芳基烷基磺酸鹽及其製備方法和用途的製作方法
2023-10-31 02:11:32
專利名稱：芳基烷基磺酸鹽及其製備方法和用途的製作方法
技術領域：
本發明屬於油田驅油用的表面活性劑領域，具體地說涉及一種芳基烷基磺酸鹽及其製備方法，及上述芳基烷基磺酸鹽在三次採油中的應用，尤其在高溫、高鹽油藏的應用。
背景技術：
在油田開採史上，依靠油層自身能量採油的方法曾經歷了相當長的時期。在該時期，主要依靠油中溶解的天然氣膨脹而將油舉升到地面，當溶解氣耗盡時，油便失去流動能力。這種採油法稱為能量衰竭法採油，也叫一次採油，採收率一般只能達到15％左右。油層原有能量衰竭後，在油藏邊緣或油藏內部打若干注水井，從地面向井內注水，從生產井採油的開採方法，稱為人工注水採油，亦稱二次採油，採收率通常為30％～40％。注水後幾乎還有一半以上的油留在油層中，通過向油層中注入化學劑或氣體溶劑，開採水驅殘餘油，稱為三次採油(Tertiary Oil Recovery)。但是，對於一些特殊油藏(如稠油、輕質油以及低滲透性油層)不宜注水；另外一些注水油藏，從提高採收率考慮，在注水中期便開始改注聚合物水溶液。因此，現在一般採用提高採收率或強化採油(Enhanced Oil Recovery，簡稱EOR)這一專有名詞，它包括注水和其它提高採收率的方法。
在注水開發的末期，殘餘油是以靜止的球狀分布在油藏巖石的空隙中。作用於這些靜止球珠上的兩種主要力是毛細管力和粘滯力。研究者把粘滯力與毛細管力之比和多孔介質中的原油採收率關聯起來，把粘滯力與毛細管力之比定義為毛細管數。一般認為，在注水開發末期，毛細管數在10-6～10-7範圍內。隨毛細管數增加，驅油效率也增加。可以通過提高水相粘度和流量或減小油水界面張力來增加毛細管數。在這些參數中，減小界面張力能使毛細管數有3～4個數量級的變化。油水界面張力一般在20～30mN/m範圍內，若使用合適的表面活性劑，油水界面張力可在適當條件下降至超低(低於10-3mN/m)。
可以構成低界面張力體系的表面活性劑種類很多，迄今為止研究得最多、也最有實際意義的是磺酸鹽類陰離子表面活性劑，包括石油磺酸鹽、烷基芳基磺酸鹽、烷基磺酸鹽等。儘管石油磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽、釜底寬餾分α-烯烴衍生的烷基苯磺酸鹽在國內外已有很多用於三次採油的實例，如專利號為CN1128006C的專利中披露的以分子量在320～380的減壓餾分油為原料合成的石油磺酸鹽、公開號為CN1486976A的專利中披露的以重烷基苯為原料合成的烷基苯磺酸鹽等。但由於它們的合成原料組成複雜，其性能隨著所用原料油的組成和餾程而變化，這些表面活性劑的產品質量控制是一大難題，不利於大規模生產和應用。
為了改善提高原油採收率的效果，所使用的表面活性劑不僅必須是經濟的，而且必須適應儲層環境。一般相關的環境因素包括高溫、高濃度的鹽和/或多價離子富集等。現有的一般表面活性劑在滿足高效、耐溫和抗鹽幾個方面均有所欠缺，比如石油磺酸鹽是室內研究和現場試驗中使用最為普遍的驅油劑，具有低界面張力、最佳相態、較高的增溶能力，但它抗鹽能力差。
發明內容
本發明的一目的在於提供一種能適用於一類和二類油藏(尤其是高溫、中高鹽油藏)的、具備低界面張力的芳基烷基磺酸鹽類表面活性劑。
本發明的另一目的在於提供一種簡單、實用的製備上述芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的方法。
本發明的再一目的在於提供上述芳基烷基磺酸鹽表面活性劑作為驅油劑在三次採油中的應用。
本發明的還一目的在於提供上述芳基烷基磺酸鹽表面活性劑作為複合驅油體系中復配劑在三次採油中的應用。
本發明的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的特徵在於當芳基基團為苯時，苯環上至少存在一個長鏈取代基，此長鏈取代基為平均碳原子數8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基，且在長鏈烷基取代基的α碳原子上有一磺酸基；同時在長鏈烷基的對位還可能存在一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基、丙基或異丙基等；或同時在長鏈烷基的鄰位和間位各有一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基、丙基或異丙基等。當芳基基團為萘時，萘環上至少存在一個長鏈取代基，此長鏈取代物為平均碳原子數8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基，且在長鏈烷基取代基的α碳原子上有一磺酸基；同時萘環的4號碳原子上還可能存在一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基或異丁基等。
本發明的芳基烷基磺酸鹽的製備方法包括以下步驟(1)長鏈烷基苯或長鏈烷基萘的合成將平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烯烴、芳基化合物在無水三氯化鋁催化下進行傅-克烷基化反應。為避免多烷基化，採取的方法是用大大過量的芳基化合物作溶劑，其中芳基化合物長鏈烯烴無水三氯化鋁的摩爾比為10∶1∶0.1～0.5，反應溫度控制在5～30℃左右，反應時間8～24小時，得到長鏈烷基苯或長鏈烷基萘。
所述的芳基化合物是苯、苯的不同短鏈烷基取代物、苯的不同短鏈烷基取代物的任意混合物、萘、萘的不同短鏈烷基取代物或萘的不同短鏈烷基取代物的任意混合物。
所述的苯環上的短鏈烷基為甲基、乙基、丙基或異丙基等。所述的萘環上的短鏈烷基為甲基、乙基或異丁基等。
(2)磺氯化反應磺氯化反應在反應器中進行。將步驟(1)得到的平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基苯或長鏈烷基萘(或富含烷基芳基化合物成分的原料，如原油餾分油、重烷基苯等)與磺醯氯按摩爾比為1～1.2∶1混合；或將步驟(1)得到的平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基苯或長鏈烷基萘(或富含烷基芳基化合物成分的原料，如原油餾分油、重烷基苯等)與二氧化硫和氯氣按摩爾比為1∶1.2～1.5∶1混合。
用500W～1000W高強紫外燈進行照射，以含氮雜環化合物為催化劑，反應時間為兩小時左右，生成相應的芳基烷基磺醯氯。通過控制磺醯氯滴加速度，可將產物控制在單磺氯化。磺醯氯滴加速度為每秒0.01～0.05ml。
