降解型碱木质素表面活性剂控制合成及其在三次采油中应用研究

碱木质素是以碱法制浆占主导地位的造纸工业的副产物，不仅价格低廉而且产量巨大，然而其利用率却不足5%，大部分纸厂或燃烧为碱回收提供能源，或非法排放，严重污染环境。将碱木质素变废为宝，利用其酚式羟基、苯甲醇羟基以及羰基等基团，通过化学反应引入具有降解性的聚碳酸酯链段，并以此前驱体为基础，进行嵌段聚合，控制合成出一系列的具有良好亲水、亲油性能的表面活性剂，使之形成的驱油注入体系具有合适的超低界面张力、较低的界面粘度和良好的降解性能，解决现有三次采油化学驱过程中的严重"二次乳化"现象，既有利于采出液的破乳脱水，又利于回注水的处理应用。不仅大大降低三次采油综合成本，推动三次采油技术大范围推广，而且有利于遏制环境污染，对于资源合理利用，促进社会经济可持续发展具有重要的意义。

项目主要研究可降解性碱木质素型驱油表面活性剂。碳酸丙烯酯在起始剂条件下开环聚合生成可降解聚聚醚碳酸酯多元醇合物，本课题通过马来酸酐改性碱木质素与碳酸丙烯酯反应制备可降解的表面活性剂。项目的主要研究成果和结论如下： .(1)本项目首先研究了对苯二酚、双酚A、二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺为起始剂引发碳酸丙烯酯开环聚合合成聚醚碳酸酯多元醇，采用IR、1H NMR表征了产品的结构，测定产品的分子量及其分布、羟值。以对苯二酚、双酚A、二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺为起始剂引发碳酸丙烯酯开环聚合合成的五种聚醚碳酸酯多元醇均可以与MDI反应制备聚氨酯材料。采用微生物降解实验考查聚氨酯材料的降解性能，发现由这五种新型的多元醇制备的聚碳酸酯型聚氨酯材料在90天内都出现了较为明显的失重现象，说明合成的聚氨酯材料具有降解性。.(2)其次采用易降解的碱木质素为原料进行改性，以增加其反应位点，进一步提高产物的反应性能。首先对碱木质素进行纯化处理，再对纯化后的碱木质素进行改性，以丙酮为溶剂，选用马来酸酐对碱木质素进行酯化改性，然后对马来酸酐改性碱木质素进行磺甲基化反应研究，最后对反应得到的马来酸酐改性碱木质素的磺甲基化产物用UV、IR、TEM进行了表征。.(3)采用马来酸酐改性碱木质素与碳酸丙烯酯发生开环聚合反应合成聚醚碳酸酯多元醇，在三次采油中作为驱油表面活性剂。采用IR、1H NMR表征了产品的结构，测定产品的分子量及其分布、羟值。.(4)产物经乙氧基化后对不同地区稠油都有较高的乳化降粘能力和洗油率，对胜利孤岛稠油的平衡界面张力达2.1×10—6，满足三次采油驱油剂的超低界面张力要求。