[发明专利]一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂及其合成方法和驱油体系

权利要求书

1.一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂，其特征在于其结构通式为：

式中：R₁为H或含1～4个碳原子的饱和烃基，R₂为含8～16个碳原子的饱和烃基；X为有机离子单元，所述的有机离子单元为：CH₃COO^-、CF₃COO^-、C₆H₆SO₃^-、C₁₂H₂₅SO₃^-、C₁₂H₂₅C₆H₆SO₃^-、C₁₀H₇SO₃^-；

合成所述的Gemini离子液体表面活性剂的方法，所述的方法步骤如下：

(1)氮杂环化合物与二卤代烷烃的亲核取代桥联反应：将氮杂环化合物和二卤代烷烃按照摩尔比2～3.5:1溶于有机溶剂中，加入浓度为20～60wt％的无机碱水溶液，置于微波化学反应器中磁力搅拌下进行微波辐射，控制微波功率300～600W，反应温度30～70℃，反应时间3～9min，，将所得反应液静置分层，收集上层有机相，减压蒸馏得到中间体二氮杂环基烷烃；

所述的氮杂环化合物为咪唑及其衍生物，咪唑衍生物为苯并咪唑，以及甲基、乙基、丙基、丁基取代的2-烷基苯并咪唑；所述的二卤代烷烃为对称型卤取代烷烃，具体为氯、溴和碘代烷烃，其碳链长度为2，4，6，8；

(2)二氮杂环基烷烃的季铵化反应：将(1)步骤制得的中间体二氮杂环基烷烃与卤代烷烃按照1:2～2.5放入微波反应烧瓶，加入有机溶剂，控制微波功率300～600W，反应温度45～60℃，反应4～6min，得到Gemini离子液体表面活性剂粗产物，将上述粗产物进行减压蒸馏，真空干燥，重结晶3次，室温真空干燥，即得白色粉末状Gemini离子液体表面活性剂；

(3)卤基阴离子交换反应：将(2)步骤制得的Gemini离子液体表面活性剂与非卤阴离子盐按照摩尔比1:2混合，搅拌，加入2～5倍反应物总质量的水，控制微波功率400W，在60～110℃反应5～10min，进行阴离子交换，将所得粗产物重结晶3次，室温真空干燥，即得白色粉末状或膏状Gemini离子液体表面活性剂；

所述的非卤阴离子盐为苯磺酸钠、乙酸钠、萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂的合成方法，其特征在于步骤(1)所述的无机碱水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水中的一种或者一种以上的任意比例组合，其浓度范围为20～60wt％。

3.根据权利要求1所述的一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂的合成方法，其特征在于步骤(2)所述的卤代烷烃为烷基链长度为C₈～C₁₆的溴代烷烃、氯代烷烃和碘代烷烃。

4.含有权利要求1所述的一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂的驱油体系，其特征在于所述的驱油体系由下列组分构成：Gemini离子液体表面活性剂浓度为0.1～0.3wt％、弱碱浓度为0.6～1.2wt％、其余为模拟水。

5.根据权利要求1所述的一种氮杂环类Gemini离子液体表面活性剂的驱油体系，其特征在于所述的模拟水为模拟原油地层下矿化度为400～8000mg/L的配制水。