(3)皂化及產物的分離將步驟(2)磺氯化反應後的混合物攪拌老化1小時左右，之後向混合液中投入濃度為10～30wt％的鹼液，升溫至80～100℃左右，再繼續滴加鹼液。在整個皂化過程中，始終保持反應液呈微鹼性(pH＝7～8左右)，反應時間為4～5小時左右。
用摩爾比為1∶1的乙醇/水將皂化後的混合液稀釋後轉移至分液漏鬥中，用石油醚萃取，分離油相。乙醇相在40～100℃條件下蒸除溶劑，再用無水乙醇除鹽即得芳基烷基磺酸鹽表面活性劑。油相進一步分離出副產物後，未反應的原料可二次利用。
所述的鹼包括氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等。
所述的含氮雜環化合物是吡啶或喹啉等。
本發明的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑作為三次採油中的驅油表面活性劑。
本發明的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑作為三次採油中的驅油表面活性劑可以單獨使用、與驅油聚合物(如聚丙烯醯胺)復配或與鹼和驅油聚合物復配使用；形成表面活性劑-聚合物二元體系或表面活性劑-鹼-聚合物三元體系。
在使用時可用水稀釋。在單獨使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑時，芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％；在使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑與聚合物復配體系時，體系中的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％，聚合物濃度為0～10000ppm。在使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑與鹼和聚合物復配體系時，體系中的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％，鹼的濃度為0％～2wt％，聚合物濃度為0～10000ppm。
所述的鹼包括氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉等。
本發明所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑可以單獨使用、與驅油聚合物(如聚丙烯醯胺)復配或與鹼和驅油聚合物復配使用；其中所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑可以是含碳原子數相同或不同的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的任意混合物。
所述的芳基烷基磺酸鹽可進一步與其它類型表面活性劑(如石油磺酸鹽或石油羧酸鹽等)或助劑(如乙醇或異丙醇等)復配在三次採油中的使用，其中芳基烷基磺酸鹽在體系中的含量為0.01～2wt％，其它類型表面活性劑或助劑含量為0.001～2wt％。
本發明所述的芳基烷基磺酸鹽不僅在極低濃度就能達到低界面張力，而且在很低的弱鹼濃度條件下達到超低界面張力，並具有抗溫、抗鹽能力，是一類對一類和二類油藏極具應用前景的驅油表面活性劑。
圖1本發明實施例1產物的IR譜圖。
圖2本發明實施例1產物的1H NMR譜圖。
圖3本發明實施例2～11的產物與中國勝利油田的原油間界面張力穩態值隨NaCl濃度的變化曲線。
圖4本發明鈣離子濃度對實施例2、3、5、7、8、10、11的產物加鹼體系與中國勝利油田原油間界面張力的影響。
圖5本發明實施例4產物與聚合物形成的二元體系與中國勝利油田的原油間達到超低界面張力的曲線。
圖6本發明實施例4產物與鹼和聚合物形成的三元體系與中國勝利油田的原油間達到超低界面張力的曲線。
圖7本發明實施例12產物與鹼和聚合物形成三元體系與中國勝利油田的原油間達到超低界面張力的曲線。
圖8本發明實施例13產物與中國勝利油田的原油間界面張力性質圖。
具體實施例方式
實施例1取與無水三氯化鋁及苯的摩爾比為1∶0.3∶10的平均碳原子數為12且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴於恆壓滴液漏鬥中，並逐滴滴入無水三氯化鋁粉末及苯的混合物中，控制反應溫度在5～30℃左右。加料完後攪拌過夜。將反應混合液倒入碎冰中，靜置分液，油相用10～20％Na2CO3溶液洗滌至中性，再用水洗滌2～3遍。油相用無水氯化鈣乾燥，過濾後減壓蒸餾，收集138℃(2mmHg)左右餾分。
取一定量所合成的十二烷基苯於三頸燒瓶中，滴加2～10滴吡啶，調節好紫外燈與反應器間距為10～20cm。將與十二烷基苯等量的磺醯氯通過恆壓滴液漏鬥，逐滴滴入反應器，滴加速度為每毫升40秒，同時點亮紫外燈。反應兩小時左右停止光照。反應混合物繼續攪拌一小時左右。
反應歷程如下
(3)(4)(5)(6)之後向其中投入部分10～30％的鹼液，升溫至80～100℃左右，同時繼續滴加鹼液，始終保持反應液呈微鹼性(pH＝7～8左右)，反應4～5小時左右。然後向反應後混合物中加入20～70％的乙醇，並轉移至分液漏鬥中，用石油醚反覆萃取至石油醚層無色。乙醇相蒸除溶劑，加入無水乙醇並加熱溶解表面活性劑，過濾除鹽，再蒸除無水乙醇，得到的固體即為1#產物苯取代的十二烷基磺酸鹽。其IR譜如圖1，1H NMR譜圖如2。其它實施例中的產品均具有類似的IR譜圖和1H NMR譜圖。
