三聯(lián)陰-非離子表面活性劑及其制備方法
【專利說明】Ξ聯(lián)陰-非離子表面活性劑及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及表面活性劑及其制備方法，特別涉及一種Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 中國專利CN200810152433. 3公開了一種制備Η聯(lián)非離子表面活性劑的方法，即 通過烷基苯酪和甲醒的反應(yīng)得到中間體，再用2倍中間體數(shù)量的烷基酪與中間體反應(yīng)形成 烷基酪Η聯(lián)結(jié)構(gòu)，最后與環(huán)氧己焼反應(yīng)形成烷基酪聚氧己帰離Η聯(lián)表面活性劑。按照此項 發(fā)明專利，可W獲得結(jié)構(gòu)確切的Η聯(lián)非離子表面活性劑，并具有優(yōu)于非離子雙子表面活性 劑的性質(zhì)。但其同時存在著如下的缺點或不足；①所用原料為碳鏈長度相同的烷基苯酪，焼 基鏈長度不能隨意調(diào)整；②分子中的Η個聚氧己帰離鏈節(jié)Ε0數(shù)相同或基本相當(dāng)，不能隨意 調(diào)整；⑨存在環(huán)氧己焼加成工藝，對設(shè)備和安全要求較高；；i.未進一步探討將非離子表面 活性劑轉(zhuǎn)化為陰-非離子表面活性劑的方法，合成產(chǎn)物僅具有高于普通非離子表面活性劑 的性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑。
[0005] 本發(fā)明所述的Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑，具有W下結(jié)構(gòu)式：
式中化和恥心為烷基鏈，X為8~24的整數(shù)，η為8~24的整數(shù)，X和η的值 可W相同或不同； 0(CH2CH2〇)y和畑2〇12〇)"為聚氧己帰基團，y為1~30的整數(shù)，m為1~30的整數(shù)，y和m的值可W相同或不同； Υ為陰離子基團； Μ為化\r或饑V離子。
[0006] 其中，所述的陰離子基團至少包括但不限于具有0~6個長度的碳鏈并可連接 0~6個居基的駿酸基團、礙酸基團、硫酸醋基團和磯酸醋基團中的一種或多種，優(yōu)選為己 基駿酸、己基礙酸、居己基丙礙酸、硫酸醋和磯酸醋基團中的一種或多種。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑的制備方法。采用Η 步法；第一步制備烷基酪聚氧己帰離居甲基中間體，第二步制備Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非 離子表面活性劑，第Η步在制備Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑及其尾端引入陰離子基團形成 Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑結(jié)構(gòu)，不僅簡化制備工藝和設(shè)備，而且有效地克服或避免上述 現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點或不足。
[0008] 本發(fā)明所述的Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑的制備方法，主要包括如下Η個連續(xù)步 驟： 步驟1 ;制備烷基酪聚氧己帰離居甲基中間體：將碳數(shù)為η,Ε0數(shù)為m的烷基酪聚氧己 帰離Imol加入反應(yīng)容器中，加入0. 2~1. 2mol的固體堿或50%的液體堿，升溫到40~6(TC 攬拌均勻，加入2. 0~3.Omol甲醒，保持溫度50~8(TC，反應(yīng)4~24h，制備成烷基酪聚氧 己帰離居甲基中間體，其分子結(jié)構(gòu)式如下：
步驟2 ;制備Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑；將碳數(shù)為X，E0數(shù)為y的烷基 酪聚氧己帰離2mol加入反應(yīng)容器，用鹽酸調(diào)整抑到6~7,加入酸性催化劑，逐漸升溫到 60~8(TC抽真空脫除水分，然后升溫至90~15(TC攬拌反應(yīng)2~12h，產(chǎn)物為Η聯(lián)烷基酪 聚氧己帰離非離子表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)式如下：
步驟3 ;制備Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑： 在Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑尾端引入陰離子基團，制成Η聯(lián)陰-非離 子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)式為：
式中化和恥心為烷基鏈，X為8~24的整數(shù)，η為8~24的整數(shù)，X和η的值 可W相同或不同； 0(CH2CH2〇)y和畑2〇12〇)"為聚氧己帰基團，y為1~30的整數(shù)，m為1~30的整數(shù)，y和m的值可W相同或不同； Y為陰離子基團；（陰離子基團至少包括但不限于具有0~6個長度的碳鏈并可連接 0~6個居基的駿酸基團、礙酸基團、硫酸醋基團和磯酸醋基團中的一種或多種，優(yōu)選為己 基駿酸、己基礙酸、居己基丙礙酸、硫酸醋和磯酸醋基團；） Μ為化\ r或饑V離子； a廟上述步驟2制備的ImolΗ聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中加入3. 0~ 3. 5mol固體或液體堿和50~500ml甲苯，攬拌并升溫到100~11(TC回流分水，在11(TC保 溫2~地，降溫到50~80°C，分批加入氯己酸鋼3~3. 5mol，保溫3~化，加入鹽酸調(diào)整 抑到中性，減壓移除甲苯和水，加入50~500ml無水己醇，趁熱過濾，減壓蒸除部分或全部 己醇后得到Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑；Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離己酸鋼； b;在上述步驟2合成的ImolΗ聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中加入3. 