石油磺酸盐
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浅议石油磺酸盐生产工艺及装置优化
16常用的磺化剂有浓硫酸（包括发烟硫酸)、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐等。
若使用浓硫酸进行硫化反应时，副产物中有水，这样就会生成废酸造成污染和腐蚀设备，并且转化效率不高；而使用三氧化硫气体进行磺化反应时，没有废酸生成且转化效率高。
文章以三氧化硫气体作为磺化剂为例，简要介绍了几种生产工艺，并就微化工工艺的应用前景表达了简要的看法。
一、三氧化硫磺化反应过程中以三氧化硫气体作为硫化机，优点较为明显，如反应结束所生成的废弃物较少，反应过程的准确把控等。
以SO3为磺化剂的反应经过如图1所示。
图1 磺化剂为SO3的磺化反应示意三氧化硫气体作为磺化剂进行磺化时会放出大量的热，所以为了不使部分地方过热而影响到磺化反应的进程，移除反应热源的时间点极为重要。
二、磺化反应工艺主要的磺化反应装置有间歇釜式磺化反应器、罐组式反应器、泵式磺化反应器、膜式磺化反应器和喷射磺化反应器。
1.罐式磺化工艺我国罐式磺化工艺传统使用的磺化剂为浓硫酸，分为间歇釜式磺化反应器和罐组式磺化反应器。
图2为搅拌釜式反应器内部结构示意图，釜的主体为反应提供足够的容积。
搅拌轴和搅拌器组合形成搅拌装置，使反应物混合均匀，强化传质传热。
为保持适宜的反应温度，主要采用夹套和蛇管输入或移除热量。
该类反应器内部结构较为简单，无复杂零件，所以加工也较为便捷。
在反应的过程中，传热传质效率较高，釜内的反应温度与三氧化硫气体浓度均较为均匀的分布，操作简单，方便控制，相对来说缺点就是需要专门的操作人员进行操作，劳动的强度比较高。
图2 搅拌釜式反应器内部结构示意图1搅拌器；2 罐体；3 夹套；4 搅拌轴；5 压出管；6 支座；7 人工工作孔；8 轴封；9 传动装置。
罐组式磺化反应器是将多个反应罐体相互连接，生产能力的大小由反应罐体的大小和数量所决定。
这种工艺的优点在于操作简单，三氧化硫气体利用率高，尾气中三氧化硫含量较低。
不过随着反应的深入进行，缺点也逐渐显现出来，如物料的黏性加大，物料反应时间过长，罐内存在死角，死角内的反应物长期无法参与磺化反应，其余反应物可能会过多的参与反应形成过磺化，对最终产品造成了一定的影响，并且这个磺化反应工艺的污染相对来说比较严重，损害设备（腐蚀），现已被淘汰。
石油磺酸盐的生产工艺
石油磺酸盐的生产工艺
1、采石油
首先，要生产石油磺酸盐，必须先采集石油。
这是基础工艺，第一步就是采集石油。
2、石油脱脂
在石油中含有一定量的碳氢物质，称之为油脂，它称为石油中不溶性的杂质。
为了使石油脱脂，通常采用精炼工艺和化学剂法来去除石油中的碳氢物质。
3、石油分离
在精炼之后，采用分离技术将石油分离成不同的部分，并获取各类馏分。
然后分别进行提取处理，分离出碳氢酸盐作为石油磺酸盐的原料，当所需主体原料完全提取完毕后，就可以进行下一步的加工处理。
4、提炼碳氢酸盐
经过精炼分离出的碳氢酸盐经过过滤、离心或助剂处理，使其达到规定的纯度，以碳氢酸盐作为原料，用工艺加工成石油磺酸盐。
5、冷却
提炼好的石油磺酸盐在反应后，温度非常高，需要冷却才能使其固化，同时冷却还可以有效减少石油磺酸盐的氧化及老化现象。
6、固化
检查好固化前的石油磺酸盐，如果不适于固化，在进行固化处理之前做出必要的调整工作，确保石油磺酸盐在固化处理结束后有一定的稳定性。
石油磺酸盐 分子结构
石油磺酸盐分子结构【实用版】目录一、石油磺酸盐的概述二、石油磺酸盐的分子结构三、石油磺酸盐的应用领域四、石油磺酸盐的环境影响与应对措施正文一、石油磺酸盐的概述石油磺酸盐是一种广泛应用于石油工业的化学品，主要用作破乳剂、抗结皮剂等。
它是通过在石油中加入磺酸盐类物质，经过一系列化学反应生成的。
石油磺酸盐具有优良的表面活性和乳化性能，对于提高石油的开采效率和稳定性具有重要作用。
二、石油磺酸盐的分子结构石油磺酸盐的分子结构主要由两部分组成：一部分是疏水基团，通常为长链烷基或芳基，它们负责提供分子的稳定性和溶解性；另一部分是亲水基团，通常为磺酸根离子（SO3^-），它们负责提供分子的表面活性和乳化性能。
这两种基团通过共价键结合在一起，形成一个具有稳定结构的分子。
三、石油磺酸盐的应用领域石油磺酸盐广泛应用于石油工业，主要用途包括：1.破乳剂：在原油开采过程中，由于地下水和原油的相互作用，会使原油乳化，影响开采效率。
石油磺酸盐作为一种优良的破乳剂，能有效地破坏原油乳状液的结构，提高原油的开采效率。
2.抗结皮剂：在石油储存和运输过程中，由于温度和湿度的影响，石油可能会出现结皮现象。
石油磺酸盐作为一种抗结皮剂，能防止石油结皮，保证石油的质量和稳定性。
3.钻井液处理剂：在石油钻井过程中，钻井液会对地下水产生污染。
石油磺酸盐作为一种钻井液处理剂，能降低钻井液对地下水的污染，保护地下水资源。
四、石油磺酸盐的环境影响与应对措施石油磺酸盐在使用过程中，可能会对环境产生一定的影响，如污染地下水、土壤等。
