烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

烷基苯磺酸盐表面活性剂的合成

杨　昭,郑　洲,张国芳,李岳祥,李　钢,王福平

(大庆石油学院华瑞学院,黑龙江哈尔滨　150027)

摘　要:以直链 -烯烃、苯、氯磺酸、氢氧化钠等为原料,经傅-克烷基化、磺化、中和反应,合成了碳链长度不同的四种烷基苯磺酸盐表面活性剂,利用两相滴定法对提纯后的活性物含量进行了测定,最终纯度均达到90%以上。

关键词:烷基苯;磺酸盐;表面活性剂;合成

中图分类号:T E 357.4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)24—0004—01 目前,三次采油是提高采收率的一个重要方法,三次采油提高采收率主要是靠化学驱油技术,其中表面活性剂是提高采收率幅度较大、适用较广、具有发展潜力的一种化学驱油剂,采用表面活性剂驱油为进一步开发利用现有原油储量展示了广阔的前景[1]。石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐和重烷基苯磺酸盐以及复配型表面活性剂在油田上已得到广泛应用,国内外对于石油磺酸盐的合成工艺进行了大量的研究[2-6],本文以直链 -烯烃、苯、氯磺酸、氢氧化钠等为原料,经傅-克烷基化、磺化、中和反应,合成了碳链长度不同的四种烷基苯磺酸盐表面活性剂。1　烷基苯磺酸盐的合成实验1.1　主要试剂与仪器

无水三氯化铝、氯磺酸(纯度99.7%)、氢氧化钠均为分析纯;苯(大庆石化总厂)、链长为十二、十四、十六、十八的直链 -烯烃(美国)、聚丙烯酰胺(1.2

×107≤W < 1.6×107

,大庆炼化公司)均为工业品;水为二次蒸馏水;大庆油田采油一厂脱水脱气原油,密度为0.8757g /cm 3。

有机合成仪(天津玻璃仪器厂);超级恒温水浴(辽阳恒温仪器厂);加热套(海安科研仪器厂);旋转蒸发器(上海申胜生物技术有限公司)。1.2　烷基苯的合成

将苯、

-烯烃和无水三氯化铝按一定比例加入装有电动搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和回流冷凝管装置的500mL 的四口瓶中,在搅拌下加热反应瓶至40℃后,向反应瓶中缓慢通入干燥的HCl 气体,同时向反应瓶中滴加 -烯烃,滴加完毕后升至60℃,继续反应两小时,反应完成后分离出催化剂,然后用温水将反应产物洗至中性,蒸馏出过量的苯及未反应的 -烯烃,得到烷基苯产品,反应式如下

:

1.3　烷基苯磺酸盐的合成1.3.1　磺化反应

工业上常用的磺化剂有发烟硫酸、SO 3和HSO 3Cl 等,以发烟硫酸为磺化剂会导致产物体系

中存在大量废酸,难以纯化;以SO 3作磺化剂时反应

条件要求较高,需要在膜式磺化器中进行;HSO 3Cl 的磺化能力比H 2SO 4强,反应比SO 3要缓和的多,与芳烃在适宜条件下可以定(量反应,而且副产物是HCl ,产品纯度很高,适合实验室合成,因此选用

HSO 3Cl 为磺化剂[7,8]

。在装有电动搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的250mL 的四口烧瓶中加入烷基苯和二氯甲烷,冰盐水浴降温至5-10℃,在电磁搅拌下,用恒压滴液漏斗缓慢滴加氯磺酸,滴完后继续反应至无氯化氢生成,撤去冰水浴,在室温继续搅拌2h 得到棕黄色液态的烷基苯磺酸,反应式如下

:

1.3.2　中和反应

在强烈的搅拌(防止结块)下,用20%(w t )的NaOH 水溶液中和至pH =8-10,得到乳白色粘稠物即为烷基苯磺酸盐粗产品,反应式如下

:

