CN115093351B - 改性甜菜碱型双子表面活性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改性甜菜碱型双子表面活性剂及其制备方法和应用，属于油田采油技术领域。本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂分子中具有两个正电中心和四个阴离子基团，整体为负电性，因而可有效降低地层吸附，产物易溶于水，具有良好的界面张力性能，临界胶束浓度低，可适用于高温高盐油藏的驱油开采，并可应用于农药、皮革、纺织、涂料、石油化工、日用化学品等领域。

Description

改性甜菜碱型双子表面活性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油田采油技术领域，尤其涉及一种改性甜菜碱型双子表面活性剂及其制备方法和应用。
背景技术
甜菜碱型表面活性剂一般由季铵盐型阳离子部分和阴离子部分所构成，一般由脂肪叔胺与氯乙酸钠、氯乙基磺酸钠等反应而成，由于其独特的内盐结构，可以耐受较高浓度的钙镁等二价离子，可使油水界面张力达到超低，并具有增粘和乳化作用，在三次采油中得到一定的应用。
目前，甜菜碱型双子表面活性剂也获得了较为广泛的研究，双子型甜菜碱型表面活性剂具有更低的临界胶束浓度CMC，具有较低的Kraff点，低温水溶性好，抗盐和二价离子能力强，降低界面张力的性能得到提高。
如发明专利CN201710373662.7公开了一种双子表面活性剂及其制备方法和应用，利用脂肪叔胺和3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应形成脂肪胺羟丙基磺化甜菜碱，然后通过二溴代烷与羟基反应联接，得到甜菜碱型双子表面活性剂。该表面活性剂可耐150000mg/L矿化度，其中Ca2+达到10810mg/L。
发明专利CN201110394030.1公开了一种双羟磺酸甜菜碱表面活性剂及其合成方法，通过烷基伯胺和3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应形成仲胺化合物，再通过和1,2-二溴乙烷反应形成双子叔胺结构，进一步通过和溴乙烷反应形成双子甜菜碱。该发明产物CMC比十二烷基苯磺酸钠低2个数量级，其缺点是中间体和产物均需要抽滤、洗涤、重结晶等精制，产率较低。
然而，现有的甜菜碱型表面活性剂无论是单体还是双子型，由于分子中始终具有正电中心，即使通过阴离子亲水基形成内盐，在负电性的地层岩石表面吸附严重，如丁伟等在《甜菜碱型两性表面活性剂在高温高矿化度油藏条件下砂岩表面的吸附规律》中披露了使用甜菜碱型两性离子表面活性剂在温度为80℃，矿化度为32308mg/L，液固比为 60:1（液相与固相质量的比值），吸附时间为15h的条件下，可达到吸附平衡，表面活性剂浓度为1g/L时吸附量最大，超过10mg/g，这一数值远远高于通常驱油剂在液固比为3:1时吸附量≤2mg/g的指标。甜菜碱型表面活性剂过高的地层吸附量，降低了驱油剂在地层中的驱替距离，限制了其在驱油领域的应用。
发明内容
本发明提供了一种改性甜菜碱型双子表面活性剂及其制备方法和应用，该表面活性剂在保持甜菜碱型双子表面活性剂良好的降低界面张力的性能，具有更低的临界胶束浓度、优良的润湿性等优点外，有效避免了甜菜碱型表面活性剂易于被地层吸附的缺点，适用于高温高盐油藏驱油，大幅度提高采油效果。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性甜菜碱型双子表面活性剂，具有以下式（1）结构式：
Figure 953969DEST_PATH_IMAGE001
式（1）
其中，R1、R2代表C8-C20的饱和或不饱和碳氢链；R3、R4、R5、R6代表烷基羧酸或磺酸盐基团；n为CH2的数值，取值为1~3的正整数；m为聚醚链节的数值，取值为1~3的正整数。可以理解的是，上述方案中，n可具体为1、2、3；m可具体为1、2、3。
作为优选，R1、R2选自C8-C20碳链长度的直链烷基、椰油基、牛脂基、松香基中的至少一种；R3、R4、R5、R6选自乙酸钠、乙基磺酸钠、羟基丙磺酸钠基团中的至少一种。
本发明还提供了一种根据上述任一技术方案所述的改性甜菜碱型双子表面活性剂的制备方法，采用有机伯胺和双端环氧缩水甘油醚开环反应，再与卤代烷基羧酸盐或卤代烷基磺酸盐反应制备得到。
作为优选，包括以下步骤：
将1.0mol有机伯胺、有机溶剂250~350mL加入到三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.5-0.55mol双端环氧缩水甘油醚，滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
Figure 709698DEST_PATH_IMAGE002
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入1.2-1.3mol卤代烷基羧酸或磺酸盐，于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加含有1.2-1.3mol碱和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
Figure 445442DEST_PATH_IMAGE004
向上述产物中降温至常温，加入1.2-1.3mol卤代烷基羧酸或磺酸盐，于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加含有1.2-1.3mol碱和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液。
