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石油磺酸盐因界面活性强、与原油配伍性好、生产成本低、制备工艺简单等优点被广泛用作三次采油用表面活性剂;新疆克拉玛依炼厂减四线馏分油生产白油时,在脱酸精制过程中副产大量的重质环烷酸,其分子中含有亲水性羧基,是天然廉价的宝贵资源,但因其酸值较低、平均分子量大、黏度大等缺点一直未得到充分地开发利用;本文以克拉玛依炼厂副产的重质环烷酸为原料制备具有羧基和磺酸基两个亲水性基团的阴离子表面活性剂,并考察其在三次采油中的应用前景。(1)本文结合催化氧化反应和磺化反应用于重质环烷酸的改性过程;以环烷酸盐为氧化催化剂、氧气为氧化剂,以低浓发烟硫酸为磺化剂、1,2-二氯乙烷为磺化溶剂,固定磺化反应条件,考察氧化温度T、氧化时间t对原料油氧化前后的酸值、羟值、黏度等的影响,并以磺化后的水/油溶性羧-磺酸盐收率为考察目标对氧化条件进行优化,实验得出,在最优氧化条件下水溶性羧-磺酸盐收率为76.13%、油溶性羧-磺酸盐收率为37.19%,羧-磺酸盐总收率达到113.32%;(2)本文对制备的羧-磺酸盐产品进行了组成分析、基础性能测试及平均结构测定;由两相滴定法得出油/水溶性羧-磺酸盐的活性物含量分别为43.00%和57.00%;由羧-磺酸盐耐温耐盐性能发现,油/水溶性羧-磺酸盐具有良好的耐温性能,水溶性羧-磺酸盐的耐盐性能优于油溶性羧-磺酸盐,两者对一价Na+有良好的耐受能力,但对二价Ca2+的耐受能力不足;由羧-磺酸盐的FT-IR光谱分析得出,羧-磺酸盐具有羧基和磺酸基两种官能团,1H-NMR计算出其分子结构支化度较低,ESI-MS分析得出水溶性羧-磺酸盐平均分子量为(?)W(28)5350.、油溶性羧-磺酸盐的平均分子量(?)W(28)6173.,同时,模拟出了羧-磺酸盐的平均结构式,对重质环烷酸的反应过程进行了合理性推测;(3)本文考察羧-磺酸盐单剂与阴离子表面活性剂KPS、阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂6501的复配体系和单剂与碱、聚合物组成的二元(AS、SP复配体系)、三元复配体系(ASP复配体系)与煤油、克炼T71#油、锦州57#油的油水界面张力,实验得出,羧-磺酸盐单剂能将煤油、克炼T71#油、锦州57#油的油水界面张力降低至100mN/m范围,其与CTAB、6501的复配体系能将油水界面张力降低至10-2mN/m10-3mN/m超低界面张力范围,与KPS的复配效果则达不到超低界面张力,其与碱、聚合物的二元复配体系均能有效地降低油水界面张力,与碱复配的AS体系中强碱NaOH的协同作用明显优于弱碱Na2CO3,与聚合物复配的SP体系中油溶性羧-磺酸盐复配效果优于水溶性羧-磺酸盐复配效果,但SP复配降低油水界面张力的能力远不如AS复配体系,同时,在适当复配比例下,二元AS复配体系和三元ASP复配体系均能降低油水界面张力至10-2mN/m10-3mN/m范围,达到了三次采油对表面活性剂界面张力性能的要求。