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一种三次采油用表面活性剂的合成研究及性能测定

作　者: 程云
导　师: 叶志文
学　校: 南京理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 三次采油 AESO 合成 性能
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 23次
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内容摘要


现今三次采油的主流技术为碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱技术,但由于强碱的加入会对地层造成严重的腐蚀,因此开发一种新型的对碱无依赖性的驱油用表面活性剂已成为当今三次采油技术研究的热点问题。脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AESO)是一种阴离子-非离子复合型表面活性剂,兼具阴离子和非离子的优点,具有较好的耐盐性、耐高价阳离子性和温度稳定性,理论上是一种理想的三次采油用表面活性剂。但由于各类合成AESO的方法的最终产率都不理想,所以还未实现大规模应用。本文以脂肪醇、环氧乙烷、氯化亚砜和亚硫酸钾等为原料,依次通过阴离子聚合、氯代、磺化等反应制备AESO。在已有文献的基础上对各步反应进行了改进,并利用单因素法对其工艺条件进行了优化。实验数据显示,各步的较佳反应条件为：(1)阴离子聚合反应：n(脂肪醇)：n(环氧乙烷)=1：4,反应温度为115～125℃,反应压力为0.4MPa,催化剂氢氧化钠的用量为脂肪醇质量的0.1%,采用环氧乙烷间断式进样法,产率为44.2%；(2)氯代反应：以吡啶为催化剂,氯化亚砜为氯代剂,n(脂肪醇聚氧乙烯醚)：n(氯化亚砜)：甩(吡啶)=l：1.6：0.8,反应温度为70℃,反应时间为10h,产率为92.4%；(3)磺化反应：以水为溶剂,正己醇为稀释剂,质量均为氯代物质量的20%,亚硫酸钾为磺化剂,n(亚硫酸钾)：n(氯代物)=1.5：1,反应温度为155℃,反应压力为1.OMPa,反应时间为6h,经两相滴定法测得产率为91.3%。并通过IR,13C-NMR,GC-MS,ESI-MS等测试手段对各步产物进行表征。测定十二醇聚氧乙烯醚磺酸盐(A12ESO)的表面活性,耐盐性,耐高价阳离子性,温度稳定性和酸碱稳定性,得到了较为理想的结果,且A,2ESO和聚丙烯酰胺的复配体系能使油-水界面张力达到7.46×10-3mN/m。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-22
  1.1 表面活性剂概述  9-10
    1.1.1 表面活性剂的结构特征  9
    1.1.2 表面活性剂的分类  9-10
  1.2 三次采油和驱油用表面活性剂  10-14
    1.2.1 石油资源和石油开采  10
    1.2.2 三次采油技术及国内外发展状况  10-11
    1.2.3 驱油用表面活性剂的分类  11-14
  1.3 脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AESO)  14-20
    1.3.1 AESO的性能  14-15
    1.3.2 AESO的制备方法  15-20
  1.4 本课题的研究意义及主要研究内容  20-22
    1.4.1 本课题的研究意义  20
    1.4.2 本课题的主要研究内容  20-22
2 脂肪醇聚氧乙烯醚(4)磺酸盐的合成及表征  22-39
  2.1 实验条件  22-23
    2.1.1 实验试剂  22-23
    2.1.2 实验所用主要仪器  23
  2.2 脂肪醇聚氧乙烯醚(4)磺酸盐的合成  23-39
    2.2.1 脂肪醇聚氧乙烯醚(4)(AEO_4)的合成、常规分析及表征  24-31
    2.2.2 氯代脂肪醇聚氧乙烯醚(4)的合成及表征  31-34
    2.2.3 脂肪醇聚氧乙烯醚(4)磺酸盐(AESO)的合成、常规分析及表征  34-39
3 结果与讨论  39-57
  3.1 A_(12)EO_4的合成优化研究  39-43
    3.1.1 反应温度对产物得率的影响  39-40
    3.1.2 反应压力对产物得率的影响  40-41
    3.1.3 催化剂的用量对产物得率的影响  41-42
    3.1.4 进样方式对产物收率的影响  42-43
    3.1.5 小结  43
  3.2 氯代十二醇聚氧乙烯醚(4)的合成优化研究  43-48
    3.2.1 投料比对产物得率的影响  44-45
    3.2.2 反应温度对产物得率的影响  45
    3.2.3 催化剂种类及用量对产物得率的影响  45-47
    3.2.4 反应时间对产物得率的影响  47-48
    3.2.5 小结  48
  3.3 A_(12)ESO的合成优化研究  48-57
    3.3.1 磺化剂的种类及其用量对产物得率的影响  49-50
    3.3.2 反应温度对产物得率的影响  50-51
    3.3.3 反应时间对产物得率的影响  51-52
    3.3.4 加入水量对产物得率的影响  52-53
    3.3.5 稀释剂用量对产物得率的影响  53-55
    3.3.6 反应压力对产物得率的影响  55
    3.3.7 小结  55-57
4 十二醇聚氧乙烯醚(4)磺酸盐的性能测定  57-70
  4.1 表面张力γ和临界胶束浓度CMC值的测定  57-62
    4.1.1 滴体积法的测定原理  57-58
    4.1.2 滴体积法的测定方法  58-59
    4.1.3 实验结果  59-62
  4.2 耐盐性测试  62-63
  4.3 耐高价阳离子性能测试  63-64
  4.4 温度稳定性测试  64-66
  4.5 不同PH值下的稳定性测试  66-67
  4.6 油一水界面张力的测定  67-69
    4.6.1 界面张力的测定方法  67-68
    4.6.2 测定结果  68-69
  4.7 小结  69-70
5 总结  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
附录  78

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂
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