[发明专利]嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油田原油开采中提高原油采出率的嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂及制备方法。

技术背景

在能源趋紧的今天，提高原油采出率成为石油开采研究的重大课题，但现有的表面活性剂耐温抗盐性差，强碱的使用破坏聚合物溶液的黏度，并容易导致油井结垢和设备腐蚀、检泵周期缩短以及复合驱色谱分离现象导致的驱油效率下降等系列问题，而双季铵盐表面活性剂因为其高的表面活性、低的临界胶束浓度、低Krafft点、良好的水溶性、优良的润湿性、独特的流变性、高增溶能力、协同作用好等优良性能，可显著提高原油采出率，故双季铵盐表面活性剂的研究正在兴起。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有的表面活性剂耐温抗盐性差，强碱的使用破坏聚合物溶液的黏度，并容易导致油井结垢和设备腐蚀、检泵周期缩短以及复合驱色谱分离现象导致的驱油效率下降等系列问题，特提供一种嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂化学名称为聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚双N，N-二甲基烷基季铵盐，R为12-18个碳原子的烷基，EO表示乙氧基嵌段，PO表示丙氧基嵌段，n=2-60，m=15-80，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚双季铵盐阳离子表面活性剂的结构通式为: 

本发明所述嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂的制备方法主要包括两步：（1）在搅拌条件下，以二氯甲烷为反应溶剂，依次向反应器中加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚及氯化亚砜，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚与氯化亚砜加入量的摩尔比为1:2，室温下快速搅拌反应6 h，然后将所得反应液倒入烧杯，50℃下干燥24 h除去溶剂二氯甲烷，得到产物二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚；（2）向反应器中加入丙酮，在搅拌条件下加入上步制得的二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚，再加入N，N-二甲基十八烷基胺，二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚与N，N-二甲基十八烷基胺加入量的摩尔比为1:2，升温至95℃，回流反应20-30 h，将所得混合液蒸馏除去溶剂丙酮，然后趁热过滤，用正己烷洗涤2-3次，将所得白色固体放入烘箱中，35℃干燥48 h，制得本发明产品嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂。制备该表面活性剂使用的原料聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚为南京古田化工有限公司生产，商品标号L61，平均分子量2000，HLB=3.反应如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）具有优良的起泡能力和泡沫稳定性（2）具有良好的抗盐、抗沉积和润湿性能，将在三元复合驱中起到强的洗油作用（3）具有良好的杀菌缓蚀性能（4）具有较高的表面活性和降低油水界面张力的能力，对原油有很好的增溶作用，可显著提高原油采出率。

附图说明

图1为本发明嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂的红外光谱图。

具体实施方式

下面通过实施例来说明本发明嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂的制备方法。

实施例1

第一步: 制备二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。

在搅拌条件下，取30mL二氯甲烷做反应溶剂，依次向反应器中加入聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚20g，氯化亚砜1.4mL，室温下快速搅拌反应6h，然后将所得反应液倒入烧杯，50℃下干燥24h除去溶剂二氯甲烷，得到产物二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚。

第二步：制备聚氧乙烯聚氧丙嵌段聚醚双季铵盐表面活性剂。

向反应器中加入20mL丙酮，在搅拌条件下依次加入上面制得的二氯代聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚20.37g、N，N-二甲基十八烷基胺5.94g，升温至95℃，回流反应30h，反应结束后，将所得混合液蒸馏除去溶剂丙酮，然后趁热过滤，用正己烷洗涤2-3次，将所得白色固体放入烘箱中35℃干燥48h，制得较为纯净的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚双N，N-二甲基烷基季铵盐表面活性剂。

本研究采用红外光谱法对聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚双N，N-二甲基烷基季铵盐分子中的各种官能团进行了初步分析。用KBr压片制样，以PE公司生产的Paragon100型红外光谱仪对产品作红外光谱分析。

主要的吸收峰如下：

2920.92cm^-1、2847.84cm^-1为CH₂的伸缩振动峰； 725.10cm^-1为(CH₂)_n(n≥4)的伸缩振动峰。