为减少石油磺酸盐对环境的影响，我国采取了一系列措施，如严格控制石油磺酸盐的生产和使用，加强石油磺酸盐的环保监管，推动石油磺酸盐的绿色替代品研发等。
石油磺酸盐性能影响分析
石油磺酸盐性能影响分析关键词：界面化学性质无机盐碱醇在三次采油中，使用石油磺酸盐是基于其界面化学性质，获得较低的界面张力以期达到提高采收率的目的，这些性质与石油磺酸盐的组成结构等密切相关。
石油磺酸盐的结构组成、平均分子量及分子量分布、无机盐、碱、醇、协同作用等因素都会影响石油磺酸盐的界面性质。
一、石油磺酸盐结构及相对分子量对界面性能的影响石油磺酸盐是一种混合表面活性剂，这些规律对其同样适用。
其烷基链越长，分子量越高，则油溶性越强。
通常分子量大于450的为油溶性，分子量400以下的为水溶性，分子量在400-450的油水兼溶。
当磺酸盐中有二磺酸存在时，亲水性将大大增加，破坏原有的亲水-亲油平衡。
因此高分子量的石油磺酸盐是降低界面张力的有效成分。
廖广志等测定混合的烷基苯磺酸钠发现，在适当的比例下，平均分子量在415左右，能得到很低的界面张力值。
J.L.Duda等人将平均分子量相差较大的两种石油磺酸盐复配，以获得效果更佳的平均分子量和分子量分布，发现复配体系具有较好的相行为特征。
研究发现，表面活性剂的平均相对分子量与油相正构烷烃的碳数有一个对应关系，只有在一种碳数下能形成超低的界面张力。
能产生最小界面张力的烷烃原子数叫做表面活性剂的烷烃碳数。
组成复杂的石油磺酸盐同样遵循这种规律。
二、无机盐对界面性能的影响无机盐通过改变表面活性剂分子在溶液中的形态和在油水中的分布来影响界面行为。
在低盐浓度下，多数表面活性剂在水相中，而在高盐浓度下，多数表面活性剂则在油相中。
特定含盐度下，表面活性剂在水相和油相中的浓度相等，从而分配系数为1。
同时，也存在一个特定的盐浓度，表面活性剂分子开始形成胶团。
因此，改变盐浓度可以改变表面活性剂分子在油水相的分配，达到临界胶团浓度状态，从而使油水界面张力达到最低。
张路等研究了不同离子强度下石油磺酸盐的动态界面张力特征。
研究发现，石油磺酸盐LH 与正癸烷的动态界面张力稳态值随离子强度的增大通过一个最小值，达到稳态值的时间随离子强度的增大而减小。
石油磺酸盐合成工艺筒析
ห้องสมุดไป่ตู้
一
ｓ 十 ０＝ ＝ ＝ 圩 ０＋Ｈ ｏ ｑ ＝兰 ： ＝ ｓ［
研究 。
４石油 磺酸 盐合 成 工艺 实验方 法研 究 传统的磺化采用过量硫酸或发烟硫酸作磺化剂，三氧化硫以水合
６ ． ７探索操作简便 、 产率高 、 生产无污染的石油磺酸盐合成方式。
结束 语
物存在并作为络合剂与溶剂 ； 硫酸作为磺化剂 、 溶剂和脱水剂 。磺化反 石油磺酸盐合成工艺的研究 已很多 ，但不能完全满足现在发展 的 应 中， 比、 烃酸 温度 、 分酸等因素影响较大。 实际还需要 。 为此 ， 应当继续广泛开展研究， 只有这些技术的突破 ， 才能 ４１ 磺化 突破以后三次采油徘徊不前的局面， 使油田开发技术达到更高的水平。 将原料油经过预处理后 ， 苯环基团与发烟硫酸中磺酸基反应 ， 产物 呈现酸『 使其在水溶液中成为可溶性。 生，
科 技 论 坛
・ ５・ ５
石油磺 酸盐 合成 工艺 筒析
谭 中芳 薛 岩
（ 大庆华凯石油化 工设计 工程有 限公 司， 黑龙 江 大庆 １３ １ ） ６ ７ １ 摘 要： 本文主要概述 了实验 室用发烟硫酸合成三次采油（ ｏＲ） Ｅ 用表 面活性剂— —石油磺 酸盐的原理、 合成 方法及其研 究现状 。选 用发烟硫 酸作磺 化剂 时， 获得 的石油磺 酸盐具有界 面活性 强、 水溶性好等优点 ， 并且生产 工艺简单 ， 反应 易于控 制 ， 设备投 资少 ， 成本低 。 石 油磺酸 盐作 为阴离子表 面活性剂 ， 油田中被广泛采用 ， 在 具有很 大的发展前景。 关键词 ： 三次采 油； 表面活性剂 ； 油磺酸盐 石 １ 石油磺酸盐合成的目的和意义 定范围内， 随酸烃比增大 ， 产物涪陛物含量增加 。高烃酸比易产 受复杂地址条件限制 ，油田的开发采用传统的开采技术不能达到 生较多无机酸， 活性物含量增加缓 熳， 分酸ｇ ｔ ａｉ 。重烷基磺化 中烃酸比 塌好 的彭 果。 （ 烷基苯与 ｓ ， ０ 的摩尔比） 一般控制在（ ：０ ） １１ ５ｏ高温磺化易 １１ ５ ～（ ：． ． ２ 我国油藏结构复杂多样，长期实践证实只有大规模实施 以化学驱 发生支链氧化 、 产物异构化 、 多磺化 、 脱烷基等副反应 ， 生成多磺化物和 为主的三次采油技术 ， 才能更好满足 国内需求。 化学驱核心是降低驱替 焦化物。故磺化温度一般控制在 ３ ５ ℃。 ５ ５ 液与原油的界面张力以提高洗油效率， 其巾表面活性剂最重要 。 表面活 ４ ． ２分酸 性剂发展 于 ２ 世纪 ５ 年代 ，０世纪 ８ ０ Ｏ ２ ０年代初阴离子 表面活性剂约 溶液中含未磺化油和残酸。 可选加水分层或 比重差磺 酸比重 １ ５ ．， Ｏ 占总量 ４％。 ０ 国外产品基本属于磺酸盐类阴离子表面活性剂， 以石油磺 废酸此重 １ ５ 降分离。中和前若不加水破坏则为酸Ｉ ．觑 ６ 生。