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新型驱油用表面活性剂的研制

作　者: 孔云
导　师: 崔正刚
学　校: 江南大学
专　业: 应用化学
关键词: 双长链烷基甲基氧化胺 叔胺 合成 三次采油 超低界面张力
分类号: TQ423
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 376次
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内容摘要


传统的三元复合驱用表面活性剂如石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、石油羧酸盐、天然羧酸盐等虽然价格低廉,但成分复杂,并含有成分不明的物质,使得生产过程中其性能和质量难以控制。另一方面这些表面活性剂在无碱条件下一般不能将原油/地层水界面张力降至超低,而碱的使用将对地层带来一些列副作用。为此需要研发新的表面活性剂,能在无碱条件下将原油/地层水界面张力降至超低。另一方面,普通表面活性剂由于亲油性不足难以应用于三次采油领域。而以天然可再生原料制取驱油用表面活性剂,必须突破烷基碳原子数最大为C18的限制。为此本文设计了一种新型驱油用非离子表面活性剂?双长链烷基甲基氧化胺,具体研究了双十烷基甲基氧化胺和双十二烷基甲基氧化胺的合成、表征、基本界面化学性能及其在配制无碱驱油剂方面的应用。结果表明,在催化剂存在下,用双C10烷基甲基叔胺和双C12烷基甲基叔胺分别与30%双氧水反应,可以合成相应的双长链烷基甲基氧化胺。反应为非均相反应,影响反应的主要因素是原料摩尔比、反应温度和反应时间。通过正交试验获得了最佳反应条件,在最佳反应条件下,叔胺转化率可达80%以上。对合成产品进行了提纯并运用红外光谱、质谱等进行了表征,证明合成产品与目标产物的结构相一致。界面化学性能测定表明,所合成的双十烷基甲基氧化胺和双十二烷基甲基氧化胺具有很高的表面活性。25℃时cmc分别为1.45×10-5 mol/L和7.0×10-6 mol/L,比普通单长链表面活性剂低2个数量级以上,γcmc小于27 mN/m。它们在气/液界面上具有很高的饱和吸附量,分子截面积为0.3790.294 nm2,远小于SDS分子的0.5nm2。双长链烷基甲基氧化胺显示典型的非离子表面活性剂的性质。温度升高,亲水性下降,表面活性提高,具有良好的耐盐能力。双长链烷基甲基氧化胺能够作为驱油用表面活性剂,用于配制无碱驱油剂。通过与其它表面活性剂复配,在质量分数为0.10.3%的浓度范围内,无需添加任何碱或碱性盐类,即能使大庆原油/地层水的界面张力降至10-3 mN/m数量级。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-17
  1.1 表面活性剂与三次采油  7-12
  1.2 氧化胺  12-15
  1.3 本课题的目的与研究内容  15-17
第二章 氧化胺的分析检测  17-25
  2.1 引言  17
  2.2 实验试剂及仪器设备  17-18
  2.3 结果和讨论  18-25
    2.3.1 一步非水电位滴定  18-21
    2.3.2 盐酸-异丙醇滴定  21-25
第三章 双长链烷基氧化胺的合成  25-31
  3.1 引言  25
  3.2 实验试剂及仪器设备  25-26
  3.3 实验方法  26
  3.4 实验结果与讨论  26-30
    3.4.1 合成因素选择  26-27
    3.4.2 正交试验合成双C_(12)烷基甲基氧化胺  27-30
    3.4.3 双十烷基甲基氧化胺的合成  30
  3.4 本章小结  30-31
第四章 双长链烷基甲基氧化胺的提纯与结构表征  31-37
  4.1 引言  31
  4.2 实验试剂及仪器设备  31-32
  4.3 实验方法  32
    4.3.1 双长链烷基甲基氧化胺的提纯  32
    4.3.2 双长链烷基甲基氧化胺的结构表征  32
  4.4 结果和讨论  32-37
    4.4.1 化学分析  32-33
    4.4.2 提纯产品的红外光谱分析  33-34
    4.4.3 质谱分析  34-37
第五章 双长链烷基氧化胺的性能研究  37-44
  5.1 引言  37
  5.2 实验试剂及仪器设备  37
  5.3 实验方法  37-39
    5.3.1 表面张力测定  37-38
    5.3.2 界面张力测定  38-39
  5.4 结果和讨论  39-43
    5.4.1 双长链烷基甲基氧化胺的表面活性  39-41
    5.4.2 双长链烷基甲基氧化胺的耐盐性  41
    5.4.3 双长链烷基甲基氧化胺用作无碱条件下驱油用表面活性剂的可行性  41-43
  5.5 本章小结  43-44
第六章 结论和展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-49
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  49

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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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