双十二/十四垸基甲基叔胺(混合叔胺)制备相应的双十二/十 四烷基甲基氧化胺。
实施例2
用制备的双十垸基甲基氧化胺与磺酸盐型阴离子表面活性剂复配，双十垸 基甲基氧化胺的摩尔分数为0.5。将混合表面活性剂溶于含有1000 ppm聚丙烯 酰胺的大庆地层水中，总表面活性剂浓度(质量分数)分别为0.1%和0.3%,在45°C 下测定与大庆原油的界面张力。在无碱、不添加电解质的条件下，平衡界面张 力能降到10'3mN/m数量级，如图4所示。
实施例3
用制备的双十二垸基甲基氧化胺与磺酸盐型阴离子表面活性剂复配，双十 二烷基甲基氧化胺的摩尔分数为0.2。将混合表面活性剂溶于含有1000ppm聚丙 烯酰胺的大庆地层水中，总表面活性剂质量分数为0.3%，在45。C下测定与大庆 原油的界面张力。在无碱、不添加电解质的条件下，平衡界面张力能降到10—3 mN/m数量级，如图5所示。
实施例4
用制备的双十烷基甲基氧化胺与醇酰胺类非离子表面活性剂复配，双十垸 基甲基氧化胺的摩尔分数为0.1。将混合表面活性剂溶于含有1000ppm聚丙烯酰 胺的大庆地层水中，总表面活性剂质量分数0.3%，在45。C下测定与大庆原油的 界面张力。在无碱、不添加电解质的条件下，平衡界面张力能降到1(^mN/m数 量级，如图6所示。
权利要求
1、一种双长链烷基氧化胺表面活性剂，其特征是该表面活性剂由双长链烷基甲基叔胺与双氧水反应制得，是一种非离子表面活性剂，双长链烷基氧化胺表面活性剂的结构式为n＝6，8，10，12，14，16。
2、 根据权利要求l所述的表面活性剂，其特征是每个长链烷基的碳原子数相等，为8 18;其制备原料双长链烷基甲基叔胺系天然油脂衍生物。
3、 权利要求1所述的表面活性剂的制备方法，其特征是在催化剂乙二胺四乙酸钠存在下，用双长链烷基甲基叔胺与双氧水反应，双氧水与叔胺的摩尔比为(1.0 1.3):1，催化剂用量为叔胺用量的0.5%-3%，反应介质为水，反应温度80~95°C，反应时间5 8小时，转化率280%，反应完毕分出水相，上层为产品，含有少量未反应叔胺。
4、 权利要求l所述的表面活性剂的应用，其特征是通过将其与其它表面活性剂复配使用，用作无碱驱油剂，其中双长链烷基氧化胺表面活性剂的摩尔分数为0.10~0.60，在总表面活性剂质量浓度0.05%~0.3%，加入聚丙烯酰胺1000mg/L，不加碱、45。C条件下，能使大庆原油/地层水界面张力降至10^mN/m数量级。
全文摘要
一种双长链烷基氧化胺表面活性剂的制备及其应用，属于胶体与界面化学领域。本发明双长链烷基氧化胺表面活性剂由双长链烷基甲基叔胺与双氧水(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)反应制得，长链烷基的碳原子数为8～18，是一种非离子表面活性剂。通过将其与其它表面活性剂复配使用，可用作无碱驱油剂。当双长链烷基氧化胺的摩尔分数为0.1～0.6，总表面活性剂质量浓度0.05％～0.3％，聚丙烯酰胺浓度1000mg/L(ppm)，并且不加碱时，45℃下能使大庆原油/地层水界面张力降至10<sup>-3</sup>mN/m数量级。
文档编号B01F17/18GK101549265SQ20091003047
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者云 孔, 崔正刚, 张天林, 峰 王, 蒋建中, 许园园 申请人:江南大学