2　粗产品的提纯

对烷基苯磺酸盐粗产品提纯,用旋转蒸发器蒸出二氯甲烷、抽滤除去无机盐、分液漏斗萃取除去未磺化油、旋转蒸发器蒸出正己烷等,最后真空干燥得到烷基苯磺酸盐纯样,用两相滴定法[9]测定样品的纯度均在90%以上。3　结论

3.1　以直链 -烯烃、苯、氯磺酸、氢氧化钠等为原料,经傅-克烷基化、磺化、中和反应,合成了碳链长度不同的四种烷基苯磺酸盐表面活性剂;

3.2　利用两相滴定法对提纯后的活性物含量进行了测定,最终纯度均达到90%以上。

[参考文献]

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内蒙古石油化工 2010年第24期　

收稿日期:2010-09-18

基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2005CB 221305),黑龙江省研究生创新科研项目(Y JSCX 2008-044HL J)资助。

作者简介:杨昭(1980-),男,硕士,助教,主要从事油田应用化学方面的研究。

光束传播法在光波导中的应用

凤　兰,吴根柱,霍海燕

(内蒙古电子信息职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010010)

摘　要:近几年来出现了一些分析集成光波导的数值分析方法,在这些方法中,光束传播法是分析光波导器件的一种有效的方法。本文简单介绍了光束传播法的发展概况和基本计算思路,并利用有限差分光束传播法模拟出了脊波导半导体激光器的剖面,使光束传播法得到了广泛的应用。

关键词:光束传播法;光波导

中图分类号:O439 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2010)24—0005—02

随着光波导技术的发展,用于光波导中的快速、精确的数值模拟方法越来越重要,特别是对于一些结构复杂的平面光波导,由于很难有具体的解析解,所以数值模拟方法对于设计性能优良的平面光波导器件是十分重要的一个环节。

目前光波导的一些理论和计算方法主要集中于模场和传播常数的求解,而对光脉冲在波导中的动态传输则需要采用光束传输法(BPM),因为它可以模拟折射率随传播方向发生变化的波导情形,与特殊的波导模式无关。形象地放映场在波导中的传播与变化情况,对于平面光波导器件设计而言无疑具有很大的实用价值,所以BPM是目前优化设计平面光波导器件最流行的方法。部分或全部使用BPM方法设计并得以实验证实的器件包括:

无源波导器件、光开关、多模波导器件、环形激光器、光延迟线回路、新颖Y分支结构、光连接器、偏振分离器、绝热耦合器等。

1　光束传播法的基本计算思路

光束传输法的基本计算思路如图1所示。假设光场沿着光波导的纵向传播,如果在Z=Z1的平面A 内光场分布已知,BPM就是要通过已知场的分布求出处平面B内的场,然后重复此操作,就可以模拟分析整个集成光波导内的场分布。经过近二十年的发展,BPM已经成功形成了自己的体系。根据是否考虑偏振属性分类,BPM包括标量、半矢量、全矢量三种形式。根据是否考虑反射,BPM包括正向传播BPM和双向传播BPM。为了求解波导的模式,引入了BPM虚轴传播技术[1,2]。实践中最常用的是有限差分光束传播法(FD-BPM),后来严朝军[3]等提出了一种三维有限差分光束传播法,有效而方便地处理了透明边界条件的三维扩展问题,大大扩宽了FD -BPM

法的适用范围。

图1　BPM的基本计算思路

2　用有限差分光束传播法模拟脊波导激光器

2.1　脊波导半导体激光器

脊形光波导半导体激光器[4]是一种重要的波导结构,在集成光学中得到了广泛应用。脊形波是在平

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　2010年第24期 内蒙古石油化工

收稿日期:2009-12-28

基金项目:国家自然科学基金(60366001)资助项目。

作者简介:凤兰(1978—),女(蒙古族),内蒙古电子信息职业技术学院。