其他领域表活剂在三采中的应用.doc

其他领域表面活性剂在三采中的应用
摘要：由于石油磺酸盐的性能存在一定的缺陷。非离子表活剂和非离子-磺酸盐两性表活剂是目前应用领域很广的表面活性剂，但是市售通用表面活性剂多用在纺织、制革、浮选、水煤浆等领域，没有考虑到亲油基性质、抗分解能力和稳定性，所以大多数表活剂不适合应用于三次采油。所以根据不同油田对表活剂的需求进行研发和生产可以使我们的产品具有更加优越的性能更具竞争力。本文终点综述了动植物油脂的特性，和目前的处理方法；甲醛缩合类表面活性剂；聚氧乙烯醚磺酸盐类表面活性剂的制备方法。

关键字：动植物油脂、表面活性剂、甲醛缩合、聚氧乙烯醚磺酸盐
前言：
通过对大港样品的调配，暴露出很多石油磺酸盐存在的问题。
（1）对地层水矿化度非常敏感，地层水的变化会造成张力大幅度变化，从而造成石油磺酸盐普适性下降；
（2）碳链长度控制困难，馏分油存在比较宽且复杂的碳链分布，在磺化过程中的副反应又会进一步加大碳链分布宽度，在这种情况下石油磺酸盐的等效碳链存在一个极限，不能满足很多原油性质的需要；
（3）亲油基团单一，石油磺酸盐的亲油基团主要为直链或者支链烷烃；
（4）石油磺酸盐无法适应高矿化度地层水，室内试验表明钙离子含量的升高会对石油磺酸盐的界面张力造成致命的影响。
非离子表活剂和非离子-磺酸盐两性表活剂是目前应用领域很广的表面活性剂，但是市售通用表面活性剂多用在纺织、制革、浮选、水煤浆等领域，没有考虑到亲油基性质、抗分解能力和稳定性，所以大多数表活剂不适合应用于三次采油。非离子和两性表面活性剂有其独到的优点：
（1）亲油基基团和链长易控制；
（2）亲水基团有很大的选择性；
（3）抗钙能力好，对地层水矿化度不敏感；
（4）与石油磺酸盐配伍性能好。
目前研究较多的三次采油用表面活性剂有：聚氧乙烯硫酸盐类、聚氧乙烯磷酸盐类、聚氧乙烯类、聚氧乙烯聚氧丙烯类、油脂二乙醇酰胺类、磺化油脂类、改性磺化油脂类，甲醛缩合苯酚低聚类，等。通过根据油水体系合成以上表面活性剂，可以对油水界面张力更深一步的了解，通过与石油磺酸盐的复配可以扩大其应用领域。根据不同油田对表活剂的需求进行研发和生产可以使我们的产品具有更加优越的性能更具竞争力。
1油脂类表面活性剂
天然动植物油脂是生产表面活性剂的重要原材料，属一种天然再生资源。在天然动植物油中，绝大部分是属高级脂肪酸甘油酯类，也有少数是高级脂肪酸与高级脂肪醇的酯，尽管它们的成分都是很复杂的，不是单一结构的化学组成。
每种天然动植物甘油酯的物理及化学性质取决于构成甘油酯中脂肪酸的结构和组合方式，其绝大多数是各种不同的饱和或不饱和高级脂肪酸的混合脂肪酸的甘油酯，这些脂肪酸的不同表现在链的长度及不饱和程度上。一般地讲，在油脂中若饱和脂肪酸比例较大，油脂则在常温下呈固体状态或半固体状态，色泽浅淡，为白至微黄色；在油脂中若不饱和脂肪酸比例较大，油脂在常温下呈液体状态，色泽较深，黄色至棕红色。表1-1和表1-2列举了天然油脂中主要脂肪酸结构及其特性。
表1-1油脂中常见饱和脂肪酸的结构及其特性

表1-2油脂中常见不饱和脂肪酸的结构及其特性

每种动植物油中油酸的化学性质和它本身的酯键以及脂肪酸的结构有关，因此都可以发生水解、皂化、加氢、氯化、氧化、酯交换、酰胺化、硫酸化等系列反应，这些反应都是生产油脂化学加工产品类加脂剂的基本原理和步骤，但各种反应的程度和结果都与脂肪酸的组成和结构相关。表1-3列举了常见几种天然油脂中主要脂肪酸组成情况。

表1-3几种天然油脂中主要脂肪酸组成情况

从上面的分析中我们可以看到，天然动植物油相对于石油的巨大优点就是不同种类的油脂链长分布相对可控；脂肪酸结构易解析和确定；其活性基团为羧基，可以围绕羧基进行反应和改性，从而反应条件温和，易保证产品质量稳定。
1.1动植物油的硫酸化处理
将天然动植物油脂经硫酸处理、饱和食盐水洗涤再用碱中和后，可在不饱和双键处或羟基上引入一OSO3Na基团，而制得乳化分散于水的硫酸化油，为阴离子表面活性剂。硫酸化油是一种硫酸酯盐类表面活性剂在强酸性、强电解质和栲胶溶液的介质中，硫酸酯结构不稳定，易分解而失去乳化作用。
一般的硫酸化分为皂化、水解、酯化、硫酸化、中和五个阶段

1.2氧化亚硫酸化油
氧化亚硫酸化油是在O2的参与下亚硫酸盐与油脂作用的产物，其中有亚硫酸化物、磺化物，同时也有少量的硫酸化物。磺化油是将一SO3基团直接引入到油脂分子中所形成的产物。尽管氧化亚硫酸化油和磺化油的亲水结构一样，但油脂的氧化亚硫酸化与磺化反应是有区别的，被亚硫酸化的油脂要求较高的不饱和程度，即油脂须有一定的碘值；被磺化的油脂不饱和程度要求较低，一些饱和的合成酯或矿物油都可以进行磺化反应。不论是氧化亚硫酸化油，还是磺化油，由于亲水基团中硫原子与油脂分子链