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烷基苯磺酸盐的合成与拓扑学方法的应用

作　者: 王艳
导　师: 丁伟
学　校: 大庆石油学院
专　业: 化学工程
关键词: 表面活性剂 拓扑指数 傅-克酰基化反应 格氏反应 表面张力 界面张力
分类号: TE39
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 106次
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内容摘要


烷基苯磺酸盐类驱油剂是由结构复杂的混合物组成的表面活性剂,国内油田矿场试验的表面活性剂主要依靠进口,因此合成纯的烷基苯磺酸盐类化合物为研究烷基苯磺酸盐结构与性能间的关系及烷基苯磺酸盐类驱油剂的复配提供理论依据,以便更有效地利用其提高石油采收率。本文以邻二甲苯为原料,经傅-克酰基化反应、格氏反应、还原反应、磺化及中和5步反应,系统合成出结构明确的6种十二烷基二甲苯基磺酸钠异构体,用FT-IR、ESI-MS、13C NMR和1H NMR鉴定了中间产品和最终产物的结构。并用拓扑学的方法预测了多烷基苯的结构与沸点的关系。采用滴体积法测定表面活性剂水溶液25℃时的表面张力,从而确定其临界胶束浓度,研究了支链结构对其表面性质的影响。6种表面活性剂的CMC ( mmol·L-1 )和γCMC( mN·m-1 )分别为Ⅰ:0.25,30.00;Ⅱ:0.50,28.21;Ⅲ:0.79,28.10;Ⅳ:1.00,27.01;Ⅴ:2.00,26.41;Ⅵ:2.50,26.40。结果表明随着苯环向长链烷基中间移动,表面活性剂的CMC增高,γCMC减小。采用旋转液滴界面张力仪对系列烷基苯磺酸盐与各种烷烃及大庆四厂原油间的油水界面张力进行了测试,系统地研究了6种表面活性剂的界面张力。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
引言  11-12
第一章 文献综述  12-22
  1.1 三次采油的发展  12-13
    1.1.1 三次采油简介  12
    1.1.2 三次采油化学驱的发展  12-13
  1.2 表面活性剂在三次采油中的应用  13-17
    1.2.1 国外三次采油用表面活性剂  13-14
    1.2.2 国内三次采油用表面活性剂  14-17
  1.3 表面活性剂结构与性能的关系  17-18
    1.3.1 表面活性剂的亲油基对性能的影响  17
    1.3.2 表面活性剂亲水基对性能的影响  17-18
  1.4 拓扑学方法在化学中的应用  18-19
    1.4.1 定量构效关系及拓扑指数  18
    1.4.2 拓扑指数的发展  18-19
    1.4.3 拓扑指数的分类  19
  1.5 拓扑指数的应用  19-20
    1.5.1 表征化合物的结构  19-20
    1.5.2 相关分子系统的物理化学性质  20
    1.5.3 结构与活性的定量研究  20
    1.5.4 合成-计算机模拟  20
  1.6 本课题研究内容  20-22
第二章 十二烷基邻二甲苯基磺酸钠的合成  22-29
  2.1 实验药品  22-23
  2.2 实验仪器  23
  2.3 烷基二甲基苯酮的合成  23-24
    2.3.1 实验原理  23-24
    2.3.2 烷基二甲基苯酮的合成  24
  2.4 Grignard 试剂的合成  24-25
    2.4.1 实验原理  24
    2.4.2 原料的预处理  24-25
    2.4.3 引发剂的选择及加入方法  25
    2.4.4 Grignard 试剂的合成  25
  2.5 芳基烷基叔醇的合成  25-26
    2.5.1 实验原理  25
    2.5.2 芳基烷基叔醇的合成  25-26
  2.6 芳基十二烷烃的合成  26-27
    2.6.1 实验原理  26
    2.6.2 芳基十二烷烃的制备  26-27
  2.7 烷基芳基磺酸钠的合成  27-28
    2.7.1 实验原理  27
    2.7.2 烷基芳基磺酸钠的合成  27-28
  2.8 提纯  28
  2.9 小结  28-29
第三章 合成实验结果与讨论  29-41
  3.1 烷基二甲苯酮的合成  29-32
    3.1.1 反应条件的优化  29-30
    3.1.2 烷基二甲苯酮的馏程  30-31
    3.1.3 庚基二甲苯酮的FT-IR 分析  31
    3.1.4 庚基二甲苯酮的1H NMR 分析  31-32
    3.1.5 庚基二甲苯酮的13C NMR 分析  32
  3.2 Grignard 试剂的合成  32-33
    3.2.1 镁的选用  32-33
    3.2.2 溴代烷的处理  33
    3.2.3 溶剂的选用  33
  3.3 芳基烷基叔醇的合成  33-35
    3.3.1 芳基烷基叔醇的馏程  33
    3.3.2 C12-5 芳基烷基叔醇的FT-IR 分析  33-34
    3.3.3 C12-5 芳基烷基叔醇的1H NMR 分析  34
    3.3.4 C12-5 芳基烷基叔醇的13C NMR 分析  34-35
  3.4 芳基十二烷烃的合成  35-38
    3.4.1 芳基十二烷烃的馏程  35-36
    3.4.2 芳基烷基叔醇还原条件的确定  36
    3.4.3 C12-5 芳基烷烃的FT-IR 分析  36
    3.4.4 C12-5 芳基烷烃的~1H NMR 分析  36-37
    3.4.5 C12-5 芳基烷烃的~(13)C NMR 分析  37-38
  3.5 C12-5 烷基苯磺酸盐的合成  38-40
    3.5.1 C12-5 烷基苯磺酸盐的ESI-MS 分析  38
    3.5.2 C12-5 烷基苯磺酸盐的~1H NMR 分析  38-39
    3.5.3 C12-5 烷基苯磺酸盐的~(13)C NMR 分析  39-40
  3.7 小结  40-41
第四章 用拓扑学方法研究多烷基苯的沸点与结构的关系  41-45
  4.1 拓扑指数的构建方法及求算  41-42
    4.1.1 一个改进的拓扑指数D  41
    4.1.2 路径指数P_2  41-42
    4.1.3 位置指数S  42
    4.1.4 多烷基苯的拓扑指数与沸点值的定量关系  42
  4.2 结果与讨论  42-44
  4.3 小结  44-45
第五章 烷基芳基磺酸盐结构与性能的研究  45-63
  5.1 烷基芳基磺酸盐表面性能的研究  45-47
    5.1.1 实验药品与仪器  45
    5.1.2 实验方法  45
    5.1.3 烷基苯磺酸盐的构效关系的研究  45-47
  5.2 烷基芳基磺酸盐界面性能的研究  47-62
    5.2.1 实验药品与仪器  47-48
    5.2.2 实验方法  48
    5.2.3 烷基芳基磺酸盐与烷烃的界面性能的研究  48-60
    5.2.4 烷基芳基磺酸盐与原油的界面性能的研究  60-62
  5.3 小结  62-63
结论  63-70
发表文章目录  70-71
致谢  71-72
详细摘要  72-77

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 油气田开发与开采 > 油田应用化学
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