[发明专利]一种制备脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种制备适于三次采油用新型表面活性剂—脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法，属于有机化合物合成与分离技术领域。

背景技术

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂属于阴-非离子型表面活性剂，表面活性剂分子内具有 2 种不同的亲水基，使其同时具备了非离子和阴离子型表面活性剂的双重优点，具有良好耐盐性能、分散性能以及良好伍配性能；更重要的是该表面活性剂在高温、高矿化度、高钙镁离子等极端的驱油环境下，油水界面张力仍能达到10^-3～10^-4mN/m数量级。因此，这类表面活性剂在石油开采领域，尤其是在高矿化度油藏中具有广阔的应用前景。相关文献介绍制备脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐类表面活性剂的方法较多，大致可分为亚硫酸盐磺化法、丙磺内酯法、磺烷基化法、烯烃加成法等。但这些制备方法都存在如原料成本高、产率低、污染严重和产品不易分离等问题，严重制约着其工业化生产。由脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐经亚硫酸盐直接磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的工艺路线最突出的特点是主要原料为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，水作为溶剂，成本低廉，流程短且无环境污染，符合工业化要求。但是该制备方法的缺点是原料易水解，转化率低，同时反应后产品混合物不易分离，这是其工业化应用过程中的瓶颈。例如专利 US 005318709A未考察反应体系的矿化度和水溶液的酸碱性，导致产率较低。中国专利CN 101255127A公开了一种在水相中合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法，但是也没有优化反应体系的矿化度和水溶液的酸碱性等条件对产品收率的影响；同时，产品混合物采用传统的水蒸气蒸馏方法，不仅在分离过程中会产生大量的泡沫，增加分离难度，而且伴有能耗高，操作周期长等缺点。中国专利CN102070778A公开了一种在微乳体系中利用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐直接转化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法，虽然提高了原料的转化率，但是反应体系形成了微乳体系，后续分离过程还需破乳处理，增加了产品的分离难度。因此，虽然脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐经亚硫酸盐直接磺化合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的工艺引起了广泛的研究，但是目前尚未报道一种能同时有效地解决原料易水解，磺化率低和产品混合物分离困难的方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法，克服了现有技术存在的缺陷。

本发明采取的技术方案是这样的。通过控制混合磺化剂配比，调节合理的水溶液矿化度和反应体系酸碱性，有效地减少了原料水解副产物脂肪醇聚氧乙烯醚的生成，提高了目标产物的产率。同时，利用合适的萃取溶剂从反应混合物中萃取提纯脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐，提高了产品的纯度。萃取溶剂经回收后可重复使用。

具体的，本发明的一种制备脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的方法，将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐与混合磺化剂、水按质量比，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐：混合磺化剂：水=1:（0.5～1.5）:（3.5～9.8）混合，在加热条件下反应2～6 h，冷却后取出，得到产品混合物，在一定温度下，产品混合物加入一定量的萃取溶剂萃取，分相后，将有机相减压蒸馏除去萃取溶剂，得到含量90%左右的成品脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐，同时回收萃取溶剂，重复利用。 

本发明中，混合磺化剂为Na₂SO₃和NaHSO₃的混合物，其配合质量比为Na₂SO₃：NaHSO₃=（5～9）:1，保证水相体系pH=7～8。

本发明中，加热条件为160～200℃。

本发明中，萃取溶剂为萃取剂和稀释剂的混合物，萃取剂选自C₄-C₈的醇类，包括其正异构，以及环己酮中的一种，稀释剂为煤油，萃取剂与稀释剂的体积比为（1:0）～（1:2）。

本发明中，萃取溶剂用量为：产品混合物与萃取溶剂的体积比优选为5:（1～5）。

本发明中，萃取温度为50～80℃。

本发明取得以下有益效果：

1、本发明通过控制混合磺化剂的配比，调节合理的水的矿化度和水溶液的酸碱性，有利于抑制原料水解副反应，从而提高反应产率。

2、反应混合物经萃取溶剂萃取提纯分离后，得到含量90%左右的成品脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐。

3、萃取溶剂经减压蒸馏分离回收后可以重复使用，避免了有机溶剂的浪费，具有经济性。

附图说明

图1为本发明制备的脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐的红外分析光谱。