[发明专利]N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐(磺酸盐)及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代出现的复合驱被认为是具有大规模应用潜力的强化采油新技术之一。 它是将碱、表面活性剂、聚合物中的二种或三种组合使用，从而形成二元或三元复合驱技术。大量研究结果表明复合驱技术的关键在于设计/选择化学结构合理的表面活性剂并利用各种化学添加剂间的协同作用使原油/水界面张力达到超低。

各地油田的原油组成、地层水组成以及地层温度变化很大，比如：胜利油田的某些区块地层水矿化度大约在30,000mg/l左右，地层温度在80℃左右。而中原油田某些区块地层水的盐含量接近饱和，地层温度超过100℃。目前常见的驱油表面活性剂有：1)石油磺酸盐类表面活性剂；2)烷基苯磺酸盐类表面活性剂；3)石油羧酸盐；4)天然羧酸盐；5)α-烯烃磺酸盐；6)木质素磺酸盐及其改性产品；7)高分子表面活性剂；8)非离子表面活性剂等（见西安石油大学学报，2010，25，59～65；油田化学，2007，3，287～291）。但是对于很多油田区块在这个范围内很难筛选出合适的单剂。将不同系列的驱油表面活性剂复配可以将这些原油/水的界面张力降到超低，但是由于“色谱效应”的影响，驱油剂中的复配表面活性剂组成将随着在地层中的推进可能发生明显变化，复配表面活性剂的性能发生改变，最终导致驱油效果不理想。

随着石油消费量不断增长以及各地油田陆续进入开发后期，油田对环保、经济、高效的驱油专用表面活性剂的需求变得非常迫切。针对不同油田具体情况，研发人员进行了大量研究，开发出许多新型驱油表面活性剂。已经报道过的表面活性剂亲水基包括聚醚羧酸盐、聚醚磺酸盐、甜菜碱、锍-磺酸盐、季铵-磺酸盐等，疏水基包括宽分布的α-烯烃与芳香族化合物的加成产物、烷基苯、二环庚二烯、含有琥珀酸酐链节的聚合物、带侧基的脂肪链、短链多取代芳环等（见油田化学，2010增刊，1024～1026）。这些新型表面活性剂为筛选提供了更多选择。但是对于江苏油田与河南油田这样地层温度较高地层水矿化度较低的油田，在现有驱油表面活性剂中筛选合适的表面活性剂单剂仍然相当困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是目前在强化采油复合驱技术中针对高温较低矿化度油田筛选单一驱油表面活性剂将原油/地层水界面张力降到10^-3mN/m的超低水平相当困难的问题，提供一种新的N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐，该羧酸盐或磺酸盐具有较低的CMC值，在高温，较低矿化度条件下能有效降低原油/水界面张力的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐，其分子通式为：

其中X选自羧酸根或者磺酸根、Y选自碱金属离子或者碱土金属离子，R为C₇～C₁₇的烷基，m为亚甲基的数目，其取值范围为1～10的整数，n为乙氧基团EO的加合数，其取值范围为0～25的任意数。

上述技术方案中 ，所述R的碳原子数为七、九、十一、十三、十五、或者十七。所述乙氧基聚合度n的取值范围为2～23。所述m的取值范围为2～8。所述Y选自Na⁺、K⁺、Mg²⁺或Ca²⁺。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐的制备方法，包括以下步骤：

(a) N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺的制备

将脂肪酸甲酯、N-羟乙基脂肪二胺、碱等混合在120～210℃反应2～8小时，常压或减压条件下蒸馏除去生成的甲醇即可得需要的中间体,其中脂肪酸甲酯与N-羟乙基脂肪二胺的摩尔比为1.5～2.5∶1，碱的用量为脂肪酸甲酯与N-羟乙基脂肪二胺质量之和的0%～10%；

(b) N,N’-双脂肪酰基羟乙基脂肪二胺聚氧乙烯醚的制备