废酸浓度达 酸盐作化学采油用剂最为普遍 ， 具有原料易得 、 表面潘胜高 、 工艺简单 ９ ％左右无法分离 ， ７ 加水稀释可降低互溶胜和废酸粘度。磺酸密度 比残 等特点。 余酸小 ， 加水静置分层可分离废酸 ， 改善产品质量 ， 并除去磺化中的二 传统磺化采用过量硫酸或发烟硫酸 、０ 作磺化剂。ｓ ｓ ０ 或发烟硫 磺酸。 ． 酸） 反应迅速 ， 不需外加热和处理废酸。国外合成洗涤剂厂大部分采用 ４ ． ３中和 Ｓ Ｏ 磺化。 国内也逐步转向 Ｓ Ｏ 磺化 ， 尚无液体 Ｓ ， 但 Ｏ 商品供应。 发烟硫 磺酸与碱生成磺酸盐， 驱油用石油磺酸盐可制成钠盐。 酸磺化的Ｔ艺 比较成熟，反应 比较完全，物料在反应器中的停 留时间 石油磺酸盐是强碱弱酸盐， 在中性环境下分离不完全 ， 在碱性 中效 短， Ｔ艺操作易于控制， 设备投资小。 果大大改善。碱 『过大使磺酸钠严重缺水 ， 生 流动 差 ， 造成“ 结瘤” 现象。 ２采用石 油磺 酸盐 合成 工艺 的原 因 碱性过小 ， ｌ介质对设备产生腐蚀 ， 的 Ｃ ： 酸生 产生 Ｏ 气体使产物疏松 ， 造 用于 ：次采油的表面活性剂的性能和成本是决定 （ ） 三 略 用的两个主 成溢锅现象。 反应须控制在碱 『条件下， 生 故产物 ｐ Ｈ值在 ８ ０以防产 １ ， 要因素， 当前国内外用于三次采油的表面活 剂主要有： 石油磺酸盐 、 物结 构发 松 。 烷 基苯磺酸盐 、 石油羧酸盐 、 『木质 素磺酸盐 、 改生 生物表面活性剂．由于石 ４ ４萃取 油磺酸盐与原油配伍 好 、水溶陛好、生产工艺较简单 、成本较低， 故 将上述溶液用漏斗过滤。下层溶液用减压蒸馏得到固体状物质 ， （ ） 略 重视． 已经合成了该类型的石油磺酸盐， 已投入矿场试验， ８ ￣烘至恒重。 国外 并 现 ０Ｃ 用无水乙醇和石油醚等交替润洗数次后过滤， 减压蒸馏 在 国内也已进入 中试阶段， 但由于石油磺酸盐易于在岩层吸附， 而且在 获得纯度较高的石油 。 高矿化度条件下易与二价的钙 、 镁离子发生（ 而使得损耗很大， 略） 驱油 ５ 石油磺酸盐合成工艺现状 效牢和经济效益都受到影响． 本课题 旨在合成一种改性石油磺酸盐， 考 国外 ２ 世纪 ７ 年代广泛开展 石油磺酸盐的应用 ， ０ ０ 我国自 ２ ０世纪 察 该 种 表面 活性 剂能 否 使 驱替 液 与 原 油 界 面 张力 达 到 超 低 ， 即 ８ 年代先后列入了攀登计划 、七五”“ ０ “ 、 八五”“ 、九五”国家重点科研项 ０ ０ ／ ． ｍ数量级， ０１ ｍＮ 并与普通石油磺 酸盐进行 比较， 是否能显著减小表 目。国外在继续研究适合高含盐及钙 、 镁离子地层用表面涪 剂 、 孪生 面活性剂在驱替过程中的损耗。本课题通过有机合成的方法得到改性 表面活性剂以及牺牲剂的研究。Ｈ ｕ指出， ｏ 碱会在地层中结垢 ， 对表面 的石油磺酸钠， 主要是利用糠醛抽出油 与十六酰（ ） 略 反应， 产物再和丙 活性剂和聚合物匹配产生影响。美 国 Ｐ ｉｐ ｅ ｏ ｕ ｈ ｉ Ｐ ｔ ｌ ｍ公司合成改性 ｌｓ ｒｅ 二酸二乙酯进行克脑文盖尔反应合成改 『产品． 生 通过红外光谱的表 手 石油磺酸盐表面潘 陛剂 ，取得 了水驱剩余油总量 ９． １ ％和 ７ ． ８ ５ ％的效 ６ 段进行表征， 再进行界面张力和抗钙 、 镁离子（ ） 略 实验表 明该种表面活 果 。李干佐等人提出通过改性 ， 获得既具有表面活 陛又具有很强的钙 、 性剂能否使驱替液与原油界面张力达到超低 镁离子络合能力 的驱油用表面活性剂。赵忠奎等在弱碱甚至无碱条件 ３ 油磺 酸盐 合成 工 艺原 理 石 下将界面张力降至 １ａ Ｎｍ。 ０ ｍ ／ 选用发烟硫酸作磺化剂时， 获得的石油磺 石油磺酸盐是用发烟硫酸或 Ｓ Ｏ 磺化处理富含芳烃的原油或馏分 酸盐具有界面’． 活 胜强、 水溶性好等优点 ， 并且生产工艺简单 ， 反应易于 油， 经碱中和的混合物， 主要活 ｆ物是磺酸盐。该物质成分复杂 ， 生 主要为 控制 ， 设备投资少 ， 成本低 。以石油磺酸盐为主要成分制备表面潘 ， 荆 含稠环（ 芳环与烷环 ） 的烷基苯（ ） 萘 磺酸盐。磺酸基具有亲水 ｝和可水 使油 ／ 生 水界面张力大大降低 ， 是一种高效 、 廉价的驱油剂， 对我国提高石 解 陛， 增加乳化 、 润湿等多种表面涪 Ｉ 有机物水溶性和酸性。 ９ ８ 生、 １４ 年斯 油 产量有 重 要意 义 。 柏林（ｐｒｎ ） Ｓｅｌ ｇ￣定为 Ｃ Ｈ Ｓ ， Ｃ Ｈ Ｓ ｉ ＯＨ到 ＯＨ的化合物。 发烟硫酸作 ６石油 磺酸 盐合成 工 艺发展措 施 磺化剂时 ， 亲电试剂主要是 Ｓ Ｓ ， Ｏ Ｏ 作为亲电试剂的反应机理 ： ６１ ．选最佳配比合成， 提高磺化剂利用率 ， 降低废酸产生 、 碱用量。 ６ 综合利用废酸。 ． ２ ６ 研究精细化 、 ． ３ 系列化和增效复配化以达到最大限度驱油 目的。 芳烃和 Ｓ ， Ｏ 生成 ８络合物是整个反应的定速步骤 。Ｈ Ｓ Ｈ ０ Ｏ 和 ６ ． ４通过改 眭， 获得表面涪陛好 、 络合能力强的表面活性剂 。 的分子量相差大， 含较多水时发生下述电离 ： ６ 进行石油磺酸盐与多种表面活 ｌ剂复配的研究。 ． ５ 生 ６ 开展室内合成增溶 、 ． ６ 耐温抗盐、 成本低 、 驱油性能优异的磺酸盐
