利用動植物油脂制備高附加值粘彈性表面活性增稠劑.pdf

1、壓裂液是油田開發(fā)壓裂施工的工作液,其性能的優(yōu)劣對施工效果起著關(guān)鍵性的作用。目前以粘彈性表面活性劑為增稠劑的壓裂液體系主要使用季銨鹽型表面活性劑,存在成本較高,抗溫能力差的缺點。
　　 本文探索分別以動植物油脂和N-胺丙基嗎啉為基礎(chǔ)原料構(gòu)造粘彈性表面活性劑的憎水基和親水基,合成具有一定耐溫能力的粘彈性表面活性劑壓裂液體系。
　　 首先采用氣相色譜法測定動植物油脂中脂肪酸的組成和分布。以脂肪酸、甲醇為原料,對甲苯磺酸為催化劑

2、,制備系列高級脂肪酸甲酯樣品。然后將動植物油脂轉(zhuǎn)化成混合高級脂肪酸甲酯,經(jīng)比對分析得出動植物油脂中脂肪酸的組成和分布情況。
　　 以單一高級脂肪酸為原料分別合成了酰胺叔胺鹽型、Gemini型、甜菜堿型和非離子型四種粘彈性表面活性劑?？疾炝擞绊戵w系粘度的因素,如主劑濃度、鹽加量、鹽類型、脂肪酸類型等。結(jié)果表明:(1)Gemini型表面活性劑耐溫性能差,而酰胺叔胺鹽型、甜菜堿型、非離子型粘彈性表面活性劑均具有良好的耐溫性能。(2)高

3、級脂肪酸類型對粘彈性表面活性劑壓裂液體系性能影響較大。相同條件下(表面活性劑濃度為5 wt％,n(酰胺叔胺):n(H2SO4):2:1,2 wt％NaCl,溫度98℃),硬脂酸系列酰胺叔胺體系的其粘度達到173 mPa·s,耐溫性能明顯優(yōu)于油酸和棕櫚酸系列。在表面活性劑濃度為5 wt％,溫度98℃條件下,硬脂酸、油酸、棕櫚酸系列甜菜堿型壓裂液體系的粘度分別為117 mPa·s,21mPa·s和198 mPa·s,以棕櫚酸系最好。對于非離

4、子型表面活性劑壓裂液體系,在表面活性劑濃度為5wt％,溫度95℃條件下,剪切粘度分別為210 mPa·s、243 mPa·s和348 mPa·s,以棕櫚酸系最好。
　　 以大豆油、花生油、棉油、菜籽油、棕櫚油、葵花籽油等油脂為原料分別合成了酰胺叔胺胺鹽型、甜菜堿型、非離子型表面活性劑。結(jié)果表明:(1)以花生油和大豆油制備的酰胺叔胺型表面活性劑體系的耐溫性能較差,低于90℃。(2)以花生油制備的甜菜堿型粘彈性表面活性劑濃度為4wt

5、％的壓裂液體系的耐溫能力可達90℃。(3)在表面活性劑濃度為5 wt％,溫度95℃條件下,棕櫚油、花生油、棉油、葵花籽油、大豆油、菜籽油系列非離子粘彈性表面活性劑壓裂液體系的粘度依次為306 mPa·s、255 mPa·s、219 mPa.s、198 mPa·s、90 mPa-s和78 mPa·s。
　　 本文探索了酸化油、地溝油等廢舊油脂的利用新途徑。以酸化油和地溝油為原料制備的表面活性劑在與與其它油脂系表面活性劑系列以及助劑