一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法 (Environment-friendly viscoelastic wetting surfactant for oil displacement and preparation method thereof ) 是由 李会勇 郑金中 杜明慧 王伟强 崔健 于 2021-02-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及驱油表面活性剂技术领域,尤其涉及一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法。采用以非离子表面活性剂和离子表面活性剂混合使用的方法,首先向反应釜中加入聚醚碳链,保持反应中温度恒定,然后加入烷基磺酸盐,搅拌均匀,反应1h左右；待反应釜中物料混合完全后,同时向反应釜中加入椰油酰单乙醇胺和脂肪醇苯基乙烯醚,以增加混合物中醚键和羟基基团,增强有机混合物更加具有亲水性,混合均匀；然后向反应釜中滴加0.5%-1%氢氧化钠,调节溶液PH为8-9,抑制磺酸盐的水解,保证了混合物中磺酸基团和金属离子含量的恒定,使得驱油表面活性剂的驱油效果更佳。(The invention relates to the technical field of oil-displacing surfactants, in particular to an environment-friendly viscoelastic wetting surfactant for oil displacement and a preparation method thereof. The method of mixing and using the nonionic surfactant and the ionic surfactant is adopted, firstly, polyether carbon chains are added into a reaction kettle, the temperature in the reaction is kept constant, then alkyl sulfonate is added, the mixture is uniformly stirred, and the reaction lasts for about 1 hour; after the materials in the reaction kettle are completely mixed, adding cocoyl monoethanolamine and fatty alcohol phenyl vinyl ether into the reaction kettle simultaneously to increase ether bonds and hydroxyl groups in the mixture, so that the organic mixture is enhanced to be more hydrophilic and uniformly mixed; then 0.5-1% of sodium hydroxide is dripped into the reaction kettle, the pH value of the solution is adjusted to 8-9, the hydrolysis of sulfonate is inhibited, the constancy of the contents of sulfonic acid groups and metal ions in the mixture is ensured, and the oil displacement effect of the oil displacement surfactant is better.)
技术领域
本发明涉及驱油表面活性剂技术领域，尤其涉及一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法。
背景技术
随着现代科技的迅速发展，能源消耗越来越呈现出多样化，尤其油气成为生产、生活中最重要的能源；而世界各个国家均面临着开采技术的难题，在油气开采时，不仅有钻进的深度问题、岩层的压力问题等自然环境带来的麻烦，还有对开采设备的诸多要求，设备的先进程度等，在很大程度上都影响着对油气能源的开采效率。
而在一些其他的技术方面，比如一些常常被忽略的问题，在设备和技术都相对成熟时，开采设备与岩层下的油气接触时，往往会出现原油吸附在设备表面，使得开采设备的输送口变得狭窄起来，在很大程度上影响着开采速度，造成了重大的人力、物力的损耗，并且造成了能源的浪费现象和开采油气的一系列问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，采用以非离子表面活性剂和离子表面活性剂混合使用的方法，首先向反应釜中加入聚醚碳链，保持反应中温度恒定，然后加入烷基磺酸盐，搅拌均匀，反应1h左右；待反应釜中物料混合完全后，同时向反应釜中加入椰油酰单乙醇胺和脂肪醇苯基乙烯醚，以增加混合物中醚键和羟基基团，增强有机混合物更加具有亲水性，混合均匀；然后向反应釜中滴加0.5%-1%氢氧化钠，调节溶液PH为8-9，抑制磺酸盐的水解，保证了混合物中磺酸基团和金属离子含量的恒定，使得驱油表面活性剂的驱油效果更佳，并且更加环保。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
进一步优化本技术方案，所述的主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚和0.5%-1%氢氧化钠的水溶液。
进一步优化本技术方案，一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取0.5%-1%氢氧化钠的水溶液：首先称取5-10g氢氧化钠固体粉末，溶于盛有蒸馏水的烧杯中，搅拌均匀，然后倒入1L的容量瓶中，多次洗涤烧杯，并将洗涤液倒入容量瓶中，定容，备用；
