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混合烷基苯磺酸盐的制备、评价及分析

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 497 2021-03-31
【摘要】三次采油需要大量的高性价比磺酸盐类表面活性剂。以炼油厂馏分油为主要原料,AlCl3为催化剂合成混合烷基苯,再与发烟硫酸反应制备混合烷基苯磺酸盐,并评价合成样品的综合性能。结果表明,所制备的混合烷基苯磺酸盐与胜利油田Ⅰ、Ⅱ类油藏4个区块原油的界面张力达到了5×10-3mN?m以下,对Ⅲ类油藏原油界面张力达到3×10-2mN?m,且具有较宽的浓度窗口、较高的耐盐性能、较低的吸附性能、与聚合物较好的配伍性能,综合性能明显优于同类产品。红外光谱、质谱和碳数分布分析结果表明其组成比石油磺酸盐复杂,更接近于原油的组成。
  • 原油是一种不可再生资源,是国家的重要战略资源,原油的开采关系到国民经济的全局,对我国经济的可持续发展和国家安全起着至关重要的作用。为了提高原油采收率,油田企业向油层中注入适当的化学药剂,包括聚合物、表面活性剂、碱水,以及在此基础上发展起来的碱聚合物、表面活性剂聚合物、表面活性剂碱聚合物等多种复合化学药剂。

    常用的表面活性剂有石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐以及石油羧酸盐等品种。但这些表面活性剂在应用过程中存在性能单一、价格较高、普适性能差、原料短缺等问题。因此,研究以炼油厂馏分油为主要原料,合成高性价比磺酸盐类表面活性剂,对化学法提高原油采收率具有十分重要的意义。本研究选取合适的炼油厂馏分油为主要原料,通过烷基化、磺化和中和反应制备得到混合烷基苯磺酸盐,并研究其综合性能。

    1实验

    1.1混合烷基苯磺酸盐样品制备

    向反应器中加入含有烯烃和芳烃的馏分油,再加入AlCl3(催化剂),搅拌升温至一定温度,让催化剂分散均匀,再向反应器中通入干燥的HCl气体,升温至烷基化反应温度并反应一定时间,用布氏漏斗抽滤,分离催化剂,得到烷基化产物。向三口瓶中加入烷基化产物,机械搅拌下升温至反应温度,然后滴加发烟硫酸于反应器中,滴加完毕后,再反应一定时间结束反应。将产物转移到分液漏斗中静止分酸,最后滴加碱液中和磺化物,使pH达到7~8,分离水层得到样品。选择6组富含芳烃馏分油和富含烯烃馏分油,按照上述步骤进行烷基化、磺化和中和反应,制备得到6个混合烷基苯磺酸盐样品1~样品6。

    1.2界面性能测定

    1.2.1仪器

    TX500C型全量程界面张力测量仪,Brookfield公司生产;驱替装置,中国石油大学石仪公司生产,用于驱油能力评价;Spcetrum100型红外光谱仪,溴化钾压片法,Perkinelimer公司生产,用于样品富能团分析;Apex.Qe9.4T傅里叶变换离子回旋共振质谱,BrukerDaltonics公司生产,用于烃类碳数分析。

    1.2.2试剂

    氯化钠、碳酸氢钠、硫酸钠、氯化钙、氯化镁,均为分析纯,皆由国药集团化学试剂有限公司生产。

    1.2.3测试对象和条件

    测试对象和条件见表1。

    1.2.4界面张力测试

    采用对应区块的注入水配制质量分数为0.3%的表面活性剂溶液。在模拟这几个区块的地层温度条件下,将配制的各混合烷基苯磺酸盐溶液注入到旋转测试管中,然后将各体系相对应的原油注入到旋转测试管溶液中,在TX500C型全量程界面张力测量仪上测定油水界面张力,转速为5000r?min。每隔1min自动采集数据一次,连续测定,一直到油水界面张力值稳定或油滴断链。

    1.3静态吸附量测定

    配置质量分数为0.3%的表面活性剂溶液,再准确称取石英砂,以固液质量比为1∶9分装在100mL的塑料瓶中,密封后置于45℃的恒温水浴振荡器中,振荡24h后取出样品,高速离心分离后,取上层清液,按照GB?T5173—1995测定表面活性剂吸附前后的含量并计算出吸附量。

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