實施例2將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十八且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品2#產物苯取代的十八烷基磺酸鹽。向2#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向2#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為3.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例3將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十四且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品3#產物甲苯取代的十四烷基磺酸鹽。向3#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向3#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為3.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例4將實施例l中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十六且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品4#產物甲苯取代的十六烷基磺酸鹽。向4#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向4#產物中加入1000ppmHPAM，2.5％NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油達到超低界面張力的曲線見圖5。向4#產物中加入1000ppmHPAM，2.5％NaCl，0.1％Na2CO3，150ppmCa2+，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油達到超低界面張力的曲線見圖6。
實施例5將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十八且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品5#產物甲苯取代的十八烷基磺酸鹽。向5#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向5#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為3.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例6將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十四且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成對二甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品6#產物對二甲苯取代的十四烷基磺酸鹽。向6#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。
實施例7將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十六且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成對二甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品7#產物對二甲苯取代的十六烷基磺酸鹽。向7#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向7#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為3.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例8將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十八且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成對二甲苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品8#產物對二甲苯取代的十八烷基磺酸鹽。向8#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向8#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為1.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例9將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十四且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成乙基苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品9#產物乙基苯取代的十四烷基磺酸鹽。向9#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。
實施例10將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十六且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成乙基苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品10#產物乙基苯取代的十六烷基磺酸鹽。向10#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向10#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為4.5％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例11將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十八且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成乙基苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品11#產物乙基苯取代的十八烷基磺酸鹽。向11#產物中加入不同濃度NaCl，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖3。向11#產物中加入不同濃度Ca2+，NaCl濃度為2.0％，Na2CO3濃度為0.1％，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖4。
