论文题目: 改性木质素磺酸盐的合成及其在三次采油中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 应用化学
作者: 焦艳华
导师: 程侣柏,李宗石
关键词: 碱木素,改性反应,改性木质素磺酸盐,三次采油
文献来源: 大连理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在能源同趋紧张的今天,降低驱油成本,开发廉价有效的强化采油配方,显得更有远大的意义。常规木质素磺酸盐在三次采油中只能用作牺牲剂或助表面活性剂,用作驱油剂时必须和石油磺酸盐或重烷基苯磺酸盐等主表面活性剂复配,才能达到超低油水界面张力。为了降低驱油的成本,本文以造纸工业的副产物——碱木素为原料,设计并合成了一类具有全新结构的、高活性的改性木质素磺酸盐表面活性剂,其结构具有较宽的可调整性,结构通式为:首次得到了宽范围条件下,可以单独用于三次采油的驱油用木质素主表面活性剂,大大降低了驱油剂的成本。探索并研究了一条可行的改性合成路线,包括:与短碳链脂肪多胺的曼尼希反应、与长碳链脂肪酰氯的酰化反应以及磺甲基化反应。通过Kjeldahl化学定氮法、红外光谱、薄层色谱和气相色谱等分析方法对各步反应的产物进行了分析,并研究了温度、时间和投料配比等因素对反应的影响,给出了最佳的反应条件。 通过改变木质素的种类、酰化反应的投料比以及脂肪酰氯的碳链长度等参数,合成了40只不同的改性木质素磺酸盐产品。并对系列产品进行了表面张力的测试,得到这些改性木质素磺酸盐的临界胶束浓度值大约在2.6～4.7g/L的范围内,临界胶束浓度下的表面张力为28～38mN/m。与文献中报道的未改性木质素磺酸盐相比较,降低了8～20mN/m。并研究了影响改性产品表面活性的多种因素,探索了改性产品结构与其表面活性间的关系。试验证实,木质素分子间的交联反应对改性产品的表面活性具有不利影响,而亲水、亲油基团的引入对表面活性具有改善作用。 采用旋转滴界面张力仪对系列改性木质素磺酸盐与胜利原油、大庆原油间的界面张力进行了测试。系统研究了影响界面张力动态特征的多种因素及改性木质素磺酸盐结构与其界面活性间的关系。实验结果表明,对于每一只改性产品,都存在一
论文目录:
摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
1．1 三次采油简介
1．1．1 表面活性剂驱油的发展历史
1．1．2 表面活性剂的驱油机理
1．1．3 影响表面活性剂体系油水界面张力的因素
1．1．4 三次采油常用表面活性剂
1．2 木质素
1．2．1 木质素基本结构
1．2．2 木质素的分离和提取
1．2．3 碱木素类表面活性剂的应用
1．3 本论文研究内容
第二章 改性木质素磺酸盐的分子设计及合成
2．1 改性木质素磺酸盐的分子设计及结构通式
2．2 改性方法的确定
2．2．1 改性木质素磺酸盐的分子设计及结构通式
2．2．2 合成产品的系列性
2．3 改性木质素磺酸盐的合成验证
2．3．1 Mannich反应
2．3．2 碱木素胺的酰化反应
2．3．3 木质素的磺甲基化反应
2．3．4 产物提纯与结构的确定
2．4 设计改性木质素磺酸盐结构性能的初步测试
2．4．1 癸酰胺改性木质素磺酸盐的性能测试
2．5 实验部分
2．5．1 仪器与药品
2．5．2 甲醛溶液浓度的标定
2．5．3 薄层色谱分析试验
2．5．4 Kjeldabl化学定氮法
2．5．5 改性木质素磺酸盐的制备
2．5．6 应用性能的测定
2．6 小结
第三章 改性木质素磺酸盐的工艺条件研究
3．1 木质素的曼尼希反应
3．1．1 Kjeldahl化学定氮法
3．1．2 反应条件的探讨
3．2 酰胺化反应
3．2．1 长碳链脂肪酰氯的合成
3．2．2 酰化程度的确定方法
3．2．3 酰化反应条件的优化
3．2．4 反应投料比的确定
3．2．5 反应产物的分析
3．3 磺甲基化反应
3．4 系列产品的合成
3．5 小结
第四章 改性木质素磺酸盐的表面性能研究
4．1 改性木质素磺酸盐表面性能的评价
4．1．1 改性产品的CMC值
4．1．2 影响表面张力的因素
4．2 小结
第五章 改性木质素磺酸盐的界面性能研究
5．1 动态界面张力
5．1．1 原油与碱水间的动态界面张力
5．1．2 碱与改性木质素磺酸盐间的协同效应
5．1．3 表面活性剂浓度对动态界面张力的影响
5．1．4 碱浓度对动态界面张力的影响
5．1．5 NaCl浓度对界面张力的影响
5．2 界面张力的最低值
5．3 改性木质素磺酸盐平衡界面张力的研究
5．3．1 碱浓度对平衡界面张力的影响
5．3．2 表面活性剂对平衡界面张力的影响
5．4 油酰胺改性木质素磺酸盐的合成及界面性能研究
5．4．1 油酰胺改性木质素磺酸盐与不同原油的界面性能的研究
5．5 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表学术论文情况
创新点摘要
致谢
大连理工大学学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-09-07
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标签：碱木素论文; 改性反应论文; 改性木质素磺酸盐论文; 三次采油论文;