飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于表面活性劑領(lǐng)域，特別涉及飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑以飽和腰果酚為起始原料，經(jīng)系列反應(yīng)形成具有雙尾結(jié)構(gòu)的陰離子表面活性劑飽和腰果酚醚磺酸鹽。獨(dú)特的雙尾結(jié)構(gòu)決定了其良好的表(界)面性能，單獨(dú)使用或與其它助劑復(fù)配時(shí)，可與模擬油烷烴或原油形成低(或超低)界面張力，在礦物浮選、工業(yè)洗滌及三次采油等眾多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景，能夠作為有效的驅(qū)油劑在三次采油中進(jìn)行應(yīng)用。本發(fā)明的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)。
【專利說明】飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面活性劑領(lǐng)域，特別涉及飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]磺酸鹽是稠油乳化、泡沫驅(qū)油或二元(三元)驅(qū)油體系中使用最廣的陰離子型表面活性劑；其中烷基苯磺酸鹽表面活性劑是三次采油表面活性劑工業(yè)化的主要產(chǎn)品之一，也是三次采油用量中最大的表面活性劑之一。表面活性劑親油基團(tuán)的主要原料來源有兩大類:一是礦物質(zhì)(化石)資源，主要指石油資源；二是可再生的生物質(zhì)資源，是指植物油、動(dòng)物油。目前，在全球表面活性劑市場(chǎng)中，石油基本產(chǎn)品占75%。隨著石油價(jià)格逐漸上漲，人們的環(huán)境意識(shí)日益增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展促使人們更多地使用可再生的天然資源。腰果酚是從廢棄的腰果殼中提取的一種豐富、價(jià)廉的可再生天然化合物。氫化、提純后的飽和腰果酚的分子結(jié)構(gòu)為間十五烷基苯酚，獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)及性能使其能夠替代多種精細(xì)石油原料，合成許多具有特殊功能的化學(xué)品和化學(xué)材料，解決石油酚類化合物不能解決的問題。大量的研究表明，腰果酚是同類生物質(zhì)化學(xué)材料中最有發(fā)展前途的非石油的替代物。
[0003]專利CN101898097A、CN101898098A、CN102304069A 等公開了直接用飽和腰果酚進(jìn)行磺化、中和得到飽和腰果酚磺酸鹽的制備過程。此外，專利CN1212382C、CN101745343B、CN100434500C公開了親油基團(tuán)具有雙尾結(jié)構(gòu)的脂肪類陰離子表面活性劑所具有的優(yōu)良的表(界)界面性能和廣泛應(yīng)用性。但上述專利均未提及以飽和腰果酚為原料，形成具有雙尾結(jié)構(gòu)的烷基苯磺酸鹽的 制備方法和用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于提供表(界)面性能優(yōu)異的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性齊?，磺酸基位于苯環(huán)，與烷氧基和烷烴基形成一個(gè)雙尾的結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的目的之二在于提供表(界)面性能優(yōu)異的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的之三在于提供表(界)面性能優(yōu)異的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的應(yīng)用，使之單獨(dú)或在助劑作用下，可與模擬油或原油形成低或超低界面張力，能夠在油田的三次采油中得到廣泛的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑具有以下結(jié)構(gòu)式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑，其特征是，該飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的結(jié)構(gòu)式為:
2.—種權(quán)利要求1所述的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的制備方法，其特征是，所述的制備方法包括以下步驟: (1)飽和腰果酚醚的制備 在反應(yīng)器中加入飽和腰果酚、鹵代烷烴及相轉(zhuǎn)移催化劑，控制溫度為70~100°C，攪拌條件下滴加氫氧化鈉水溶液；其中鹵代烷烴:飽和腰果酚的摩爾比為2:1~1:1，相轉(zhuǎn)移催化劑:飽和腰果酚的摩爾比為0.01:1~0.1:1，氫氧化鈉:飽和腰果酚的摩爾比為3:1~I: I ;氫氧化鈉水溶液滴加完畢后，回流反應(yīng)4~8小時(shí)，回流反應(yīng)完畢后,加入水,用石油醚進(jìn)行萃取，合并石油醚萃取液，用水進(jìn)行反萃??；干燥用水進(jìn)行反萃取后的石油醚相，過濾，減壓蒸餾除去石油醚和未反應(yīng)的鹵代烷烴，得到飽和腰果酚醚固體產(chǎn)物；所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽； (2)飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的制備 將步驟(1)制備得到的飽和腰果酚醚固體產(chǎn)物用有機(jī)溶劑稀釋后置于反應(yīng)器中，控制溫度< 20°C，在不斷攪拌的條件下逐漸加入磺化劑，其中飽和腰果酚醚:磺化劑的摩爾比為1:1~1: 1.5，磺化劑加入完畢后于室溫下進(jìn)行反應(yīng)2~8小時(shí)；然后加入堿性物質(zhì)水溶液進(jìn)行中和反應(yīng)至PH為中性，除去水和有機(jī)溶劑，將得到的固體用無水乙醇溶解，除鹽，得到飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:步驟(2)所述的控制溫度，其溫度的控制范圍為-5~20。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:所述的鹵代烷烴為碳數(shù)4~16的氯代烷烴，或?yàn)樘紨?shù)4~16的溴代烷烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:所述的季銨鹽選自芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:所述的氫氧化鈉水溶液的濃度為5~50wt % ο
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:所述的磺化劑選自發(fā)煙硫酸、氯磺酸溶液、三氧化硫溶液中的任意一種； 所述的氯磺酸溶液或三氧化硫溶液是用有機(jī)溶劑稀釋到含有氯磺酸或三氧化硫的濃度為5~30wt%的氯磺酸溶液或三氧化硫溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或7所述的制備方法，其特征是:所述的有機(jī)溶劑為乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷或1，2- 二氯乙烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是:所述的堿性物質(zhì)水溶液的濃度范圍為5wt%至飽和溶液； 所述的堿性物質(zhì)選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氨水中的一種或幾種。
10.一種權(quán)利要求1所述的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的應(yīng)用，其特征是:所述的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑作為驅(qū)油劑在三次采油中應(yīng)用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征是:所述的飽和腰果酚醚磺酸鹽表面活性劑的水溶液體系在單獨(dú)使用或 與其它助劑復(fù)配使用下，與模擬油烷烴或原油形成10_2mN/m數(shù)量級(jí)的低界面張力，或形成10_3mN/m數(shù)量級(jí)的超低界面張力。
【文檔編號(hào)】C07C303/32GK103962052SQ201410196851
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】靳志強(qiáng), 趙濉, 徐志成, 宮清濤, 張磊, 張路, 羅瀾 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所