[发明专利]一种低成本长链混合甜菜碱及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低成本长链混合甜菜碱及其制备方法和应用。该混合甜菜碱制备方法为：向无水混合有机溶剂中加入氯乙酸钠和长链叔胺油浴反应生成含有羧基甜菜碱的混合液；继续升温并向混合液中加入氯羟丙基磺酸钠反应最终得到长链混合甜菜碱。本发明提供的长链混合甜菜碱的制备工艺简单、转化率高、生产成本低；将其作为驱油剂应用于三次采油中能够体现出较好的协同增效作用、优异的界面性能，其在无碱条件下即可与大庆、新疆油田区块油水界面张力达到超低，在水驱基础上其配制的无碱二元驱油剂能够提高采收率达25％以上，在三次采油领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于表面活性剂技术领域，具体涉及一种低成本长链混合甜菜碱及其制备方法和应用。

背景技术

甜菜碱表面活性剂是一种两性表面活性剂，特殊的结构决定了其具有优异的降低表界面张力的能力与效率，在三次采油领域具有广泛的应用前景。甜菜碱表活剂尤其是磺基甜菜碱由于其优异的表界面性能作为驱油剂在油田开发尤其是三次采油领域具有广泛应用前景。常规甜菜碱表活剂碳链长度在12左右，而驱油用甜菜碱碳链长度则在18-26左右，较长的碳链显著增加反应难度，此外磺基甜菜碱由于氯羟丙基磺酸钠上羟基的空间位阻效应反应转化速率低，80-100℃需要12-24小时才能使转化率大于95％以上。羧基甜菜碱较磺基甜菜碱价格低，季铵化合成过程中水解严重，转化率较磺基甜菜碱低，尤其是碳链大于18以上时，水解产物含量大于20％以上，严重限制了超长链羧基甜菜碱(碳链大于18以上)的应用。

如何实现长链甜菜碱的高效低成本生产成为驱油用甜菜碱在三次采油中的应用技术瓶颈。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种低成本长链混合甜菜碱及其制备方法；该制备方法简单、成本低，制备得到的长链混合甜菜碱转化率高。本发明的目的还在于提供该长链混合甜菜碱作为驱油剂在油田复合驱三次采油上的应用，展现了广阔的应用前景。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一方面，本发明提供一种低成本长链混合甜菜碱的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，向无水混合有机溶剂中加入氯乙酸钠和长链叔胺油浴反应生成含有羧基甜菜碱的混合液；

步骤二，继续升温并向步骤一的混合液中加入氯羟丙基磺酸钠(即：三氯二羟基丙磺酸钠)反应最终得到长链混合甜菜碱。

上述的制备方法中，优选地，所述长链叔胺、所述氯乙酸钠、所述氯羟丙基磺酸钠的摩尔比为1：(0.1-0.5)：(0.6-1.0)。

上述的制备方法中，优选地，以所述长链叔胺的用量为1mol为基准，所述无水混合有机溶剂的用量为200g-400g。

上述的制备方法中，优选地，在步骤一中，油浴反应的温度为110-115℃，反应时间为1h。

上述的制备方法中，优选地，在步骤二中，继续升温反应的温度为120-135℃，反应时间为1-3h。

上述的制备方法中，优选地，所述无水混合有机溶剂可以包括乙二醇、丙二醇、丙二醇聚氧乙烯醚、丙三醇聚氧乙烯醚、丁醇聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚等中的两种以上的组合；

更加优选地，所述无水混合有机溶剂包括乙二醇、丙二醇、丙二醇聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚中的两种以上的组合。

上述的制备方法中，优选地，所述无水混合有机溶剂为丙二醇、丙二醇聚氧乙烯醚(3)和乙二醇单丁醚三种的组合；其中，所述丙二醇、所述丙二醇聚氧乙烯醚和所述乙二醇单丁醚的体积比为(1-2)：(2-4)：1。

上述的制备方法中，优选地，所述长链叔胺可以包括十八烷基二甲基叔胺、芥酸酰丙基二甲基叔胺、间二甲苯基十八烷基二甲基叔胺、二十二烷基二甲基叔胺和间甲苯基十八烷基二甲基叔胺等中的一种或多种的组合。