正己醇聚醚硫酸盐的表面性能研究

以正己醇作为引发剂,分别与环氧乙烷和环氧丙烷发生聚合,再以气体三氧化硫进行硫酸化反应,合成了正己醇聚氧乙烯醚硫酸钠(HE3S)以及正己醇聚氧丙烯醚硫酸钠(HP3S)2种阴非离子型表面活性剂。采用FTIR和1H NMR技术对表面活性剂结构进行了表征。通过平衡表面张力、动态表面张力和动态接触角研究了其水溶液的表面活性。实验结果表明,HE3S和HP3S在298 K下的临界胶束浓度分别为58.36 mmol/L和53.84 mmol/L,最低表面张力分别为33.91 m N/m和33.29 m N/m;由动态表面张力计算出的扩散系数,可知两种表面活性剂在水溶液中的吸附机理均属于混合动力控制吸附;当溶液浓度为150 mmol/L时,HE3S和HP3S的水溶液液滴在石蜡膜上可以短时间内快速铺展,其最低接触角分别达到64.5°和55.9°。     

驱油用Gemini表面活性剂的合成与评价

本文以非离子型表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚和马来酸酐、反丁烯二酸为主要原料,合成了一种表/界面活性很高的阴-非离子型Gemini表面活性剂——羧化月桂醇聚氧乙烯醚马来酸双酯表面活性剂（CAPM）,并对其进行结构表征。对目标产物进行了表面、界面的性质以及真实砂岩微观模型驱替的研究。结果表明:在水中加入所合成的羧化月桂醇聚氧乙烯醚马来酸双酯表面活性剂CAPM后,水溶液的表面张力降低至27.08 mN/m,临界胶束浓度达0.163g/L,与原油间的油/水界面张力可降低至10^-3mN/m,并可以将砂岩中的原油有效驱替。图9表1参17     

Extended表面活性剂异辛醇聚氧丙烯醚硫酸钠的性能研究

以异辛醇为原料,通过丙氧基化反应合成了4种不同聚氧丙烯加成数的中间体异辛醇聚氧丙烯醚(P_xOH,x=3,6,9,12),再经硫酸酯化反应和中和反应合成了4种新型Extended表面活性剂异辛醇聚氧丙烯醚硫酸钠同系物(P_xS),采用FTIR和ESI-MS等手段对P_xOH和P_xS进行结构表征,测定了P_xS系列的Krafft点(T_k)、表面张力、泡沫力、去污力、润湿力、乳化力、耐盐能力、耐硬水能力、钙皂分散力等性能,并与十二烷基硫酸钠(SDS)进行了对比。实验结果表明,P_xS同系物的Tk和表面张力均低于SDS,环氧丙烷(PO)数大于6以上P_xS的临界胶束浓度随PO数的增大明显减小,且均低于SDS,其去污力和耐硬水能力均优于SDS。     

松香基磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能

以脱氢枞胺、α,ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐Gemini表面活性剂N,N′-二乙基磺酸钠-N,N′-二脱氢枞基-α,ω-二胺,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征;研究了这4种表面活性剂的表面活性。实验结果表明,4种表面活性剂的水溶液的临界胶束浓度分别为0.32,0.29,0.18,0.13mmol/L,相应的临界表面张力分别为31.0,28.6,29.4,28.1mN/m;其水溶液在载玻片上的接触角小于十二烷基磺酸钠水溶液的接触角,证明这4种表面活性剂具有良好的润湿性能;表面活性剂的表面活性随分子结构中连接的亚甲基链长度的增加而增强。     

N-烷基葡萄糖酰胺双子表面活性剂的制备与表征

以天冬氨酸为联接基团合成了疏水碳链长度分别为8,12,16的N-烷基葡萄糖酰胺双子表面活性剂。用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行了结构表征,并测试了其表面张力和起泡性能。结果表明,N-烷基葡萄糖酰胺双子表面活性剂在20℃时临界胶束浓度分别为0.79,0.43,2.60mmol/L,表面张力γcmc分别为27.4,26.6,35.9mol/L,其中N-正辛基葡萄糖酰胺和N-十二烷基葡萄糖酰胺双子表面活性剂的起泡和稳泡性能较好。     