（2）制取5%-10%的烷基磺酸盐：首先向反应器中通入二氧化硫和过量的氧气，加入催化剂，待二氧化硫被完全氧化为三氧化硫；将三氧化硫输送到盛有烷基醇的反应器中，开启搅拌器，保持反应器温度为40℃到60℃，再加入1、2-二羟基戊醇，调节反应液PH为4-5左右，在酸性条件下反应1h；继续滴加5%氢氧化钠的水溶液，使反应器中的烷基磺酸盐的PH为8-9之间，使烷基磺酸在催化剂的条件下与钠离子反应，即得到烷基磺酸盐，备用；
（3）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（4）将制备好的实验试剂聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺和脂肪醇苯基乙烯醚按比例依次滴加到反应釜中，搅拌均匀，滴加0.5%-1%氢氧化钠的水溶液调节溶液的PH为8-9，保持PH的恒定，搅拌2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
进一步优化本技术方案，所述的聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
进一步优化本技术方案，所述的烷基磺酸盐分子式为R1R2M结构组成；所述R1为烷基或烷基碳链结构；所述R1中含有12至20个碳原子；所述R2为磺酸基团；所述M为金属离子Na或K等活泼金属。
进一步优化本技术方案，所述的椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
进一步优化本技术方案，所述的聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、椰油酰单乙醇胺不仅具有驱油表面活性剂的作用，还是钙镁离子的良好驱散剂，防止易腐蚀和易附着离子的影响；
2、多种驱油有机物混合使用，增强了表面活性剂的驱油效果，并且更易储存；
3、混合物的PH保持在8-9，在弱碱性环境下，防止磺酸基团水解，保证混合液中磺酸基团和金属离子含量的恒定，并且延长了活性剂的保持时间；
4、聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚的使用，使混合物中含有大量的羟基基团和醚键，使得混合物更具亲水性，已达到驱油的效果。
附图说明
图1为一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法的聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚不同比例时活性剂驱油效果示意图。
图2为一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法的椰油酰单乙醇胺对活性剂的影响以及钙镁离子分散效率的影响。
图3为一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法的烷基磺酸盐添加量对活性剂驱油润湿效果的示意图。
图4为一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法的混合物PH对活性剂润湿效果、驱油效率和粘弹指数的影响示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（2）将制备好的实验试剂50%-80%聚醚碳链和20%-50%脂肪醇苯基乙烯醚按比例依次滴加到反应釜中，搅拌2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
实施例2
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（2）将聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚按比例混合均匀为A混合物；
（3）将制备好的实验试剂20%-80%A混合物和20%-80%椰油酰单乙醇胺按比例依次滴加到反应釜中，搅拌均匀，2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
所述聚醚碳链、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
实施例3
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取5%-10%的烷基磺酸盐：首先向反应器中通入二氧化硫和过量的氧气，加入催化剂，待二氧化硫被完全氧化为三氧化硫；将三氧化硫输送到盛有烷基醇的反应器中，开启搅拌器，保持反应器温度为40℃到60℃，再加入1、2-二羟基戊醇，调节反应液PH为4-5左右，在酸性条件下反应1h；继续滴加5%氢氧化钠的水溶液，使反应器中的烷基磺酸盐的PH为8-9之间，使烷基磺酸在催化剂的条件下与钠离子反应，即得到烷基磺酸盐，备用；
（2）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（3）A混合物和椰油酰单乙醇胺按比例混合为B混合物；
（4）向制备好的实验试剂B混合物加入含量为5%-10%烷基磺酸盐溶液5-10份，搅拌均匀，2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述烷基磺酸盐分子式为R1R2M结构组成；所述R1为烷基或烷基碳链结构；所述R1中含有12至20个碳原子；所述R2为磺酸基团；所述M为金属离子Na或K等活泼金属。
所述椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
所述聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
实施例4
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取5%-10%的烷基磺酸盐：首先向反应器中通入二氧化硫和过量的氧气，加入催化剂，待二氧化硫被完全氧化为三氧化硫；将三氧化硫输送到盛有烷基醇的反应器中，开启搅拌器，保持反应器温度为40℃到60℃，再加入1、2-二羟基戊醇，调节反应液PH为4-5左右，在酸性条件下反应1h；继续滴加5%氢氧化钠的水溶液，使反应器中的烷基磺酸盐的PH为8-9之间，使烷基磺酸在催化剂的条件下与钠离子反应，即得到烷基磺酸盐，备用；
