本文關(guān)鍵詞：驅(qū)油用新型甜菜堿表面活性劑的合成及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：羥基磺基甜菜堿型表面活性劑是一種甜菜堿型兩性表面活性劑,以其獨特的內(nèi)鹽結(jié)構(gòu),具有較強的耐溫、耐鹽能力,同時在較寬的pH值范圍內(nèi)具有良好的界面活性劑,此外還具有與其他表面活性劑優(yōu)良的復配性能,作為驅(qū)油用表面活性劑,在三次采油領域具有廣闊的應用前景。以環(huán)氧氯丙烷、亞硫酸氫鈉、長鏈脂肪醇、二甲胺等為原料,通過各中間產(chǎn)物的合成,最終制得系列雙羥基磺基甜菜堿表面活性劑,N-(3-烷氧基-2-羥基)丙烷基-N,N-二甲基銨基-2-羥基丙磺酸鈉(CnSZ n=8,10,12,14,16)。其中,采用單因素法優(yōu)化合成3-氯-2-羥基丙磺酸鈉中的投料比,以及中間產(chǎn)物縮水甘油醚合成過程中的最佳溫度,對季銨化反應進行正交優(yōu)化實驗確定最佳反應條件。并運用紅外光譜、核磁氫譜對中間產(chǎn)物和終產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)表征。測定了合成的系列新型表面活性劑的Krafft點、表面性質(zhì)、抗硬水穩(wěn)定性。結(jié)果表明：五種表面活性劑的krafft點均低于0℃,表現(xiàn)出良好的水溶性；臨界膠束濃度(CMC)和表面張力(γcmc)隨著疏水鏈從C8至C16分別從9.1×10-4mol/L減小到4mol/L由36.4mN/m減小至30.9mN/m,其中C16的Ycmc略有增加,為31.2mN/m,但均低于傳統(tǒng)的陽離子十二烷基(N,N,N-三甲基)溴化銨、陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉,表現(xiàn)出較高的表面活性；其他表面活性參數(shù)pC20、Γmax、Amin求解結(jié)果顯示該類表面活性劑在氣液界面吸附強,降低表面張力的效率高；在硬水中的平均穩(wěn)定性等級均在4級,抗硬水能力良好。此外,采用Warning-Blender法對五種表面活性劑的泡沫性能進行測試,確定最佳發(fā)泡濃度,發(fā)泡體積與半衰期隨著碳鏈增加均呈現(xiàn)先增加后減小,C14SZ發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性最好。通過分水法研究乳化性能,結(jié)果表明隨著碳鏈的增長,最佳乳化濃度逐漸減小,乳液穩(wěn)定性增強�？疾旌铣傻谋砻婊钚詣┯退缑嫘阅�,結(jié)果表明C12SZ、C14SZ在濃度為0.4wt%時油水界面張力達到10-3mN/m數(shù)量級,達到驅(qū)油用表面活性劑要求,且其抗溫抗鹽穩(wěn)定性優(yōu)于十二烷基丙基磺基甜菜堿表面活性劑。選用C12SZ、 C14SZ與非離子、陰離子、陰-非兩性離子表面活性劑進行復配體系界面性能與抗溫抗鹽穩(wěn)定性研究,以及優(yōu)化復配比例,最終確定C12SZ與脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉(AESO)為最優(yōu)復配體系。本文還研究了溫度、鹽濃度、pH對C12SZ+AESO (I4)體系界面性能影響,結(jié)果顯示復配體系分別在35～85℃溫度范圍內(nèi),Na+濃度達到4OOOOmg/L, Ca2+離子濃達到5000mg/L, pH值在2-12范圍內(nèi),油水界面張力均在103mN/m范圍內(nèi),達到驅(qū)油用表面活性劑要求,表現(xiàn)出良好的耐溫性、抗鹽性、較寬pH穩(wěn)定性。由于該復配體系中羥基磺基甜菜堿表面活性劑特殊的內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)與所含的羥基,以及陰-非兩性離子表面活性劑分子中聚氧乙烯鏈使得體系在高溫高鹽油藏條件下表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,超低油水界面張力,同時表現(xiàn)出較寬pH使用范圍的特性。
