添加剂对2,4-二甲基-5-(1’-丁基)癸基苯磺酸钠在水溶液中形成胶束的影响

 应用表面张力法研究了2,4-二甲基-5-(1’-丁基)癸基苯磺酸钠在水溶液中的胶束化热力学性质,分别考察了温度、无机盐和短链醇对2,4-二甲基-5-(1’-丁基)癸基苯磺酸钠在水溶液中形成胶束的影响。结果表明,2,4-二甲基-5-(1’-丁基)癸基苯磺酸钠在水溶液中的胶束化过程是一个自发的过程,温度升高先是有利于胶束的形成,而后又不利于胶束的形成;无机盐的加入促进了胶束的形成,且反离子价态数和浓度越大,越有利于胶束形成;短链醇的加入促进了胶束的形成,且醇烷基碳原子数越多,越有利于胶束的形成,但乙醇的加入却不利于胶束形成,甚至无法形成胶束。     

烷基芳基磺酸盐相对分子质量分布与油水界面性能关系

自制了5种不同结构烷基芳基磺酸盐,考察了各体系与正构烷烃间的界面张力,确定了其最小烷烃碳数均为10;最小烷烃碳数对应的界面张力值由小到大的相对分子质量分布为：反正态分布〈递增分布〈均匀分布〈正态分布〈单一结构〈递减分布。考察了NaCl、异戊醇和磺酸盐浓度对反正态分布水溶液-正癸烷体系油水界面张力的影响,确定了最佳用量：NaCl浓度0．035mol／L,异戊醇体积分数2％,磺酸盐浓度2．5×10^-3mol／L;在此条件下,最低油水界面张力达6．36×10^-3mN／m。     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系油-水界面张力的影响

采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油一水动态界面张力最小值(DIFT_(min))和动态界面张力平衡值(DIFT_(equ))的影响.结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值(10~(-3)mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFT_(min)、DIFT_(equ)所需的强碱或弱碱的浓度降低、时间缩短.     

烷基芳基磺酸盐结构对原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力影响

 采用旋转液滴法测定了在不同碱浓度下自制的3种结构烷基芳基磺酸盐(C19-4S、C19-6S、C19-8S)与大庆六厂原油体系的油-水动态界面张力,分别考察了磺酸盐结构、强碱和弱碱浓度对油-水动态界面张力最小值(DIFTmin)和动态界面张力平衡值(DIFTequ)的影响。结果表明,在各自适宜碱浓度下,3种结构烷基芳基磺酸盐均可使大庆六厂原油-表面活性剂-碱体系的油-水界面张力达到超低值 (10-3mN/m);随芳环在烷基芳基磺酸盐长烷链上的位置向烷链中心移动,达到DIFTmin、DIFTequ所需的强碱或弱碱的浓度降低,时间缩短。     

胜利原油活性组分对其与烷基苯磺酸盐溶液组成的体系油-水界面张力的影响

 采用柱色谱四组分分离方法(SARA)对胜利原油进行分离,依次得到沥青质、饱和分、芳香分和胶质;采用碱醇液法萃取胜利原油得到其酸性组分,测定了各原油活性组分模拟油与烷基苯磺酸盐配制的系列标准溶液组成体系的油-水界面张力。结果表明,原油的酸性组分在低质量分数时通过改变油相的等效烷烃碳数（EACN）影响体系的油-水界面张力;高质量分数时则与表面活性剂混合吸附,使得体系油-水界面张力大幅度升高。胶质对其模拟油-表面活性剂标准溶液体系的油-水界面张力的影响与酸性组分的规律一致;沥青质的界面活性弱于酸性组分,混合吸附能力较弱,高质量分数时使体系油-水界面张力小幅度升高;饱和分和芳香分只影响油相的性质。     