一
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研究 。
４石油 磺酸 盐合 成 工艺 实验方 法研 究 传统的磺化采用过量硫酸或发烟硫酸作磺化剂，三氧化硫以水合
６ ． ７探索操作简便 、 产率高 、 生产无污染的石油磺酸盐合成方式。
结束 语
物存在并作为络合剂与溶剂 ； 硫酸作为磺化剂 、 溶剂和脱水剂 。磺化反 石油磺酸盐合成工艺的研究 已很多 ，但不能完全满足现在发展 的 应 中， 比、 烃酸 温度 、 分酸等因素影响较大。 实际还需要 。 为此 ， 应当继续广泛开展研究， 只有这些技术的突破 ， 才能 ４１ 磺化 突破以后三次采油徘徊不前的局面， 使油田开发技术达到更高的水平。 将原料油经过预处理后 ， 苯环基团与发烟硫酸中磺酸基反应 ， 产物 呈现酸『 使其在水溶液中成为可溶性。 生，
科 技 论 坛
・ ５・ ５
石油磺 酸盐 合成 工艺 筒析
谭 中芳 薛 岩
（ 大庆华凯石油化 工设计 工程有 限公 司， 黑龙 江 大庆 １３ １ ） ６ ７ １ 摘 要： 本文主要概述 了实验 室用发烟硫酸合成三次采油（ ｏＲ） Ｅ 用表 面活性剂— —石油磺 酸盐的原理、 合成 方法及其研 究现状 。选 用发烟硫 酸作磺 化剂 时， 获得 的石油磺 酸盐具有界 面活性 强、 水溶性好等优点 ， 并且生产 工艺简单 ， 反应 易于控 制 ， 设备投 资少 ， 成本低 。 石 油磺酸 盐作 为阴离子表 面活性剂 ， 油田中被广泛采用 ， 在 具有很 大的发展前景。 关键词 ： 三次采 油； 表面活性剂 ； 油磺酸盐 石 １ 石油磺酸盐合成的目的和意义 定范围内， 随酸烃比增大 ， 产物涪陛物含量增加 。高烃酸比易产 受复杂地址条件限制 ，油田的开发采用传统的开采技术不能达到 生较多无机酸， 活性物含量增加缓 熳， 分酸ｇ ｔ ａｉ 。重烷基磺化 中烃酸比 塌好 的彭 果。 （ 烷基苯与 ｓ ， ０ 的摩尔比） 一般控制在（ ：０ ） １１ ５ｏ高温磺化易 １１ ５ ～（ ：． ． ２ 我国油藏结构复杂多样，长期实践证实只有大规模实施 以化学驱 发生支链氧化 、 产物异构化 、 多磺化 、 脱烷基等副反应 ， 生成多磺化物和 为主的三次采油技术 ， 才能更好满足 国内需求。 化学驱核心是降低驱替 焦化物。故磺化温度一般控制在 ３ ５ ℃。 ５ ５ 液与原油的界面张力以提高洗油效率， 其巾表面活性剂最重要 。 表面活 ４ ． ２分酸 性剂发展 于 ２ 世纪 ５ 年代 ，０世纪 ８ ０ Ｏ ２ ０年代初阴离子 表面活性剂约 溶液中含未磺化油和残酸。 可选加水分层或 比重差磺 酸比重 １ ５ ．， Ｏ 占总量 ４％。 ０ 国外产品基本属于磺酸盐类阴离子表面活性剂， 以石油磺 废酸此重 １ ５ 降分离。中和前若不加水破坏则为酸Ｉ ．觑 ６ 生。废酸浓度达 酸盐作化学采油用剂最为普遍 ， 具有原料易得 、 表面潘胜高 、 工艺简单 ９ ％左右无法分离 ， ７ 加水稀释可降低互溶胜和废酸粘度。磺酸密度 比残 等特点。 余酸小 ， 加水静置分层可分离废酸 ， 改善产品质量 ， 并除去磺化中的二 传统磺化采用过量硫酸或发烟硫酸 、０ 作磺化剂。ｓ ｓ ０ 或发烟硫 磺酸。 ． 酸） 反应迅速 ， 不需外加热和处理废酸。国外合成洗涤剂厂大部分采用 ４ ． ３中和 Ｓ Ｏ 磺化。 国内也逐步转向 Ｓ Ｏ 磺化 ， 尚无液体 Ｓ ， 但 Ｏ 商品供应。 发烟硫 磺酸与碱生成磺酸盐， 驱油用石油磺酸盐可制成钠盐。 酸磺化的Ｔ艺 比较成熟，反应 比较完全，物料在反应器中的停 留时间 石油磺酸盐是强碱弱酸盐， 在中性环境下分离不完全 ， 在碱性 中效 短， Ｔ艺操作易于控制， 设备投资小。 果大大改善。碱 『过大使磺酸钠严重缺水 ， 生 流动 差 ， 造成“ 结瘤” 现象。 ２采用石 油磺 酸盐 合成 工艺 的原 因 碱性过小 ， ｌ介质对设备产生腐蚀 ， 的 Ｃ ： 酸生 产生 Ｏ 气体使产物疏松 ， 造 用于 ：次采油的表面活性剂的性能和成本是决定 （ ） 三 略 用的两个主 成溢锅现象。 反应须控制在碱 『条件下， 生 故产物 ｐ Ｈ值在 ８ ０以防产 １ ， 要因素， 当前国内外用于三次采油的表面活 剂主要有： 石油磺酸盐 、 物结 构发 松 。 烷 基苯磺酸盐 、 石油羧酸盐 、 『木质 素磺酸盐 、 改生 生物表面活性剂．由于石 ４ ４萃取 油磺酸盐与原油配伍 好 、水溶陛好、生产工艺较简单 、成本较低， 故 将上述溶液用漏斗过滤。下层溶液用减压蒸馏得到固体状物质 ， （ ） 略 重视． 已经合成了该类型的石油磺酸盐， 已投入矿场试验， ８ ￣烘至恒重。 国外 并 现 ０Ｃ 用无水乙醇和石油醚等交替润洗数次后过滤， 减压蒸馏 在 国内也已进入 中试阶段， 但由于石油磺酸盐易于在岩层吸附， 而且在 获得纯度较高的石油 。 高矿化度条件下易与二价的钙 、 镁离子发生（ 而使得损耗很大， 略） 驱油 ５ 石油磺酸盐合成工艺现状 效牢和经济效益都受到影响． 