[发明专利]N,N’-双脂肪酰基二羟乙基脂肪二胺二聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及N,N’-双脂肪酰基二羟乙基脂肪二胺二聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代出现的复合驱被认为是具有大规模应用潜力的强化采油新技术之一。 它是将碱、表面活性剂、聚合物中的二种或三种组合使用，从而形成二元或三元复合驱技术。大量研究结果表明复合驱技术的关键在于设计/选择化学结构合理的表面活性剂并利用各种化学添加剂间的协同作用使原油/水界面张力达到超低。

目前公开报道的驱油用表面活性剂有：1)石油磺酸盐；2)烷基苯磺酸盐；3)石油羧酸盐；4)天然羧酸盐；5)α-烯烃磺酸盐；6)木质素磺酸盐；7)高分子表面活性剂；8)非离子表面活性剂等。现有驱油表面活性剂存在的主要问题：界面活性剂低、用量大，如石油磺酸盐的用量在0.3～0.6%，造成采油成本偏高。根据已有研究，降低表面活性剂的使用成本有两条路径：1)降低现有驱油表面活性剂的成本；2)设计具有独特分子结构的驱油表面活性剂，显著降低用量。经验表明低CMC值的表面活性剂在强化驱油中使用量比较少。而降低表面活性剂的CMC值有两个途径：1)增大表面活性剂的疏水基团（见Gemini Surfactants, Surfactant Science series V117, 116和物理化学学报，2005，21(4)，450～457）；2)采用寡聚结构，比如双子表面活性剂（见Gemini Surfactants, Surfactant Science series V117, 116.）。

许多研究人员对驱油用双子表面活性剂进行了详细研究。韩冬小组合成出了硫酸盐、磺酸盐型双子表面活性剂（精细与专用化学品，2006，14(5)，18～21和石油天然气学报，2006，28(3)，126～128）并初步研究了这些双子表面活性剂在水/有机相间的界面张力。蒲万芬等模拟三次采油实际环境，研究了阳离子双子表面活性剂在砂岩表面的静态吸附行为以及阳离子双子表面活性剂/疏水缔合水溶性聚合物二元体系与原油的界面张力（精细石油化工进展，2005，6(8)，12～15和西南石油学院学报，2006，28(1)，68～70)。尽管双子表面活性剂表现出巨大的潜力，但在强化采油这一应用领域还没有商业化。目前主要问题存在于：1)国内外报道的双子表面活性剂产品成本居高不下。现有许多双子表面活性剂的工艺路线比较长或者所用化学原料比较昂贵导致双子表面活性剂产品的价格比较高，比如Air products & chemical Inc.的Dynol系列产品，市场价格大约在数百人民币每公斤或更高，与油田对驱油用表面活性剂的价格要求差距比较大。2)目前报道的双子表面活性剂在降低原油/水相界面张力、岩心上的吸附等性能上还不能完全满足要求。研究表明多数油田地层的岩石与粘土表面呈现负电性，尽管利用阳离子双子表面活性剂也能有效降低原油/水界面张力（Surface Science, 2004, 552: L53～L57和Surface Science, 2004, 564: 141～148），但是这些表面活性剂在地层上的吸附性能很难满足油田的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有强化采油的复合驱技术中针对高温较低矿化度油田将原油/地层水界面张力降到10^-3mN/m的超低水平相当困难的问题，提供一种新的N,N’-双脂肪酰基二羟乙基脂肪二胺二聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐。该羧酸盐或磺酸盐具有较低的临界胶束浓度，在高温高盐条件下能有效降低原油/地层水的界面张力的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的N,N’-双脂肪酰基二羟乙基脂肪二胺二聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐的制备方法。

为解决技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种N,N’-双脂肪酰基二羟乙基脂肪二胺二聚氧乙烯醚羧酸盐或磺酸盐，具有分子通式为

其中X选自羧酸根、磺酸根中的任意一种，Y选择碱金属离子、碱土金属离子中的任意一种，R为C₇～C₁₇的烷基， m为1～10，n为乙氧基团EO的加合数，其取值范围为0～40。

上述技术方案中，所述R的碳原子数优选方案为九、十一、十三、十五、或者十七。所述乙氧基聚合度n的取值优选范围为2～23。所述m的取值优选范围为2～8。所述Y优选方案选自Na⁺、K⁺、Mg²⁺或Ca²⁺。