N,N′-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化乙二铵盐的界面活性及流变行为

以N,N,N′,N′-四甲基乙二胺和溴代烷烃合成了系列阳离子型双子表面活性剂GSm-2-m(m为14,16,18),考察了疏水碳链长度、温度、剪切速率、水杨酸钠(NaSal)对GSm-2-m水溶液黏度行为的影响,同时考察了其降低油-水界面张力的能力。结果表明,在高剪切速率(170s-1)下,GSm-2-m分子中的烷基链越长,其增黏能力也越强,温度升高和剪切时间延长均使其水溶液的黏度下降;根据Ostwald-de Waele方程对流体相关参数计算得出,GSm-2-m水溶液的流动指数或非牛顿指数n低于0.63,稠度系数(k)随GSm-2-m分子中碳链增长逐渐增大,且均为非牛顿流体,流体结构对其水溶液黏度贡献明显;少量NaSal的加入对GS16-2-16水溶液的黏度行为影响甚微,当NaSal质量浓度达到1g/L后,溶液黏度急剧下降;NaSal质量浓度为5.2g/L时十六烷基三甲基溴化铵(C16TAB)水溶液黏度骤增,接近无盐时GS16-2-16水溶液黏度的3倍;在GS16-2-16浓度为0.41mmol/L时,仅需22min即可将其溶液的油-水界面张力降至2.0×10-3 mN/m。     

不同链长石油羧酸盐和不同碳数纯烃之间的界面张力

实验考察了由平均碳数为23．16、26．01、28．70的大庆原油馏分油经氧化、皂化制备的石油羧酸盐A、B、C与正庚烷、正十二烷、正十六烷之间45℃下的界面张力(动态界面张力稳定值)与水相盐度的关系。石油羧酸盐在水相中的质量浓度为1g／L。对于每一种烷烃，随着石油羧酸盐平均碳数增大，产生超低界面张力所需的盐度范围缩小。最低界面张力对应的盐度(最佳盐度)减小；而对于每一种石油羧酸盐，随着烷烃碳数增大，产生超低界面张力的盐度范围扩大。最佳盐度增大但相互间差别减小。从达到的界面张力值、盐度范围和盐度值来看，对于正庚烷、正十二烷、正十六烷。较适宜的表面活性剂分别是石油羧酸盐A、B、C。研究结果表明，在超低界面张力体系中，石油羧酸盐的平均碳数与烷烃碳数之间、烷烃碳数与盐度之间有一定的对应关系；在石油羧酸盐的应用中，原油的EACN值和油藏矿化度都必须考虑。图6参5。     

HPAM对表面活性剂-正构烷烃界面张力的影响

为获得超高分子量聚合物与表面活性剂之间的相互作用规律,考察了超高分子量部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）对阴离子型表面活性剂烷基苯磺酸盐及阴-非离子型表面活性剂烷基三氧乙烯羧酸盐与正构烷烃间界面张力的影响。结果表明,HPAM加量增大,单长链烷基苯磺酸盐与正壬烷间的界面张力先降低后增加最后趋于稳定,双长链烷基苯磺酸盐和烷基三氧乙烯基羧酸盐与正壬烷间的界面张力迅速增加并逐渐稳定;HPAM通过改变烷基苯磺酸盐和烷基三氧乙烯基羧酸盐界面膜排列结构影响其降低界面张力的能力;HPAM水溶性较强,能改变表面活性剂在油水相中的分配能力,油相烷烃碳数低时,增强表面活性剂亲水性,导致界面张力升高, 油相烷烃碳数高时则影响不大。两种作用存在竞争关系,当表面活性剂界面活性较强时,HPAM对界面张力的影响主要通过改变界面膜排列结构来实现。图5 参13     

有机添加剂对模拟油EACN值及动态界面张力的影响

本文通过改变两种石油磺酸盐的混合比例,配制出碳数最低值不同的一系列混合表面活性剂溶液作为标尺,考察了几种有机酸、十八醇、Ｓｐａｎ６０ 及两种卟啉（ ＯＥＰ和ＥＴＩＯ） 对正癸烷模拟油的ＥＡＣＮ 值及油水界面张力的影响。     

N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱的合成及表征

以正十八醇和表氯醇、二甲胺等合成N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱（JHD-18）,并对其表面活性以及与OP-10的复配性能进行了研究。结果表明,JHD-18在25℃的临界胶束浓度500 mg/L,临界表面张力为28.94 mN/m,JHD-18与OP-10 的摩尔比为3:7时,表现出最佳的复配效果,该复配体系的临界胶束浓度为450 mg/L,临界表面张力为20.47 mN/m,并可使油水界面张力降低至超低（10^-3mN/m）数量级。复配体系与地层水配伍性好,抗盐能力较强,当Ca²⁺浓度高达16000 mg/L时,该体系与原油仍可达到超低界面张力(10^-3 mN/m);在不同渗透率(0.32×10-3~3.14×10-3 μm²)岩心的驱替实验中,水驱后注入 0.3 PV质量浓度为1500 mg/L的复配体系（JHD-18与OP-10 的摩尔比为3:7）最大可提高驱油效率15.72%。     

