烷基糖苷APG1214的绿色合成及应用性能研究

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烷基糖苷(APG)是由葡萄糖及淀粉水解糖与醇在酸性催化剂条件下缩合而成的,具有表面张力低、配伍性能强、泡沫细腻丰富、耐强酸强碱及较强抗盐性等诸多优点,同时,具有良好的生物降解性,无毒无刺激等环保优势。本文针对其在工业生产中存在的液体酸腐蚀设备、产品不纯等问题,利用固体酸催化合成烷基糖苷,并对其性能进行研究。复配得到一种绿色环保的低界面张力泡沫驱油剂,并对其泡沫性能、界面性能、乳化性能、驱替性能进行了系统的评价,结果表明,该复配体系在以上性能中均表现出优良的性能。(1)以葡萄糖、混合醇为原料,氧化铝负载对甲苯磺酸为固体酸催化剂,采用直接苷化法,以高产品收率及产物色泽浅为目标,通过单因素实验方法对C12-14烷基糖苷的合成条件进行实验和研究。实验结果表明,最适宜的合成条件为:反应温度115℃-120℃,催化剂与葡萄糖质量比0.015,混合醇与葡萄糖物质的量比5:1,葡萄糖分批加入,催化剂使用2-3次为宜。在此条件下,产物产率可以达到96%,产品色泽较浅。(2)以玉米淀粉、乙二醇、混合醇为原料,氧化铝负载对甲苯磺酸为固体酸催化剂,采用转糖苷法,以高产品收率及产物色泽浅为目标,通过单因素实验法探究了催化剂用量、反应温度、乙二醇用量、混合醇用量和反应时间对合成的影响。研究结果表明,比较适宜的合成条件为:反应温度为120℃、催化剂浓度与淀粉质量比为0.015、n(玉米淀粉中葡萄糖单元):n(乙二醇):n(混合醇)=1:4:2、转糖苷时间2h、催化剂使用2次为宜。在此条件下,具有良好的产物收率、产品色泽浅、反应时间短的优点。(3)对APG表面性能、界面性能、泡沫性能、乳化性能进行研究;将其与多种表面活性剂进行复配,以得到具有优良泡沫性能、低界面张力、低乳化稳定性的复配体系,并考察了复配体系配比、无机盐离子及浓度、温度等条件对性能的影响。实验结果表明,当m(APG):m(K12):m(OAB)=5:1:4时,APG/K12/OAB复配体系起泡体积在500 mL以上,半衰期在4h以上,具有良好的泡沫性能,并受矿化度和温度影响较小;该复配体系能很好地降低油水界面张力,油水界面张力可以达到10-2mN/m,并随着矿化度的增大,界面张力逐渐减小。(4)采用岩心流动评价试验装置进行了室内填砂管调驱实验,考察了烷基糖苷复配体系驱替性能。结果表明,当质量浓度为0.1%时,泡沫驱及后续水驱原油总采收率提高了约20%;随着烷基糖苷复配体系浓度的增加,泡沫驱阶段压力明显升高,原油采收率进一步提升,当质量浓度为0.3%时,泡沫驱及后续水驱原油总采收率提高了约25%,该复配体系具有良好的封堵能力和洗油能力。
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