[发明专利]一种双子表面活性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面活性剂及其制备方法，尤其涉及一种双子表面活性剂及其制备方法，特别涉及一种阴离子双子表面活性剂及其制备方法。

背景技术

表面活性剂由于可以大幅度地降低油水界面张力，因而在化学法提高原油采收率领域得到广泛应用。双子表面活性剂作为一种新型的高性能表面活性剂，这类表面活性剂由于结构中有连接基团，可以降低亲水基之间的静电斥力，使表面活性剂的活性成分紧密接触但不破坏亲水基的亲水特征；又由于分子有两个或两个以上的亲水基和疏水基，因此这类表面活性剂具有极强的胶束化能力和表面/界面活性，某些结构的双子表面活性剂已经证实能在极低浓度下可将油水界面张力降低至极低，某些结构的Gemini聚集体系表现出较好的增粘性能和粘弹性，同时也具有较好的水溶性、抗硬水能力、乳化性等。用于驱油时可以综合发挥降低油水界面张力和提高波及效率两方面的优势，显示出该类表面活性剂在提高采收率领域良好的应用前景。

由于油藏的砂岩地层表面一般带负电，使用阴离子表面活性剂可以减少其在储层矿物上的静电吸附，从而降低表面活性剂的用量，因此目前油田用作驱油剂的表面活性剂一般为阴离子表面活性剂。但是大多数阴离子型双子表面活性剂合成步骤较为复杂，收率低，这为其大规模进入驱油应用领域造成困难。为实现其工业化应用，就必须合成出原料易得、收率较高、合成条件适宜的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种阴离子双子表面活性剂及其制备方法。

本发明提供的阴离子双子表面活性剂，其结构式如式(I)所示，其中，R选自C₈-C₁₆烷基；n为1-3的自然数。

本发明的阴离子双子表面活性剂，所述R可为C₈烷基、C₁₂烷基或C₁₆烷基；所述n可为1或3。

本发明提供的上述阴离子双子表面活性剂的制备方法，包括如下步骤：

1)C₈-C₁₆脂肪醇和环氧氯丙烷在碱性化合物和相转移催化剂存在的条件下进行反应生成式(II)所示化合物，其中，R选自C₈-C₁₆烷基；

2)所述式(II)所示化合物和聚乙二醇在碱金属存在的条件下进行反应并经酸化得式(III)所示化合物，其中，R选自C₈-C₁₆烷基；所述聚乙二醇的聚合度为1-3；

3)所述式(III)所示化合物与氯磺酸进行反应并经中和即得到式(I)所示双子表面活性剂。

上述制备方法中，步骤1)所述碱性化合物可为NaOH或KOH；所述相转移催化剂为阳离子表面活性剂，具体可为苄基三乙基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四丁基溴化铵或甲基三辛基氯化铵。

上述制备方法中，步骤1)中所述C₈-C₁₆脂肪醇、环氧氯丙烷、碱性化合物和相转移催化剂的摩尔比可为1∶(1.1-1.5)∶(1.1-1.5)∶(0.03-0.05)，具体可为1∶1.1∶1.1∶0.04、1∶1.2∶1.2∶0.05、1∶1.3∶1.3∶0.03或1∶1.5∶1.35∶0.05。

上述制备方法中，步骤1)中所述反应的温度可为30℃-80℃，具体可30℃、35℃、40℃或80℃；所述反应的时间可为3小时-5小时，如3小时、4小时或5小时。

上述制备方法中，步骤2)所述碱金属可为钾；所述酸化的酸可为盐酸或稀硫酸；所述酸化的体系的pH值为3-5。

上述制备方法中，步骤2)所述式(II)所示化合物、聚乙二醇和碱金属的摩尔比可为1∶(1.5-2)∶0.1，如1∶1.5∶0.1、1∶1.8∶0.1或1∶2∶0.1；所述反应的温度可为40℃-80℃，如40℃、50℃、60℃或80℃；所述反应的时间可为10小时-12小时，如10小时或12小时。

上述制备方法中，步骤3)中所述式(III)所示化合物与氯磺酸的摩尔比可为1∶(2.1-2.5)，如1∶2.1、1∶2.3或1∶2.5；所述反应的温度可为30℃-40℃，如30℃、35℃或40℃；所述反应的时间为2小时-3小时，如2小时或3小时。

上述制备方法中，步骤3)中所述中和的碱可为NaOH或KOH；所述中和的体系的pH值为10-12。