（2）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（3）A混合物和椰油酰单乙醇胺按比例混合为B混合物；
（4）向制备好的实验试剂B混合物加入含量为5%-10%烷基磺酸盐溶液10-15份，搅拌均匀，2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述烷基磺酸盐分子式为R1R2M结构组成；所述R1为烷基或烷基碳链结构；所述R1中含有12至20个碳原子；所述R2为磺酸基团；所述M为金属离子Na或K等活泼金属。
所述椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
所述聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
实施例5
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取5%-10%的烷基磺酸盐：首先向反应器中通入二氧化硫和过量的氧气，加入催化剂，待二氧化硫被完全氧化为三氧化硫；将三氧化硫输送到盛有烷基醇的反应器中，开启搅拌器，保持反应器温度为40℃到60℃，再加入1、2-二羟基戊醇，调节反应液PH为4-5左右，在酸性条件下反应1h；继续滴加5%氢氧化钠的水溶液，使反应器中的烷基磺酸盐的PH为8-9之间，使烷基磺酸在催化剂的条件下与钠离子反应，即得到烷基磺酸盐，备用；
（2）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（3）A混合物和椰油酰单乙醇胺按比例混合为B混合物；
（4）向制备好的实验试剂B混合物加入含量为5%-10%烷基磺酸盐溶液15-25份，搅拌均匀，2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述烷基磺酸盐分子式为R1R2M结构组成；所述R1为烷基或烷基碳链结构；所述R1中含有12至20个碳原子；所述R2为磺酸基团；所述M为金属离子Na或K等活泼金属。
所述椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
所述聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
实施例6
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于：主要原料为：椰子油、单乙醇胺、烷基醇、脂肪醇和苯基乙烯醇等；气体原料为：二氧化硫；所用仪器包括：反应釜和氧气发生器。
主要成分为：聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚和0.5%-1%氢氧化钠的水溶液。
一种环保驱油用粘弹润湿表面活性剂及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制取0.5%-1%氢氧化钠的水溶液：首先称取5-10g氢氧化钠固体粉末，溶于盛有蒸馏水的烧杯中，搅拌均匀，然后倒入1L的容量瓶中，多次洗涤烧杯，并将洗涤液倒入容量瓶中，定容，备用；
（2）制取5%-10%的烷基磺酸盐：首先向反应器中通入二氧化硫和过量的氧气，加入催化剂，待二氧化硫被完全氧化为三氧化硫；将三氧化硫输送到盛有烷基醇的反应器中，开启搅拌器，保持反应器温度为40℃到60℃，再加入1、2-二羟基戊醇，调节反应液PH为4-5左右，在酸性条件下反应1h；继续滴加5%氢氧化钠的水溶液，使反应器中的烷基磺酸盐的PH为8-9之间，使烷基磺酸在催化剂的条件下与钠离子反应，即得到烷基磺酸盐，备用；
（3）制取脂肪醇苯基乙烯醚：向苯基乙烯醇中滴加浓硫酸，搅拌均匀，加热至150-170℃，再加入适量催化剂，生成苯基乙烯醚；降低反应液的温度为60℃左右，再向反应液中加入脂肪醇和催化剂，反应2h，即可得到脂肪醇苯基乙烯醚，备用；
（4）B混合物和%烷基磺酸盐按比例混合物C混合物；
（5）向C混合物中滴加适量0.5%-1%氢氧化钠的水溶液，调节PH为8-9之间，搅拌2-3h后即可得到驱油用粘弹润湿表面活性剂。
所述聚醚碳链为含有12至21碳原子的链状分子。
所述烷基磺酸盐分子式为R1R2M结构组成；所述R1为烷基或烷基碳链结构；所述R1中含有12至20个碳原子；所述R2为磺酸基团；所述M为金属离子Na或K等活泼金属。
所述椰油酰单乙醇胺由椰子油和单乙醇胺反应而得。
所述聚醚碳链、烷基磺酸盐、椰油酰单乙醇胺、脂肪醇苯基乙烯醚为非离子表面活性剂。
综上所述，由图1数据得出，改变混合物中聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚比例时，混合物的驱油效果在不断变化，当混合物中聚醚碳链含量逐渐增加而脂肪醇苯基乙烯醚含量逐渐降低时，混合物的驱油效率逐渐变强，当聚醚碳链和脂肪醇苯基乙烯醚比例为7:3时，再增加混合物中聚醚碳链含量时，驱油效果略显降低。由此得出，增加混合物中羟基和醚键时，提高了混合物的亲水性，从而增加了其驱油效果。
由图2数据得出，在混合物中添加适量的椰油酰单乙醇胺，在一定程度上增加了混合物驱油效果，并且椰油酰单乙醇胺能够对钙镁离子有较强的的分散能力，间接的提高了设备开采时的效率。
由图3数据得出，烷基磺酸盐能够显著增加混合物的驱油效率，当烷基磺酸盐添加量为10-15份时，驱油效果达到最佳状态；并且烷基磺酸盐具有一定的润湿效果，使开采时设备与岩层间接触效果更佳。
由图4数据得出，通过滴加氢氧化钠溶液来改变混合物PH，实验数据中显示，PH对混合物的润湿效果、驱油效率和粘弹指数均有一定的辅助效果，当混合物PH达到8-9时，润湿效果、驱油效率和粘弹指数均达到最佳状态。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种致密油藏相渗调驱剂及其制备方法