[发明专利]一种驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂及其制备方法

说明书

一、     技术领域：

本发明涉及的是油田三次采油中使用的表面活性剂，具体涉及的是一种驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂及其制备方法。

二、背景技术：

甜菜碱型表面活性剂的内盐结构使其具有较好的耐温及抗盐性，另外其在较宽pH范围内都具有良好的界面特性，这也是甜菜碱在无碱和弱碱复合驱体系中应用的前提。目前关于甜菜碱在油田上的应用的文献较少。降低界面张力性能表面活性剂提高采收率的作用机理是降低油水界面张力，降低残余油的启动阻力，提高微观驱油效率。所以对表面活性剂的界面特性的研究一直是筛选化学复合驱用表面活性剂的重点。

目前油田三次采油用表面活性剂，如石油羧酸盐，由于分子的键能相对小，在高温下不稳定，对高温敏感导致表面活性剂失活；另外，在高矿化度特别是高钙镁离子条件易形成沉淀，对盐敏感导致表面活性剂的损失，这些在技术上和经济上都给表面活性剂提出了更高的要求。所以研究表面活性剂的抗盐性能对其适用的范围有很重要的作用。

三、发明内容：

本发明的一个目的是提供一种驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂，它用于解决现有的如石油羧酸盐等表面活性耐抗盐性能不好的问题；本发明的另一个目的是这种种驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂的结构式为：

其中：R取自 C₆H₅苯基、C₇H₇甲苯基、C₈H₉邻二甲苯基、间二甲苯基、对二甲苯基、乙苯基、混合二甲苯基、C₉H₁₁异丙苯基中任意一个。

上述驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂的制备方法：

第一步，由油酸甲酯与芳烃烷基化制备芳基油酸甲酯；

第二步，由芳基油酸甲酯加氢还原制备芳基油醇；

第三步，由芳基油醇与环氧氯丙烷经醚化反应制备芳基油醇缩水甘油醚；

第四步，将芳基油醇缩水甘油醚与胺化试剂进行胺化反应得到叔胺；

第五步，将叔胺与季胺化试剂氯乙酸钠或溴乙酸钠进行季胺化反应得到所述的驱油用羧基甜菜碱两性表面活性剂。

上述方案中胺化试剂为二甲胺或二乙胺或二乙醇胺或正丁胺或N,N-二甲基-1，3-丙二胺。

上述方案中油酸甲酯与芳烃烷基化制备芳基油酸甲酯的过程为：以甲磺酸为催化剂，将油酸甲酯与芳烃以及甲磺酸，投入反应釜，通入N₂ 30min，80℃下反应10h，减压蒸馏出去未反应的芳烃，用无水乙醇重结晶三次即可得到芳基油酸甲酯，其中芳烃选自苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯中的任意一个。

上述方案中芳基油酸甲酯加氢还原制备芳基油醇的过程为，将500g芳基油酸甲酯、2.5g催化剂投入反应釜，先用N₂置换，再用H₂置换后搅拌升温，压力0.1MPa，搅拌转速500r/min；温度到达230℃后将系统压力升至1.1MPa，开始计时，每隔一定时间取样测定碘价，直至碘价不再下降为止，降温减压出料。

上述方案中芳基油醇与环氧氯丙烷经醚化反应制备芳基油醇缩水甘油醚的过程为，按1：1的摩尔比例称取芳基油醇及环氧氯丙烷，将称取后的芳基油醇及环氧氯丙烷、质量百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液、四丁基溴化铵置于装有电动搅拌机、冷凝装置的四口瓶中，滴加环氧氯丙烷，温度控制在40-70℃，滴加时间为5-10h；升温到80-100℃，反应5-8h；冷却抽滤，用70-80℃蒸馏水洗涤至中性，分液后收集上层深色液体；用无水硫酸钠干燥，减压旋蒸除去过量的环氧氯丙烷、少量的水和溶剂甲苯。

上述方案中将芳基油醇缩水甘油醚与胺化试剂进行胺化反应的过程为，按照摩尔比1：1称取芳基油醇缩水甘油醚与胺化试剂，将胺化试剂和乙醇溶液放入装有冷凝装置，搅拌装置和温度计的四口瓶内，维持温度在40-80℃，开始缓慢滴加芳基缩水甘油醚，滴加完毕，将温度升高到50-80℃，维持该温度反应4-10小时，结束反应，旋蒸除去未反应的乙醇和胺化试剂，干燥后得产物叔胺。