2,5-二甲基十四烷基苯磺酸钠异构体的合成及其EACN值的测定

以对二甲苯和不同碳数的酰氯为原料,经酰化、格氏反应、催化加氢及磺化中和等步骤合成了亲水基在碳链不同位置的3种同分异构体,通过正交实验确定烷基苯酮合成的最优化条件:n(对二甲苯):n(酰氯):n (AlCl_3)=3:1:1.3,滴加酰氯时体系温度17℃,反应时间为4.5 h,在上述条件下得到烷基苯酮收率为76.4%～78%。采用电喷雾质谱和核磁共振氢谱对合成磺酸盐进行结构表征,用两相滴定法测定产物含有效物为97%以上,配制0.1%单组分异构体磺酸盐水溶液对烷烃进行界面张力扫描,测定表面活性剂亲水基在碳链4,6,7号位置的EACN值分别为7,12,17。     

重烷基苯磺酸盐复配体系界面张力和乳化性能的评价

将全馏分重烷基苯切割成一系列窄馏分,磺化后的重烷基苯磺酸盐（HABS）按相对分子质量由小到大编号为HABS-1,3,5,7,9。以新疆八区530原油为油相,地层模拟水为水相,分别测试全馏分和窄馏分重烷基苯磺酸盐对体系界面张力和乳化性能的影响。结果表明：随着窄馏分HABS平均相对分子质量的增大,油水界面张力先减小后增大,当窄馏分HABS的相对分子质量为398（烷基碳链平均碳数为15）时,油水界面张力最低,为0.002 3 mN/m;使用HABS-3与15%的HABS-1、AEO-9复配剂,体系的乳化综合指数达到89.51%、88.70%,油水界面张力分别为0.009 8 mN/m和0.005 9 mN/m,均处于10-3 mN/m的超低水平。     

月桂胺乙基磺酸钠的合成与性能

以月桂胺和溴乙基磺酸钠为原料合成了月桂胺乙基磺酸钠(SLAES),用单因素优选法研究了影响反应的因素,优化反应条件为:n(月桂胺):n(溴乙基磺酸钠)=1.0:1.2,反应温度80℃,反应时间5 h,pH=8～9,收率(以质量计)87.14%,提纯后纯度99.44%,并对月桂胺乙基磺酸钠的应用性能进行了测定。     

长链烷基苯磺酸盐合成工艺研究

利用某烯烃和某芳烃为原料,通过烷基化、磺化和中和反应制备长链烷基苯磺酸盐,考察催化剂用量、助催化剂加入速率、芳烃/烯烃摩尔比对烷基化收率的影响,以及水分对催化剂的影响,考察油/酸质量比、加酸速率对样品界面性能的影响,确定了实验室制备长链烷基苯磺酸盐的最佳工艺路线。该工艺条件下制备得到的长链烷基苯磺酸盐界面性能优于石油磺酸盐和重烷基苯磺酸盐。     

廉价石油磺酸盐表面活性剂KPS-2的合成及性能

在室内合成出了驱油用廉价石油磺酸盐表面活性剂KPS-2,确定了KPS-2的生产工艺参数,并对产品性能进行了评价.实验表明:KPS-2/Na₂CO₃复合体系与新疆克拉玛依原油的界面张力达到了三元复合驱低界面张力的要求,且新产品KPS-2具有适应范围广,产品收率高,产品性能稳定,生产工艺简单,无酸渣,环境污染小,成本低等特点.     

