[发明专利]苯撑-双(N-烷基)酰胺基羧酸钠表面活性剂及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于提高原油采收率的阴离子双子表面活性剂及其合成方法，特别是涉及高纯度苯环连接的羧酸盐双子表面活性剂及其合成方法。

背景技术

目前，碱-表面活性剂-聚合物的三元复合体系能使原油采收率比水驱提高20％(OOIP)以上，而表面活性剂的用量却有一定程度的降低，但由于碱的存在，使聚合物用量上升，这样三元复合驱技术的经济效果不容乐观。同时，碱的存在使地层结垢，对油层保护不利[Wang，let all：“First ultra low interfacial tension foam flood testis successful，”paper SPE 71491presented at the 2001 SPE Annual technical Conference and Exhibition，New Orleans，LA，Sept.30-Oct.31.]。所以，寻求一种新型表面活性剂，与聚合物复配，形成稳定的体系，在不加碱的条件下提高复合驱效果的技术开发势在必行。

双阴离子型表面活性剂的合成首先出现于上世纪90年代初。最近，日本东京大学的Youshimura研究小组合成了一种羧酸盐型阴离子型双子表面活性剂[Tomokazu Yoshimura，and Kunio Esumi.J.Colloid Interface Sci.，2004，276：231-238.]，与传统单亲水基表面活性剂相比，这些新型表面活性剂临界胶束浓度低，降低表面张力的能力高，在溶液中形成1-3纳米的大聚集体。分子头基面积小，表明该双子表面活性剂在空气/水界面上排列紧密。这种双子表面活性剂更容易在油水界面上吸附聚集。

分子模拟表明，羧酸盐的表面活性剂比磺酸盐表面活性剂在油水界面上有更高的吸附密度，从而有更高的降低油水界面张力的能力。表面活性剂分子中引入苯环结构能提高表面活性剂降低油水界面张力的能力[Ying Li*et al.，Molecule Simulation，2006，31(14-15)，1027]。我们的实践经验表明磺酸盐双子表面活性剂亲水性强，很难单独与原油产生超低界面张力，通常需要加碱来达到超低界面张力。

为了提高驱油用聚合物对高矿化度油藏的适用性，我们希望合成一种含有苯环结构的新颖的阴离子羧酸盐双子表面活性剂，通过适当地调控亲水基团和亲油基团使它能与现在三元复合驱油用的疏水缔合聚合物复配使用，在不加碱的条件下起到增加疏水缔合聚合物的本体粘度，同时起到有效降低油水界面张力(至10^-3mN/m量级)的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苯撑-双(N-烷基)酰胺基羧酸钠表面活性剂及其合成方法。该表面活性剂具有苯基连接的双酰胺双羧酸盐盐结构，具有优异的表面活性。其合成只需两步反应，产率较高，操作简便，产品纯度经过H¹-NMR鉴定大于99.5％。该表面活性剂适合用于三次采油中不加碱或低碱的聚合物/表面活性剂二元复合驱，CO₂/表面活性剂水驱，同时也可应用于生产高效洗涤剂、增溶剂、乳化剂等日用化学品。

本发明所合成的新型双子表面活性剂为苯撑-双(N-烷基)酰胺基羧酸钠简记为BM，其结构式如下：

n＝7、9、11、13、15、17；m＝1，2，3，4，5，6

n＝11，m＝2记为BM-13；n＝11，m＝3记为BM-14

合成该表面活性剂的反应原理如下：

(1)催化偶联合成N，N′-二烷基对苯二胺

(2)N，N′-二烷基对苯二胺和酸酐的迈克尔加成合成目标物

n＝7、9、11、13、15或17；m＝1、2、3、4、5或6

该苯撑-双(N-烷基)酰胺基羧酸钠表面活性剂的合成方法，依次包括以下步骤：