0~ 3. 5mol固體堿或液體堿和50~500ml甲苯，攬拌并升溫到100~11(TC回流分水，在11(TC 保溫2~化，降溫到50~80°C，加入3~4mol氯己基礙酸鋼，反應(yīng)3~化，加入鹽酸調(diào)整 抑到中性，減壓移除甲苯和水，加入50~500ml無水己醇，趁熱過濾，減壓蒸除部分或全部 己醇后得到Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑；Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離己基礙酸鋼； C;在上述步驟2合成的ImolΗ聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中加入3. 0~ 3. 5mol固體堿或液體堿和50~500ml甲苯，攬拌并升溫到100~11(TC回流分水，在11(TC 保溫2~化，降溫到50~80°C，加入3~4mol3-氯-2-居基丙礙酸鋼，反應(yīng)3~化，加入 鹽酸調(diào)整抑到中性，減壓移除甲苯和水，加入50~500ml無水己醇，趁熱過濾，減壓蒸除部 分或全部己醇后得到Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑；Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離居基丙礙酸鋼； d;在上述步驟2合成的ImolΗ聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中加入50~ 500ml有機溶劑，攬拌溶解，冷卻降溫至0~1(TC，緩慢加入3~3. 5mol氯礙酸，在0~15°C 反應(yīng)1~化，室溫下反應(yīng)比，加入氨氧化鋼或氨氧化鐘或氨水調(diào)整抑到中性，減壓蒸傭移 除有機溶劑和水，加入50~500ml無水己醇，趁熱過濾，減壓蒸除部分或全部己醇后得到Η 聯(lián)陰-非離子表面活性劑；Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離硫酸醋鋼； e;在上述步驟2合成的ImolΗ聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中分批緩慢地 加入1. 0~1. 5mol的五氧化二磯，控制溫度40~5(TC左右，加料時間為化，加完后升溫到 60~90°C，保溫并連續(xù)反應(yīng)地后，加入50~500ml水，水解化，降溫到40~60°C，加入氨 氧化鋼或氨氧化鐘或氨水調(diào)整抑到中性，得到Η聯(lián)陰-非離子表面活性劑；Η聯(lián)烷基酪聚 氧己帰離磯酸醋鋼。
[0009] 其中，所述烷基酪聚氧己帰離居甲基中間體的制備中，碳數(shù)η為8~24的整數(shù)， m為1~30的整數(shù)。所述烷基酪聚氧己帰離居甲基中間體的制備中加入甲醒量為2. 0~ 3.Omol，保持溫度50~8(TC，反應(yīng)時間4~2地。所述制備Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子 表面活性劑中，所稱碳數(shù)X為8~24的整數(shù)，y為1~30的整數(shù)。所述Η聯(lián)烷基酪聚氧己 帰離非離子表面活性劑的制備中真空脫除水分溫度為60~8(TC，然后升溫至90~15(TC 攬拌反應(yīng)2~12h。所述制備Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表面活性劑中所加碳數(shù)為x，E0 數(shù)為y的烷基酪聚氧己帰離與制備烷基酪聚氧己帰離居甲基中間體中所加碳數(shù)為η,E0數(shù) 為m的烷基酪聚氧己帰離的摩爾數(shù)比為2 : 1。所述制備Η聯(lián)烷基酪聚氧己帰離非離子表 面活性劑的酸性催化劑為對甲基苯礙酸、烷基苯礙酸或它們的甲醒縮合物W及酸性樹脂。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點和有益效果： 1、本發(fā)明制備的陰-非離子型表面活性劑是一類復(fù)合型表面活性劑，其分子內(nèi)具有兩 種不同性質(zhì)的親水基，使其同時具備了非離子型和陰離子型表面活性劑的優(yōu)點，具有良好 的耐堿、耐鹽、和耐高溫能力，具有優(yōu)良的分散性能和抗分解能力，并且與其它表面活性劑、 聚合物等具有良好的配伍性能。因此，送類表面活性劑在石油開采中特別是高溫高鹽稠油 低滲透等惡劣油藏開采領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
[0011] 2、比普通的單鏈和雙子表面活性劑有更低的臨界膠束濃度，界面活性更高，具有 良好的耐堿、耐鹽和耐高溫能力。
[0012] 3、具有優(yōu)良的分散性能和抗分解能力，并且與其它表面活性劑、聚合物等具有良 好的配伍性能，在石油開采中特別是高溫高鹽稠油低滲透等惡劣油藏開采領(lǐng)域有廣闊的應(yīng) 用前景。
[0013] 4、本發(fā)明所采用烷基酪聚氧己帰離為起始原料，舍棄了環(huán)氧己焼加成工藝，簡化 了制備工藝，降低了設(shè)備要求，更為安全可靠。
[0014] 5、制備的中間體具有的烷基鏈碳數(shù)和E0數(shù)可W與其后聯(lián)接到兩側(cè)的烷基酪聚氧 己帰離具有相同或不同的數(shù)值，烷基碳鏈長度可W根據(jù)需要任意調(diào)整，其所連接的Η個聚 氧己帰離鏈節(jié)Ε0數(shù)也可W根據(jù)需要任意調(diào)整，擴大了調(diào)整分子結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得產(chǎn)品不同性 能的自由度。
[0015] 6、采用過量甲醒低溫堿性環(huán)境生成中間體，中間體與其后聯(lián)接到兩側(cè)的烷基酪聚 氧己帰離比例為1 : 2,最大限度獲得Η聯(lián)結(jié)構(gòu)的化合物。
[0016] 7、本發(fā)明提供的引入陰離子的方法易于工業(yè)