本课题 旨在合成一种改性石油磺酸盐， 考 国外 ２ 世纪 ７ 年代广泛开展 石油磺酸盐的应用 ， ０ ０ 我国自 ２ ０世纪 察 该 种 表面 活性 剂能 否 使 驱替 液 与 原 油 界 面 张力 达 到 超 低 ， 即 ８ 年代先后列入了攀登计划 、七五”“ ０ “ 、 八五”“ 、九五”国家重点科研项 ０ ０ ／ ． ｍ数量级， ０１ ｍＮ 并与普通石油磺 酸盐进行 比较， 是否能显著减小表 目。国外在继续研究适合高含盐及钙 、 镁离子地层用表面涪 剂 、 孪生 面活性剂在驱替过程中的损耗。本课题通过有机合成的方法得到改性 表面活性剂以及牺牲剂的研究。Ｈ ｕ指出， ｏ 碱会在地层中结垢 ， 对表面 的石油磺酸钠， 主要是利用糠醛抽出油 与十六酰（ ） 略 反应， 产物再和丙 活性剂和聚合物匹配产生影响。美 国 Ｐ ｉｐ ｅ ｏ ｕ ｈ ｉ Ｐ ｔ ｌ ｍ公司合成改性 ｌｓ ｒｅ 二酸二乙酯进行克脑文盖尔反应合成改 『产品． 生 通过红外光谱的表 手 石油磺酸盐表面潘 陛剂 ，取得 了水驱剩余油总量 ９． １ ％和 ７ ． ８ ５ ％的效 ６ 段进行表征， 再进行界面张力和抗钙 、 镁离子（ ） 略 实验表 明该种表面活 果 。李干佐等人提出通过改性 ， 获得既具有表面活 陛又具有很强的钙 、 性剂能否使驱替液与原油界面张力达到超低 镁离子络合能力 的驱油用表面活性剂。赵忠奎等在弱碱甚至无碱条件 ３ 油磺 酸盐 合成 工 艺原 理 石 下将界面张力降至 １ａ Ｎｍ。 ０ ｍ ／ 选用发烟硫酸作磺化剂时， 获得的石油磺 石油磺酸盐是用发烟硫酸或 Ｓ Ｏ 磺化处理富含芳烃的原油或馏分 酸盐具有界面’． 活 胜强、 水溶性好等优点 ， 并且生产工艺简单 ， 反应易于 油， 经碱中和的混合物， 主要活 ｆ物是磺酸盐。该物质成分复杂 ， 生 主要为 控制 ， 设备投资少 ， 成本低 。以石油磺酸盐为主要成分制备表面潘 ， 荆 含稠环（ 芳环与烷环 ） 的烷基苯（ ） 萘 磺酸盐。磺酸基具有亲水 ｝和可水 使油 ／ 生 水界面张力大大降低 ， 是一种高效 、 廉价的驱油剂， 对我国提高石 解 陛， 增加乳化 、 润湿等多种表面涪 Ｉ 有机物水溶性和酸性。 ９ ８ 生、 １４ 年斯 油 产量有 重 要意 义 。 柏林（ｐｒｎ ） Ｓｅｌ ｇ￣定为 Ｃ Ｈ Ｓ ， Ｃ Ｈ Ｓ ｉ ＯＨ到 ＯＨ的化合物。 发烟硫酸作 ６石油 磺酸 盐合成 工 艺发展措 施 磺化剂时 ， 亲电试剂主要是 Ｓ Ｓ ， Ｏ Ｏ 作为亲电试剂的反应机理 ： ６１ ．选最佳配比合成， 提高磺化剂利用率 ， 降低废酸产生 、 碱用量。 ６ 综合利用废酸。 ． ２ ６ 研究精细化 、 ． ３ 系列化和增效复配化以达到最大限度驱油 目的。 芳烃和 Ｓ ， Ｏ 生成 ８络合物是整个反应的定速步骤 。Ｈ Ｓ Ｈ ０ Ｏ 和 ６ ． ４通过改 眭， 获得表面涪陛好 、 络合能力强的表面活性剂 。 的分子量相差大， 含较多水时发生下述电离 ： ６ 进行石油磺酸盐与多种表面活 ｌ剂复配的研究。 ． ５ 生 ６ 开展室内合成增溶 、 ． ６ 耐温抗盐、 成本低 、 驱油性能优异的磺酸盐
石油磺酸盐 分子结构
石油磺酸盐分子结构
石油磺酸盐（Petroleum Sulfonates）是一类含有磺酸盐基团的有机化合物，通常用于油田化学领域，用作油田增产和维护的化学品。
它们是磺酸和石油烃分子的盐形式。
石油磺酸盐的分子结构通常取决于具体的化学成分和制备方法，但它们通常包括以下元素和结构：
1.磺酸盐基团：这是石油磺酸盐的主要功能基团，通常是一个含
有硫和氧的基团，具有负电荷。
这个基团使石油磺酸盐具有表
面活性剂的性质，有助于改善油井的采收率。
2.石油烃基团：石油磺酸盐的分子结构通常包括一个或多个与石
油烃相关的碳氢基团。
这些基团可以是烷烃（碳氢链）或环烷
烃（环状碳氢结构），它们与磺酸盐基团连接在一起。
3.金属离子：石油磺酸盐中可能含有金属离子，如钠、钙、镁等，
它们与磺酸盐基团形成盐。
这些金属离子有助于改善石油磺酸
盐的溶解性和表面活性。
总之，石油磺酸盐是一类具有复杂结构的有机化合物，其具体分子结构取决于化学合成方法和所需的应用。
石油磺酸盐通常用于改善油井采收率、减少油井管道的沉积物和增加石油产量，它们在石油工业中具有重要的作用。
石油磺酸盐的作用
石油磺酸盐的作用
嘿，咱今儿就来唠唠石油磺酸盐的那些事儿！石油磺酸盐啊，那可真是个宝贝呢！你想想看，它就像是一个神奇的小精灵，在各种工业领域里大显身手。
比如说在石油开采中吧，它就像一把锐利的钥匙，能打开石油从地下涌出来的大门。
它能降低油水界面的张力，让石油更容易被采出来，这不就相当于给石油开采加了一把劲嘛！要是没有它，那石油开采可就没那么顺利咯，就好比是汽车没了油，跑不起来呀！
再看看在洗涤剂行业，石油磺酸盐也是个厉害的角色呢！它能让那些脏兮兮的污渍乖乖就范，迅速被清洗掉。
你说神奇不神奇？就好像是一个超级清洁工，把一切都打扫得干干净净。
还有啊，在金属加工中，它也能发挥大作用呢。