低渗透油气藏用防水锁剂体系的制备与性能评价

为改善低渗透油气藏水锁损害,以多元醇和脂肪酸为主要原料制备非离子型表面活性剂,将其与分散剂和稳定剂混合制得防水锁剂体系。通过红外光谱对表面活性剂的结构进行了表征,研究了防锁水剂体系水溶液的粒径分布,表面张力、热稳定性及对页岩岩心接触角的影响。结果表明,表面活性剂产物的热分解温度为218℃,在清水中的分散达到微-纳米级别。80℃下防锁水剂体系水溶液的表面张力可降至19.68 mN/m,临界胶束浓度为80 mg/L,表现出良好的抗盐性能。页岩岩心在常温常压下浸泡于防水锁剂体系水溶液中4 h后,清水在岩心表面的接触角从46.1°增至80°数130°;防水锁剂体系经过120℃老化8 h后,清水在岩心表面的接触角仍可达103.9°。防锁水剂体系抗高温、抗盐、防水锁性能良好,可用于改善低渗透油气藏水锁损害。     

非离子表面活性剂分子结构对CO2驱混相压力的影响

为揭示非离子表面活性剂对油/CO_2界面张力和最小混相压力(MMP)的影响,利用高温高压界面流变仪,采用下悬滴法,研究了温度和非离子表面活性剂分子结构对超临界CO_2/油界面张力和MMP的影响规律。结果表明,随着温度的升高,超临界CO_2/油界面张力和MMP逐渐增大,月桂醇聚氧丙烯醚(C12PO6)降低CO_2驱混相压力的幅度先增大后减小,60℃时的降幅最大(25.6%)。直链脂肪醇碳数由12增至18时,超临界CO_2/油MMP逐渐增加,C12PO6降低CO_2驱混相压力的效果最好。聚氧丙烯醚基团(亲CO_2端)降低界面张力和CO_2驱混相压力的效果好于聚氧乙烯醚基团。随聚氧丙烯醚聚合度增加,超临界CO_2/油MMP先降低后增加,聚合度为6时的MMP最小(13.22 MPa)。降低CO_2驱混相压力效果最好的表面活性剂分子结构为碳十二醇聚氧丙烯醚-6(C12PO6)。     

两种油田用阴-非离子表面活性剂PDES和ODES的性能

为揭示不同结构表面活性剂的性能特征,对棕榈酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(PDES)和油酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(ODES)两种磺酸盐型阴-非离子表面活性剂的表面活性性能进行了研究。结果表明:DPES和ODES溶液的临界胶束浓度ccmc分别为1.14×10-3、6.67×10-4mol/L,相对应的表面张力γcmc分别为38.40和35.68 m N/m;随着温度和矿化度升高,ccmc逐渐减小,γcmc逐渐降低。DPES和ODES的Krafft点均低于常规阴离子表面活性剂,分别为17℃和14℃,浊点均大于110℃,溶解性好,具有优良的抗高温性能。质量分数0.5%的PEDS和ODES在Na+浓度为100 g/L或Ca2+浓度为4 g/L的矿化水溶液中均未出现沉淀,表现出了极强的耐盐性能。     

不同结构聚醚磺酸盐的耐盐性能和起泡性能研究

本研究合成并且测定了8种不同结构的聚醚磺酸盐表面活性剂的耐盐性能和起泡性能。结果表明：聚氧乙烯醚磺酸盐（AES）的耐盐性明显优于聚氧丙烯醚磺酸盐（APS）,其中OPES-4形成中相微乳的起始盐含量和最佳盐含量最大,分别达到了20g/L和48g/L;13APS-n起泡性能随PO链节数的增加逐渐变差,AES的起泡性能比APS更好,不同疏水基链长的AES随疏水基碳链增长表面活性剂起泡性能变差,疏水基链较短的13AES-3的起泡性能最好;NaCl和CaCl2的加入对AES的起泡性能影响较小,对APS的起泡性能影响较大。     

醇醚生产技术的开发及应用

脂肪醇系聚氧乙烯醚和/或聚氧丙烯醚是目前应用最为广泛的非离子表面活性剂。气-液接触反应器(普利斯反应器)的开发和应用,从反应工程上,克服了传统的釜式反应器的不足,提高了反应的安全性和产物的质量。碱土金属型等新型乙(丙)氧基化反应催化剂的开发,使在现有的釜式反应器中也可能获得窄分布的反应产物。