赵秀丽，刘海燕，陈 成

(大庆师范学院,黑龙江 大庆 163712)

三次采油技术主要用化学驱油的方法，包括聚合物驱、碱水驱、表面活性剂驱和复合驱[1]。聚合物驱油机理就是在注入水中加入高分子聚合物，增加驱替相浓度，调整吸水剖面，增大驱替相波及体积，从而提高最终采收率[2]。当前最常用驱油技术为表面活性剂法。由于表面活性剂分子的亲水基和亲油基的特殊结构使得表面活性剂分子在表(界)面上形成吸附膜，而吸附的作用通过改变界面的化学结构来降低界面的化学结构来降低界面的张力，这种特点使得表面活性剂在三次采油中发挥重要的作用[3]。

1 实验部分

1.1 实验仪器

主要仪器有Bruker-Tensor 27型傅立叶变换红外光谱仪、油水界面张力仪、旋转蒸发器、真空烘干箱等。

1.2 实验步骤

(1)合成双十二烷基酚磺基甜菜碱型表面活性剂，并对其进行红外光谱表征。

(2)油水界面性能的测定。

2 实验方法

2.1 实验步骤[4-5]

2.1.1 甲基偶联双十二烷基酚的合成

C2H2O4(草酸)与C8H18(正辛烷)为催化剂共同存在的条件下，十二烷基酚与(CH2O)n反应生成目标产物。

2.1.2 缩水甘油醚的合成

NaOH(氢氧化钠)和C16H36BrN)(四丁基溴化铵)存在条件下甲基偶联双十二烷基酚与C3H5ClO(环氧氯丙烷)反应生成缩水甘油醚。

2.1.3 叔胺的合成

甲基偶联双十二烷基缩水甘油醚与C2H7N(二甲胺)反应生成叔胺。

2.1.4 3-氯-2-羟基丙磺酸钠的合成

C3H5ClO(环氧氯丙烷)和NaHSO3(亚硫酸氢钠)合成3-氯-2-羟基丙磺酸钠。

2.1.5 双十二烷基酚磺基甜菜碱的合成

叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应合成最终甜菜碱表面活性剂。

2.2 红外光谱测定

利用Bruker-Tensor 27型傅立叶变换红外光谱仪对合成产物进行表征，通过官能团在谱图中的位置分析产物是否符合目标产物的结构。

3 实验结果与讨论

3.1 红外谱图分析

图1 合成产物的红外谱图

从图1中可知，2959cm-1和2924cm-1附近有两个清晰的谱带。2959cm-1反应了甲基的不对称收缩，即-CH3的两个C-H键延伸。2924cm-1出反应了亚甲基的不对称收缩；1422cm-1反应了苯环的骨架振动；813cm-1和1049cm-1处反应了苯环的取代；1632cm-1和1463cm-1为氮的骨架振动。结果表明，此有机物符合目标产物表面活性剂的结构。

3.2 界面性能测定

在测定界面张力过程中，保持实验温度在45℃，转速达5000r/min。在配制的溶液中滴加脱氢脱水原油，测其界面张力值，每10min记录一组数据。

(1)0.3%表面活性剂在纯水溶液和盐溶液中的界面张力测定。

从图2可知，当双十二烷基酚磺基表面活性剂的浓度配制成0.3%的水溶液，其界面张力最低值可达0.002mN/m，并且随着时间的增长，它的界面张力变化缓慢，逐渐平衡。在含0.3%表面活性剂的溶液中添加氯化钠，配制浓度为4%的表面活性剂盐溶液，其界面张力最低可达0.0005mN/m，可见加入盐可使其降低界面张力的性能提高。

图2 界面张力随时间变化

(2)0.3%表面活性剂溶液与同浓度传统表面活性剂溶液的界面张力测定。

图3 传统与新型表面活性剂的相比

从图3可知，传统驱油过程中使用的表面活性剂(重烷基苯磺酸盐)界面张力数值最低可达到0.07mN/m，而双十二烷基酚磺基新型双子表面活性剂的界面张力数值最低可达到0.002mN/m，比传统表面活性剂降低界面张力的效果要好很多。

4 结论

(1)合成了中间产物甲基偶联双十二烷基酚、缩水甘油醚、叔胺、3-氯-2-羟基丙磺酸钠以及最终产物甜菜碱型表面活性剂，并通过红外谱图确定为目标产物；

(2)0.3%浓度的双十二烷基酚磺基表面活性剂其界面张力最低值可达0.002mN/m；在含0.3%的表面活性剂溶液中加入适量的氯化钠，其界面张力最低值可达0.0005mN/m；

(3)在相同的条件下，双十二烷基酚磺基表面活性剂降低界面张力的能力较之重烷基苯磺酸盐有更好的效果。

[1] 唐世华，黄建滨，李子臣，等．表面活性剂的界面性质与应用[J]．日用化学工业，2001，31(6)：26-29.

[2] 王志刚.胜利油田聚合物驱油项目管理研究[D].大连:大连理工大学,2002.

[3] 丁 伟，张保华，龙 翔，等. 新型磺基甜菜碱型双子表面活性剂的合成[J].化学工程师,2014(8):69-71.

[4] ZhuY P,Masuyama A, Okahara M. Preparation and surface active properties of amphipathic compounds with two sulfate groups and two lipophilic alkyl chains[J].Journal of the American Oil Chem-ists'Society,1990,67(7):459-463.

[4] 杨 青，曹丹红，方 波.一种新型双联两性表面活性剂的合成与性能[J]. 《高校化学工程学报》,2009,23(1):110-115.

(本文文献格式：赵秀丽，刘海燕，陈成.双十二烷基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的制备[J].山东化工，2018，47(02)：5-6,9.)