它能起到润滑和防锈的效果，保护那些金属零件不受损害。
这就好比给金属穿上了一层保护衣，让它们能安心工作。
你可别小瞧了这石油磺酸盐，它虽然看着不怎么起眼，但作用可大着呢！它就像是我们生活中的一个小惊喜，总是在不经意间给我们带来便利。
你说要是没有石油磺酸盐，那我们的生活得少了多少乐趣和便利呀？那些石油开采会变得困难重重，我们的衣服也不会洗得那么干净，金属零件说不定还会经常出问题呢！所以呀，我们真得感谢这个小小的石油磺酸盐，它可真是个大功臣呢！
总之，石油磺酸盐的作用那是杠杠的，它在各个领域都有着不可或缺的地位。
它就像一个默默无闻的英雄，为我们的生活和工业发展贡献着自己的力量。
咱可得好好珍惜它，让它继续为我们发光发热呀！。
三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展
三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展I. 前言A. 研究背景B. 目的和意义II. 石油磺酸盐的生产及物理化学性质A. 石油磺酸盐的产生机理B. 石油磺酸盐的物理化学性质C. 石油磺酸盐的种类及用途III. 三次采油用石油磺酸盐的现状与研究进展A. 三次采油用石油磺酸盐的原理及现状B. 研究方法和分析技术的进展1. 离子层析法2. 气相色谱法3. 高效液相色谱法4. 荧光光谱法5. 红外光谱法6. 核磁共振法7. 微波消解-电感耦合等离子体质谱法IV. 石油磺酸盐的分析方法的比较A. 分析方法的优缺点B. 分析结果的可靠性和精度的比较V. 结论及展望A. 结论B. 研究展望1. 发展新型的分析技术2. 更深入的研究石油磺酸盐的产生和作用机制3. 探索石油磺酸盐在其他领域应用的潜力I. 前言在现代社会，石油磺酸盐被广泛应用于生产、医药、化工等领域中。
其中，作为油田化学驱油剂，石油磺酸盐在三次采油中具有重要作用。
研究三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展，对推进我国油田化学驱油技术的发展，提高石油资源的开采率具有重要的意义和价值。
A. 研究背景三次采油用石油磺酸盐可以改善油井的采油效率，提高原油采集量，是当代采油技术的一个重要分支。
然而，由于石油磺酸盐分子复杂、结构多样、性质独特，所以对三次采油用石油磺酸盐的分析研究也变得愈发重要。
B. 目的和意义本论文的目的是对三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展进行详细的探讨和分析，在总结和比较各种分析方法的基础上，为进一步研究石油磺酸盐在三次采油中的应用提供有力的支撑和参考。
同时，本文也有助于推动我国油田化学驱油技术的改进和高效成果的实现。
总之，三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展研究将有利于提高油田采油效率，降低生产成本，推进我国油田化学驱油技术的持续发展。
II. 研究方法为了探究三次采油用石油磺酸盐的分析方法及其进展，本文采取了以下几种研究方法：文献调查、分析比较、实验验证等。
磺酸盐型阴离子表面活性剂
石油磺酸盐产品介绍在磺酸盐型阴离子表面活性剂中，以石油磺酸盐最为普遍。
石油磺酸盐是石油馏分在用发烟硫酸深度精制白油、脱臭煤油或润滑油时，回收得到的具有表面活性的副产物，也可用发烟硫酸和SO3磺化制得。
主要成分为烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐，其余为脂肪烃及环烷烃的磺化物及氧化物，大部分为油溶性，其钠盐的平均相对分子质量为400～580[详细说明]: 阴离子表面活性剂的一类。
组成极为复杂，主要是聚烷基化的芳基磺酸盐（包括钙、镁、钡和钠盐）。
除用作表面活性剂外，石油磺酸钙、镁和钡盐主要用于汽车、拖拉机、机车等重型设备的润滑油添加剂和淤浆分散剂；石油磺酸钠用于金属加工作钻孔油、金属切削油和金属清洗剂。
此外，石油磺酸盐还可用于原油的破乳，用作原油高浓度体系的驱油剂、矿石的浮选剂。
以天然脂肪酸或合成脂肪酸或其酯类为原料，用三氧化硫直接磺化而制得。
石油磺酸盐石油磺酸盐是一种表面活性剂，它与表面活性剂助剂复配，其作用是降低油水界面张力，更好地提高洗油效率。
而复配体系则利用聚合物和表面活性剂的化学协同效应，在提高水驱波及体积、降低油水流度比的基础上将滞留地层的残余油“强洗”出来，从而提高原油采收率。
石油磺酸盐作为驱油用超级表面活性剂要达到以下技术指标：（1）有效降低油/水界面张力（达：10-4mN/m），（2）减少岩层吸附，（3）增溶、抗盐、耐温的一种新型驱油超级表面活性剂。
石油磺酸盐工业化生产随着石油磺酸盐表面活性剂研究步伐的加快，令大庆油田三元复合驱试验向前跨进一大步。
2008年４月２日，大庆油田有限责任公司与炼化公司达成一致意见，成立联合攻关小组，加快推进石油磺酸盐工业化生产进程，为三元复合驱规模化推广铺平道路。