【關(guān)鍵詞】：羥基磺基甜菜堿型表面活性劑 合成 表面性質(zhì) 泡沫性 超低界面張力 復配及優(yōu)化
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ423;TE357.46
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 兩性表面活性劑10-11
• 1.2.1 兩性表面活性劑概述10-11
• 1.2.2 甜菜堿型表面活性劑概述11
• 1.3 甜菜堿表面活性劑分類與合成研究11-17
• 1.3.1 羧基甜菜堿型表面活性劑12-13
• 1.3.2 磺基甜菜堿型表面活性劑13-15
• 1.3.3 其他類甜菜堿型表面活性劑15-17
• 1.4 甜菜堿表面活性劑的性能研究17-18
• 1.5 選題目的與意義18
• 1.6 研究內(nèi)容18-20
• 第2章 雙羥基磺基甜菜堿表面活性劑的合成20-36
• 2.1 實驗材料及試劑20-21
• 2.2 3-氯-2-羥基丙磺酸鈉的合成21-24
• 2.2.1 實驗方案21-22
• 2.2.2 實驗步驟22
• 2.2.3 結(jié)果與討論22-24
• 2.2.3.1 反應條件的確定22-23
• 2.2.3.2 3-氯-2-羥基丙磺酸鈉結(jié)構(gòu)表征23-24
• 2.3 長鏈烷基縮水甘油醚的合成24-27
• 2.3.1 實驗方案24-25
• 2.3.2 實驗步驟25
• 2.3.3 結(jié)果與討論25-27
• 2.3.3.1 反應條件的確定25-26
• 2.3.3.2 烷基縮水甘油醚紅外譜圖分析26-27
• 2.4 叔胺的合成27-29
• 2.4.1 實驗方案27
• 2.4.2 實驗方法27-28
• 2.4.3 結(jié)果與討論28-29
• 2.5 雙羥基磺酸鹽甜菜堿表面活性劑的合成29-34
• 2.5.1 實驗方案29
• 2.5.2 實驗步驟29-30
• 2.5.3 結(jié)果與討論30-34
• 2.5.3.1 反應條件的確定30-31
• 2.5.3.2 產(chǎn)物提純31
• 2.5.3.3 產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征31-34
• 2.6 小結(jié)34-36
• 第3章 雙羥基磺基甜菜堿表面活性劑的性能研究36-52
• 3.1 實驗材料及試劑36-37
• 3.2 實驗內(nèi)容及方法37-40
• 3.2.1 Krafft點的測定37
• 3.2.2 表面張力的測定37-38
• 3.2.3 抗硬水性38-39
• 3.2.4 泡沫性能的測定39-40
• 3.2.5 乳化性能的測定40
• 3.3 結(jié)果與討論40-50
• 3.3.1 Krafft點及其熔點40
• 3.3.2 表面張力及其物性參數(shù)40-44
• 3.3.3 抗硬水性44-45
• 3.3.4 泡沫性能的測定45-48
• 3.3.5 乳化性能的測定48-50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第4章 雙羥基磺基甜菜堿表面活性劑驅(qū)油體系的性能研究52-64
• 4.1 實驗材料及試劑52-53
• 4.2 實驗內(nèi)容及方法53-54
• 4.2.1 測定原理53-54
• 4.2.2 測定方法54
• 4.3 結(jié)果與討論54-62
• 4.3.1 產(chǎn)物的界面活性研究54-56
• 4.3.2 復配體系界面活性研究56-58
• 4.3.3 溫度對復配體系界面活性影響58-59
• 4.3.4 無機鹽對復配體系界面活性影響59-61
• 4.3.5 pH復配體系界面活性影響61-62
• 4.4 小結(jié)62-64
• 第5章 結(jié)論64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-73
• 發(fā)表論文73

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