實施例12將實施例8獲得的8#產物與實施例11獲得的11#產物復配，8#產物濃度為1.5％，11#產物濃度為1.5％，復配產物單獨使用、與聚合物形成二元體系、與鹼和聚合物形成三元體系均能與中國勝利油田的原油達到超低界面張力，參見圖7。
實施例13將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，換成平均碳原子數為十四且碳原子數分布不超過3個碳原子的烯烴，苯換成萘，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品12#產物萘取代的十四烷基磺酸鹽。向12#產物中加入1.0％NaCl，0.1％Na2CO3，產品濃度為3000ppm，與中國勝利油田的原油間界面張力性質見圖8。
實施例14將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的窄餾分烯烴與催化劑無水三氯化鋁、苯的摩爾比換為5∶0.3∶1，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品13#產物苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例15將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的窄餾分烯烴與催化劑無水三氯化鋁、苯的摩爾比換為15∶0.3∶1，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品14#產物苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例16將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的窄餾分α-烯烴與催化劑無水三氯化鋁、苯的摩爾比換為10∶0.1∶1，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品15#產物苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例17將實施例1中平均碳原子數為十二且碳原子數分布不超過3個碳原子的窄餾分烯烴與催化劑無水三氯化鋁、苯的摩爾比換為10∶0.5∶1，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品16#產物苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例18將實施例2中光照磺化反應步驟中的光照時間改為4小時，其它條件和操作方法與實施例2相同，獲得產品17#產物苯取代的十八烷基磺酸鹽。
實施例19將實施例2中光照磺化反應步驟中的苯與磺醯氯的摩爾比改為0.75∶1，其它條件和操作方法與實施例2相同，獲得產品18#產物苯取代的十八烷基磺酸鹽。
實施例20將實施例1中苯換成乙苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品19#產物乙苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例21將實施例1中苯換成丙苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品20#產物丙苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例22將實施例1中苯換成萘，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品21#產物萘取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例23將實施例1中苯換成甲基苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品22#產物甲基萘取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例24將實施例1中苯換成乙基苯，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品23#產物乙基萘取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例25將實施例1中苯換成甲苯和乙苯摩爾比為1∶1的混合物，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品24#產物甲乙苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例26將實施例1中苯換成甲基萘和乙基萘摩爾比為1∶1的混合物，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品25#產物甲乙基萘取代的十二二烷基磺酸鹽。
實施例27將實施例1中磺醯氯的滴加速度改為每毫升20秒，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品26#產物甲苯取代的十二烷基磺酸鹽。
實施例28將實施例1中與十二烷基苯等量的磺醯氯改為與十二烷基苯等量的二氧化硫和氯氣，其它條件和操作方法與實施例1相同，獲得產品27#產物甲苯取代的十二烷基磺酸鹽。
本發明的表面活性劑作為驅油劑用於三次採油，在弱鹼條件下單獨使用，能與中國勝利油田的原油產生穩定的超低界面張力，體系並具有較強的抗Ca2+能力。圖3為0.3％產品2#-11#在不同NaCl濃度條件下與勝利原油的界面張力穩態值，從圖中可用看出，除7#和10#產品外，其它產品均能在一定鹽度下達到超低界面張力。圖4為Ca2+濃度對產品加鹼體系與勝利原油間界面張力的影響，從圖中可用看出，不同產品與1.0％NaCl形成的體系均具有一定的抗Ca2+能力，其中2#產品形成的體系在Ca2+濃度高達450ppm條件下仍可獲得超低界面張力。圖5和圖6結果說明，4#產品與聚合物形成的二元體系、與鹼和聚合物形成的三元體系均能與勝利原油達到超低界面張力。不同產品復配後，單獨使用、與聚合物形成的二元體系、與鹼和聚合物形成的三元體系均能與勝利原油達到超低界面張力。