在双方举行的座谈会上，大庆油田有限责任公司总经理、大庆石油管理局局长王玉普，炼化公司总经理李正光，大庆油田有限责任公司副总经理、大庆石油管理局副局长隋军，炼化公司副总经理姜国骅，听取了关于石油磺酸盐表面活性剂研究进展情况汇报。
石油磺酸盐提高油汽比技术在稠油油田的应用
断
块
油
气
田
复配体 系 ， 编号 为 ｌ ６号 （ ～ 见表 １ 。 ）
表 １ 石 油 磺 酸 盐体 系配 制
黏 附功 ， 提高 了石油磺 酸盐 的洗 油效率 ； 减少 了油珠通
过 狭窄孔 径移 动式界 面变 形所需 的功 ，使得 油珠 容易
通过 喉道 。 用适 当 的表 面活性 剂体 系 ， 量 的油珠 都 使 大 能移 动 ， 些油滴 随后 的联 合是形 成油墙 的必要 条件 。 这 用 过滤 后 的单家 寺油 田原油 污水配 制不 同加量 磺 酸盐 复配 体系 溶液 ，设 定 ５ ０℃和 ８ ０℃条 件下 测定 与
２０ ０
２８ ０ ６
１６ ０ ０
３５ ０ ７
２８ ０ ６
８ ０ ６
３ ０ ２
７ ０ ４
４６ ０
１６ ０ ０
ｌ２ ０ ４
１４ 界 面 张 力 测 定 ．
界 面张力 的降低 减 少 了油滴 从岩 石上拉 开所 需 的
ｔｄ ・ 上 升 为 ７ ． ｔｄ ， 油 量 由 ｌ ． ｔｄ ９６ ・～ 产 ６４ ・ 增 加 到 ２ ． ４９
３ 结 论
１ 单 家 寺 油 田油 井 应 用磺 酸 盐 提 高 油 汽 比技 术 ）
后 ， 汽 比提 高 了 ０３ １ 注 汽 压 力下 降 了 ２４ＭＰ ， 油 ．１ ， ． ａ 取 得 了较 好 的应 用效 果 。 ２） 油 磺 酸 盐体 系具 有 较好 的抗 高 温性 能 ， 够 石 能 满 足 曰前蒸 汽 吞 吐的开 发要 求 ，较适 宜超 稠 油注 蒸 汽
温箱 内 ， 温度 一致 后推 动活塞 使油 进入 岩心管 ， 心管 岩
出油 １ Ｖ后 ， 止 注油 ， Ｐ 停 计算 饱 和油 量 和初 始 含油 饱 和度 。 饱 和油 的岩心 管放人 蒸汽 驱实验装 置 中 ，５ 将 ２０
块
油
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田
复配体 系 ， 编号 为 ｌ ６号 （ ～ 见表 １ 。 ）
表 １ 石 油 磺 酸 盐体 系配 制
黏 附功 ， 提高 了石油磺 酸盐 的洗 油效率 ； 减少 了油珠通
过 狭窄孔 径移 动式界 面变 形所需 的功 ，使得 油珠 容易
通过 喉道 。 用适 当 的表 面活性 剂体 系 ， 量 的油珠 都 使 大 能移 动 ， 些油滴 随后 的联 合是形 成油墙 的必要 条件 。 这 用 过滤 后 的单家 寺油 田原油 污水配 制不 同加量 磺 酸盐 复配 体系 溶液 ，设 定 ５ ０℃和 ８ ０℃条 件下 测定 与
２０ ０
２８ ０ ６
１６ ０ ０
３５ ０ ７
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１４ 界 面 张 力 测 定 ．
界 面张力 的降低 减 少 了油滴 从岩 石上拉 开所 需 的
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３ 结 论
１ 单 家 寺 油 田油 井 应 用磺 酸 盐 提 高 油 汽 比技 术 ）
后 ， 汽 比提 高 了 ０３ １ 注 汽 压 力下 降 了 ２４ＭＰ ， 油 ．１ ， ． ａ 取 得 了较 好 的应 用效 果 。 ２） 油 磺 酸 盐体 系具 有 较好 的抗 高 温性 能 ， 够 石 能 满 足 曰前蒸 汽 吞 吐的开 发要 求 ，较适 宜超 稠 油注 蒸 汽
温箱 内 ， 温度 一致 后推 动活塞 使油 进入 岩心管 ， 心管 岩
出油 １ Ｖ后 ， 止 注油 ， Ｐ 停 计算 饱 和油 量 和初 始 含油 饱 和度 。 饱 和油 的岩心 管放人 蒸汽 驱实验装 置 中 ，５ 将 ２０
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1—烟酸储罐；2—烟酸计量泵；3一S03气提塔；4—气液分离器； 5—气体流量计；6-硅胶干燥塔；7一空气压缩机；8一降管膜式反应器；9—石油 原料储罐；10—石油原料计量泵：ll一水泵：12一冷却水罐：13一废酸接收器。
由于馏分油粘度较大，采用该反应器进行磺化合成时，易使反应器堵塞，导致反 应无法顺利进行，所以必须对原料油进行预处理。实验时通过向原料油中加入添 加剂A，达到稀释原料油的目的，降低了反应油的粘度；另外，添加剂A的加入也 可以加强反应器中反应物和产物的相容性，使物料稳定性的测定是使用布氏粘度仪，试样密封放入 45℃温箱中，每隔一段时间取样对粘度进行检测，转速为6 r/min。从实验结果看， 随着时间增加，三元体系的粘度值缓慢递减，粘度比较稳定。实验用聚合物浓度为 1500mg/L，三个月粘度损失率为17.2%。因此，该产品稳定性好，能够满足油田对该 产品的稳定性能要求。
RArSO3H
? 水解中和反应：(RArSO2)2O+H2O
RArSO3H
RArSO3H+NaOH RArSO3Na+H2O
? 式中，R和心分别代表烷基和芳基。