应用拓扑指数预测直链烷基苯磺酸盐(LAS)的生物降解性

用拓扑方法研究了直链烷基苯磺酸盐(LAS)的生物降解性与分子结构的关系。根据分子结构的特点，用距离矩阵表征分子中原子基团的连接性。据此提出一个结构基础明确的定量关系式，可预测分子的生物降解性，以及表征LAS的结构-性质关系。对C10～C13 LAS的计算结果表明，计算值与文献报道值较为一致。应用这一定量关系式，能够合理表征LAS的结构性能关系，且有助于揭示化合物结构与性能之间的关系。     

壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠的合成及性能

以羟乙基磺酸钠为磺化剂,烷烃为溶剂,共沸回流合成了壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠(NPSO)。通过单因素实验得到较佳的工艺条件为:采用一次性加入羟乙基磺酸钠粉末,n(羟乙基磺酸钠):n[壬基酚聚氧乙烯醚(NP-4)]=1:1.2,催化剂氢氧化钾用量为壬基酚聚氧乙烯醚醚质量的2%～4%,在80 mL正癸烷存在下共沸回流反应100min,收率(以羟乙基磺酸钠质量计)可达到60%。提纯后产物纯度达到99.56%,采用IR光谱鉴定了产物结构,并对其应用性能进行了测定,结果显示壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠具有较低的表面张力(29.20 mN/m)、优异的润湿性、发泡性、抗高温性和耐钙稳定性。     

脂肪醇聚氧乙烯醚丙基磺酸钠的合成及性能

以脂肪醇聚氧乙烯醚、烯丙基氯、亚硫酸氢钠为主要原料,两步法合成了脂肪醇聚氧乙烯醚丙基磺酸钠,在磺化反应中,m(硝酸钾)∶m(烯丙基醚)=1∶10、n(烯丙基醚)∶n(亚硫酸氢钠)=1∶2、水作为溶剂、体系pH值为5、反应温度85℃、反应时间3h,产物的总收率(以脂肪醇聚氧乙烯醚为基准计算)达到92%。使用红外光谱对中间体烯丙基脂肪醇聚氧乙烯醚以及产物脂肪醇聚氧乙烯磺酸钠进行了结构鉴定,并对产物表面(界面)性能以及应用性能(润湿、乳化、泡沫)进行了测试。产物表面张力为29.224mN/m,临界胶束浓度0.204mmol/L。产物与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)相比,具有较好的乳化力,且泡沫较低,但润湿力较差。     

由AES合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠的研究

探讨了一种新的合成脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠的方法。该法以亚硫酸盐为磺化剂 ,在高温高压下由 AES转化而来。主要讨论了反应时间、反应温度、磺化剂用量和不同类型磺化剂对产品收率及原料水解率的影响。结果表明 ,在反应温度 1 96℃、反应压力 1 .2 MPa下 ,以亚硫酸钠和亚硫酸氢钠为混合磺化剂效果最好 ,产品收率可达 60 % ( w)以上 ,原料 AES的水解率低于 8% ( w)。以亚硫酸钾作磺化剂则得不到磺酸盐产品。最后初步确证该磺化转化反应过程不是简单的平衡反应。     

月桂醇聚氧乙烯醚(7)仲辛基磺基琥珀酸混合双酯钠的合成与性能

采用控制酯化率和非外加相转移催化剂的方法,在敞开体系中合成了月桂醇聚氧乙烯醚(7)仲辛基磺基琥珀酸混合双酯钠。最佳工艺条件为:n[月桂醇聚氧乙烯醚(7)]:n(马来酸酐)=1.00:1.10,于140℃单酯化反应2.5 h,得到单酯化率为99.8%的单酯化产物;n(仲辛醇):n(马来酸酐)=4.0:1.0,加热介质温度为220℃,双酯化反应3.5 h,得到双酯化率为94.96%的双酯化产物。n(亚硫酸氢钠):n(马来酸酐)=1.10: 1.00,加热介质温度为190℃,磺化反应4.5 h,产物的表面张力为30.9 mN/m、临界胶束浓度为1.26×10~(-4) mol/L、乳化力为4.46 min、渗透力为3.35 s、分散力为91.85%、去油污力为98.93%。与磺基琥珀酸二辛酯钠盐(快T)和月桂醇聚氧乙烯醚(7)磺基琥珀酸单酯二钠盐(LESS)进行性能对比,产物分散力、去油污性能较快T均得到了改善;与LESS相比,渗透性能得到了较大的提高。