[发明专利]一种生物基内烯烃磺酸盐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生产中应用于复合驱油体系的表面活性剂，具体涉及的是一种生物基内烯烃磺酸盐表面活性剂及其制备方法。

二、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。三元复合驱是一种能有效提高原油采收率的三次采油方法。但是，由于复合驱所用各种化学剂的成本较高，尤其是表面活性剂，使该技术在油田生产上的推广受到了很大的限制。因此，要使该技术广泛地应用于油田生产，就必须开发出能应用于复合驱油体系的高效廉价表面活性剂，以降低复合驱的成本和提高经济效益。

早在20世纪30 年代，Cuenther 等人通过对α-烯烃的直接磺化得到了表面活性剂，从此α-烯基磺酸盐(AOS) 作为一种毒性小、无污染的新型活性剂，于20世纪70年代已开始了工业化生产。经实验确定AOS为安全的活性剂后，世界AOS总消耗量为4万t，1990年达到6.9万t，1995年，仅美国、日本、西欧就达到5万t。外针对洗涤剂和发泡剂的特点进行开发研究，国内限于原料性能，AOS 的开发未取得满意结果。我国曾利用日本三菱公司的α-烯烃(AO)，采用单管式反应器，连续运行了50 h，测定质量指标与典型AOS产品有很大差别，之后未见新的报道。北京石油勘探开发研究院和大庆石油勘探开发研究院对AOS 研究表明，AOS 配制的微乳液，可以与原油形成超低界面张力，并且，该体系具有明显的耐盐性能，但未见AOS 配成稀体系应用的报道。随着提高石油采收率技术的发展，AOS作为廉价耐盐驱油剂，得到人们的关注。AOS具有许多特殊性能，以低毒、低刺激、易生物降解等性能受到重视，将逐步成为表面活性剂的主导产品。

已知使用含α-烯基磺酸盐的表面活性剂组分而强化原油采收的组合物和方法。美国专利4,488,976和4,537,253描述了含有这类组分的强化采油组合物。也已知使用含内烯烃磺酸盐的表面活性剂组分而强化原油采收的组合物和方法。在美国专利4,597,879中描述了这类表面活性剂组合物。前述专利中描述的组合物的缺点是在某些油藏条件下盐水溶解度和二价离子耐受性不够。美国专利4,979,564描述了在利用低张力稠化水驱而强化原油采收率的方法中使用内烯烃磺酸盐。被描述为有用的市售材料的实例是ENORDET IOS 1720，其为确定为C17-20内烯烃磺酸钠盐的Shell Oil Company的产品，该材料具有低的支化程度。

目前，国内用于复合驱的活性剂主要是石油磺酸盐和重烷基苯磺酸盐，烷基苯磺酸盐原料烷基苯受到市场制约，很难扩大规模生产。

三、发明内容：

本发明的一个目的是提供一种生物基内烯烃磺酸盐表面活性剂，它用于解决现有的表面活性剂成本较高使复合驱技术在油田生产上推广受到限制的问题，本发明的另一个目的是提供这种生物基内烯烃磺酸盐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：这种生物基内烯烃磺酸盐表面活性剂由烯基磺酸盐和羟基链烷磺酸盐构成，其中烯基磺酸盐的分子式为

         

羟基链烷磺酸盐的分子式为

上述分子式中，R+R′=C₁₀H₂₁，M=Na、K、NH₄，以重量计，上述烯基磺酸盐含量为85-90%，羟基链烷磺酸盐含量为10-15%。

这种生物基内烯烃磺酸盐表面活性剂的制备方法为：

（一）、油酸与低分子醇酯化生成油酸酯；

（二）、油酸酯经催化易位重排反应生成9-十八碳烯；

（三）、9-十八碳烯经三氧化硫磺化生成烯基磺酸和烯基磺内酯；

（四）、烯基磺酸和烯基磺内酯经水解中和生成生物基内烯烃磺酸盐表面活性剂。

上述方案中油酸酯是油酸甲酯或油酸乙酯。

上述方案中油酸甲酯或油酸乙酯的制备：油酸与无水甲醇或无水乙醇，在浓硫酸催化下，反应温度100℃~110℃，反应时间2小时，酯化反应完成后，反应产物经水洗、干燥、减压蒸馏，得到油酸甲酯或油酸乙酯。