2.2.2 工艺及流程
三氧化硫从发烟硫酸气提获取，用干燥后的空气稀释至一定浓度 后通入单管降膜式磺化反应器。原料油和添加剂以一定比例进行稀释， 经套管预热至反应温度后由计量泵送至磺化反应器顶部，与S03气体并 流而下，沿反器内壁均匀成膜，与S03充分反应。磺化反应器为内径 ?10.Ocm，有效长度2．20m的玻璃管柱。反应温度通过调节反应器套 管内循环水温度控制。反应得到的石油磺睃和未磺化油的混合物在水 浴中老化处理后，沉降分离酸渣。用50％氢氧化钠中和至pH值为9．O。 在保温分液漏斗中用50％乙醇、水溶液萃取分离未磺化油。乙醇、水 溶液萃取层为石油磺酸盐溶液，烘干后得到石油磺酸盐(以下简称PS) 粗产品，流程图如下：
第二节 石油磺酸盐的合成
2.1 石油磺酸盐的合成方法
工业上常用的磺化剂有三氧化硫、硫酸、发烟硫酸和氯磺酸等。 不同的磺化剂，对磺化反应速度和产品质量的影响明显不同。目前， 石油磺酸盐的合成一般采用以下三种 2.11 用发烟硫酸磺化
用发烟硫酸作磺化剂时，每引入一个磺酸基，同时生成lmol水， 随着硫酸浓度的降低，磺化的反应急剧下降，当硫酸的浓度达到废 酸浓度时，反应几乎停止。此方法的适用面广，但生产能力低，产 生大量的废酸或废渣。目前，国内外基本不采用此法生产石油磺酸 盐。 2.12 用液态SO3磺化 液态S03性质高度活泼，它不仅是磺化剂，而且还是氧化剂，使用时 必须注意安全。以液态S03做磺化剂时，需加溶剂稀释。反应时，注 意反应温度和投料顺序，以防止爆炸事故发生。另外，还应注意多 磺化、焦化和氧化等副反应。目前，该法在石油磺酸盐的合成上应 用比较普遍。
3.2 产品稳定性好
驱替液界面张力和年度对于采收率影响较大，驱替液界面张力低、粘度大有利 于提高毛细管数从而提高采收率。
（1）界面张力稳定性。在45℃条件下，对弱碱三元体系界面张力稳定性及
粘度稳定性进行测定。体系界面张力稳定性测定是将试样密封放入45℃保温箱中， 每隔一段时间对试样界面张力进行检测。实验结果表明，开始时界面张力随时间增 加有所增加，在30d达到最大值，之后随时间增加缓慢降低；三个月后上哪预案体系 界面张力约为3.19 ×10-3mN/m仍处于超低界面张力区间，具有良好的稳定性。
1.1 石油磺酸盐的简介 1.2 石油磺酸盐的合成 1.3 石油磺酸盐的性能 1.4 石油磺酸盐的应用
第一节 石油磺酸盐的简介
三次采油技术包括表面活性剂驱油、聚合物驱油、C02驱油等。石 油磺酸盐作为表面活性剂的一种，由于其易于配制成低界面张力、最佳 相态、较高增溶参数能力的体系，并随油层条件可任意选择不同分子量 的石油磺酸盐产品以适应油层矿化度和原油特性的要求；同时其价格较 低、原料易得，所以在三次采油中得到了广泛的应用，它能使油田采收 率最终达到约50%-70％。
2.13 用气态S03磺化
随着膜式反应器在工业中的广泛应用，气态S03的应用也日趋广泛。 气态S03活性极高，需用干空气、氮气或二氧化硫等气体稀释使用， 浓度一般控制在10％以内。磺化时，易发生多种副反应，同时大量放 热，因此必须做好反应的中间过程控制。此方法的优点是反应迅速， 不生成废酸。目前，在石油磺酸盐的合成中，国内外均大量采用此 种方法。用S03磺化比用发烟硫酸磺化有许多突出优点。陈春英等比 较了气态S03法和发烟硫酸法的优劣。通过比较可以看出，应用S03作 磺化剂是比较理想的选择，能够明显提高产品质量和经济效益。目前， 采用三氧化硫为磺化剂的磺化工艺主要有气态三氧化硫磺化法、溶剂 一液体三氧化硫磺化法、三氧化硫络合物定位磺化法。
2.2石油磺酸盐的合成工艺
2.2.1 反应原理
? 原料油中发生磺化反应的主要成份是芳烃化合物，反应方程式如下：
? 主反应：RArH+SO3 RArSO3H
? 副反应：RArSO3H+SO3 RArSO2OSO3H
RArSO2OSO3H+RArSO3H (RArSO2)2O+H2SO4
? 老化阶段：RArSO2OSO3H+RArH
石油磺酸盐是一种阴离子表面活性剂，其结构比较复杂，可分为芳 香族石油磺酸盐和脂肪族石油磺酸盐两大类。石油磺酸盐一般的生产方 都是以原油、拔项原油、石油馏分和生产合成洗涤剂中苯烷基化时产生 的残渣为原料，用磺化剂经磺化、中和及分离提纯后得到石油磺酸盐产 品。目前，石油磺酸盐作为提高原油采收率(EOR)的表面活性剂，已受 到各国有关部门的普遍关注并进入先导性试验阶段。
第三节 石油磺酸盐的性能
在三次采油中，石油磺酸盐作为主要的表面活性剂用来驱油。因此，研究石油 磺酸盐的性能对三次采油的操作有指导性的作用。石油磺酸盐的性能主要有以下几 个方面：
3.1 产品界面活性好
采用TEXAS-500型洁面张力仪在 45℃,12 r/min条件下，用生产的石油磺酸 盐产品配制弱碱三元体系，活性物石油磺酸盐质量分数在 0.05%-0.3%，与大庆 原油、污水均有超低界面张力 Na2CO3质量分数0.6%-1.4%，聚合物浓度 1200mg/L 的三元弱碱体系界面张力均达到 10-3mN/m，升值可以达到 10-4mN/m，表现出很好 的界面活性和很强的适应能力。