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甜菜碱型表面活性剂是典型的一类两性表面活性剂,具有独特的性质。但由于技术价格等原因,目前甜菜碱型表面活性剂在品种和质量上均不能满足相关领域要求,因而其合成及工业应用研究越来越受到关注。甜菜碱型表面活性剂用于三次采油中的文献报道很少,考虑到该类表面活性剂具有良好的起泡性和泡沫稳定性特点,有可能适合泡沫驱油用表面活性剂。合成了系列烷基酰胺羟基磺基甜菜碱,探讨了合成工艺、表面张力、原油/水界面性能以及泡沫性能,为该类表面活性剂在三次采油中的应用进行初步的探索。以不同碳链长度的脂肪酸和N,N-二甲基丙二胺为原料,经过酰胺化缩合反应,制备了四种叔胺中间体:十二酰胺丙基二甲基胺(DAPDA)、十四酰胺丙基二甲基胺(TAPDA)、十六酰胺丙基二甲基胺(HAPDA)以及十八酰胺丙基二甲基胺(OAPDA)。以脂肪酸转化率为考察指标,重点讨论了反应温度、反应时间对合成反应的的影响。结果表明:反应温度150℃,反应时间7h,脂肪酸转化率均在94%以上。其次,以上述四种叔胺中间体和3-氯-2-羟基丙磺酸钠(实验室自制)为原料,经过季铵化反应,制得了四种甜菜碱型表面活性剂:十二酰胺羟基磺基甜菜碱(DAHSB)、十四酰胺羟基磺基甜菜碱(TAHSB)、十六酰胺羟基磺基甜菜碱(HAHSB)以及十八酰胺羟基磺基甜菜碱(OAHSB)。以HAHSB的合成为例,通过正交试验确定了较佳合成条件,结果表明:用水作溶剂时,较佳合成条件是,反应温度85℃,反应时间6h,叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠的摩尔比为1:1.1,物料百分比30wt%,收率达83.6%;用异丙醇/水作混合溶剂时,较佳合成条件是,反应温度80℃,反应时间6h,叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠的摩尔比为1:1.1,异丙醇与水的体积比为1:2,收率达88.9%。用红外光谱、紫外光谱、核磁共振、质谱等方法对产品结构进行表征。针对大庆油田条件,研究了上述四种甜菜碱表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度。探讨了四种甜菜碱表面活性剂与油/水界面张力最小值及动态值的浓度、碱度特性。对四种甜菜碱表面活性剂体系界面张力稳定性进行了测试。考察了四种甜菜碱表面活性剂体系的泡沫性能。界面张力性能测试表明,存在最佳表面活性剂浓度(0.1wt%)和碱浓度(0.5wt%),此条件下各表面活性剂体系与油/水界面张力最小值均能达到10-3mN/m数量级。泡沫性能测试表明,表面活性剂浓度为0.3wt%时,泡沫性能达到最佳状态,如DAHSB体系泡沫综合指数达到117117。