權利要求
1.一種芳基烷基磺酸鹽表面活性劑，其特徵是當芳基基團為苯時，苯環上至少存在一個長鏈取代基，此取代基為平均碳原子數8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基，且在長鏈烷基取代基的α碳原子上有一磺酸基；當芳基基團為萘時，萘環上至少存在一個長鏈取代基，此取代基為平均碳原子數8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基，且在長鏈烷基取代基的α碳原子上有一磺酸基。
2.根據權利要求1所述的芳基烷基磺酸鹽，其特徵是所述的芳基基團為苯時，同時在長鏈烷基的對位還存在一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基、丙基或異丙基；或同時在長鏈烷基的鄰位和間位各有一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基、丙基或異丙基。
3.根據權利要求1所述的芳基烷基磺酸鹽，其特徵是所述的芳基基團為萘時，同時萘環的4號碳原子上還存在一個短鏈取代基，此短鏈取代基為甲基、乙基或異丁基。
4.一種根據權利要求1～3任一項所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的製備方法，其特徵是，所述的方法包括以下步驟(1)長鏈烷基苯或長鏈烷基萘的合成將平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烯烴、芳基化合物在無水三氯化鋁催化下進行傅-克烷基化反應，其中芳基化合物∶長鏈烯烴∶無水三氯化鋁的摩爾比為10∶1∶0.1～0.5，反應溫度控制在5～30℃，得到長鏈烷基苯或長鏈烷基萘；所述的芳基化合物是苯、苯的不同短鏈烷基取代物、苯的不同短鏈烷基取代物的任意混合物、萘、萘的不同短鏈烷基取代物或萘的不同短鏈烷基取代物的任意混合物；所述的苯環上的短鏈烷基為甲基、乙基、丙基或異丙基；所述的萘環上的短鏈烷基為甲基、乙基或異丁基；(2)磺氯化反應將步驟(1)得到的平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基苯或長鏈烷基萘與磺醯氯按摩爾比為1～1.2∶1在反應器中進行混合；或將步驟(1)得到的平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烷基苯或長鏈烷基萘與二氧化硫和氯氣按摩爾比為1∶1.2～1.5∶1混合；用500W～1000W高強紫外燈進行照射，以吡啶或喹啉為催化劑進行反應；(3)皂化及產物的分離將步驟(2)磺氯化反應後的混合物攪拌老化之後向混合液中投入鹼液，升溫至80～100℃，再繼續滴加鹼液，在整個皂化過程中，始終保持反應液呈微鹼性，pH＝7～8；用摩爾比為1∶1的乙醇/水將皂化後的混合液稀釋後轉移至分液漏鬥中，用石油醚萃取，分離油相；乙醇相在40～100℃條件下蒸除溶劑，再用無水乙醇除鹽即得芳基烷基磺酸鹽表面活性劑。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵是所述的鹼選自氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵是所述的磺醯氯滴加速度是每秒0.01～0.05ml。
7.一種根據權利要求1～3任一項所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的用途，其特徵是所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑作為三次採油中的驅油表面活性劑。
8.根據權利要求7所述的用途，其特徵是所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑單獨使用，或與驅油聚合物復配使用，或與鹼和驅油聚合物復配使用；在單獨使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑時，芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％；在使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑與聚合物復配體系時，體系中的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％，聚合物濃度為0～10000ppm；在使用芳基烷基磺酸鹽表面活性劑與鹼和聚合物復配體系時，體系中的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的濃度為0.01％～1wt％，鹼的濃度為0％～2wt％，聚合物濃度為0～10000ppm。
9.根據權利要求7或8所述的用途，其特徵是所述的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑是含碳原子數相同或不同的芳基烷基磺酸鹽表面活性劑的任意混合物。
10.根據權利要求8所述的用途，其特徵是所述的鹼是氫氧化鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
全文摘要
本發明涉及一種芳基烷基磺酸鹽及其製備方法及應用。A.選擇芳族原料(如苯、苯的不同短鏈烷基取代物、苯的不同短鏈烷基取代物的任意混合物、萘、萘的不同短鏈烷基取代物或萘的不同短鏈烷基取代物的任意混合物)與平均碳原子數為8～30且碳原子數分布不超過3個碳原子的長鏈烯烴反應。B.將A得到的烷基芳基化合物或其混合物進行光照反應生成相應的芳基烷基磺醯氯。C.皂化B的產物至pH為7～8，得到芳基烷基磺酸鹽表面活性劑。上述芳基烷基磺酸鹽應用在三次採油中配製的驅油劑能在較低且寬的弱鹼濃度及較寬的表面活性劑濃度範圍內形成穩定的超低界面張力區域，並且具有較強的抗鹽能力，具有適用於高溫高鹽油藏三次採油的優良前景。
文檔編號C07C303/00GK1800158SQ20041010186
公開日2006年7月12日 申請日期2004年12月30日 優先權日2004年12月30日
發明者俞稼鏞, 趙濉, 嚴峰, 羅瀾, 張路, 張春榮, 黃玉萍 申請人:中國科學院理化技術研究所