作为优选，所述双端环氧缩水甘油醚选自聚合度为1-3的二缩水甘油醚至少一种，具有以下式（2）结构式：
Figure 359915DEST_PATH_IMAGE005
式（2）
其中，n为CH2的数值，取值为1~3的正整数；m为聚醚链节的数值，取值为1~3的正整数。
可以理解的是，所采用的双端环氧缩水甘油醚来源于安徽新远科技股份有限公司的市售二缩水甘油醚型活性稀释剂产品，可优选乙二醇二缩水甘油醚XY669（n=1、m=1）、二乙二醇二缩水甘油醚XY206（n=1，m=2）、三乙二醇二缩水甘油醚XY216（n=1，m=3）、二丙二醇二缩水甘油醚XY208（n=2、m=2）、1,4-丁二醇二缩水甘油醚622（n=3，m=1）中的一种或几种。值得说明的是，二缩水甘油醚型活性稀释剂每个分子含有两个环氧键，可同时与两个伯胺分子反应并作为联接基团形成双子结构，本发明反应条件温和，原料易于购得并可定制特定型号的产品。
作为优选，所述有机伯胺选自C8-C20碳链长度的直链脂肪胺、椰油胺、牛脂胺和松香胺中的至少一种；所述有机溶剂选自无水乙醇、95%乙醇和异丙醇中的至少一种；所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种；所述卤代烷基羧酸或磺酸选自氯乙酸钠、氯乙基磺酸钠、3-氯-2-羟基丙磺酸钠、溴乙酸钠和溴乙基磺酸钠中的至少一种。
作为优选，所加入的有机伯胺与双端环氧缩水甘油醚的摩尔比为1：（0.5-0.55），步骤（2）所加入的有机伯胺与卤代烷基羧酸或磺酸盐的摩尔比为1：（1.2-1.3）；步骤（3）所加入的有机伯胺与卤代烷基羧酸或磺酸盐的摩尔比为1：（1.2-1.3）；所加入的碱与卤代烷基羧酸或磺酸盐的摩尔比为1:1。
可以理解的是，上述方案中限定了有机伯胺与双端环氧缩水甘油醚摩尔比，是因为若加入量低于这个摩尔比，会导致双端环氧缩水甘油醚过量，产生部分叔胺中间体，并可因过度联接形成多聚化合物甚至不溶物，同时会使后续阴离子亲水基的加成数量减少，而高于这个摩尔比，会导致有机伯胺过量，联接不充分，最终形成单体型甜菜碱，目标产物双子表面活性剂含量降低，影响产品界面张力和耐吸附性能；同时，也限定了中间体与卤代烷基羧酸或磺酸盐的摩尔比，是因为若加入量低于这个摩尔比，会导致卤代烷基羧酸或磺酸盐过量，产生过量未反应物和水解产物等杂质，而高于这个摩尔比，会导致反应不完全，阴离子亲水基的加成数量减少，目标产物含量低，同时，该摩尔比也考虑到了卤代烷基羧酸或磺酸盐的水解损失情况；同理，限定了碱和水的数量，是因为若碱高于这个数量，会导致pH过高，卤代烷基羧酸或磺酸盐水解加剧，若碱低于这个数量，卤代烷基羧酸或磺酸盐反应不充分，若水分低于这个数量，会导致卤代烷基羧酸或磺酸盐溶解不充分，反应不完全，同时难以控制碱液滴加速度，导致局部pH过高，加剧卤代烷基羧酸或磺酸盐水解，而水分高于这个数量，则使产生的盐分溶于产品，降低了产品有效含量；同时，限定了有机溶剂的数量，是因为若加入量高于这个数量，会导致有机溶剂过多，增加蒸馏浓缩等后续处理的负担，而低于这个数量，会导致体系相对含水过多，无机盐等杂质溶于其中，盐分析出不充分，造成体系杂质含量高，产品性能降低，而进一步提纯的后续处理相当繁琐。
可以理解的是，本发明提供的合成步骤（2）和（3）极其相似，在采用同一种类阴离子基团时完全可以合并实施，将其分开是考虑到可以采用不同种类的阴离子基团的需要。卤代烷基羧酸或磺酸盐的多批次分步加入，可以减少其水解损耗并利于正常搅拌，盐分的两次分离也有利于反应进行和正常搅拌。
本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂在70℃、总矿化度＞82000mg/L、其中Ca2+浓度大于5000mg/L的油藏驱油中的应用。
作为优选，应用时，其使用浓度为0.05%-0.3%。
作为优选，在使用浓度为0.3%时，其界面张力≤4.86×10-3mN/m，在使用浓度为0.05%时，其界面张力≤1.26×10-3mN/m。
作为优选，应用时，在使用浓度为0.3%时，经石英砂吸附后，其界面张力≤4.17×10-3mN/m，吸附量≤1.862mg/g。
相比于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂具有新颖的结构，分子中具有两个正电中心和四个阴离子基团，其正电子基团和其中的阴离子基团形成内盐后，整个分子表现为负电性，因而可以与负电性的地层岩石表面互斥，有效降低了地层吸附量。
2、本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂比单链表面活性剂具有更低的临界胶束浓度，在较低浓度下可获得更好的界面活性，同时具有低温溶解性好、降低界面张力的性能高等。
3、本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂具有甜菜碱表面活性剂耐温抗盐、抗二价离子的性质，可有效降低油水界面张力，产物表现出一定的粘弹性，在驱油方面具有结构和性能上的优势。
4、本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂，其中的羧酸、磺酸和羟基都是强亲水基，易溶于水，不浑浊，无沉淀，适用于驱油产品，以及农药、皮革、纺织、涂料、石油化工、日用化学品等领域。
5、本发明采用长链有机伯胺与双端环氧缩水甘油醚开环反应，再与卤代物反应引入强亲水基，制备方法经典可靠，原料易得且价格相对较低，合成工艺简单，反应条件温和，易于实现工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：十二烷基改性甜菜碱型双子表面活性剂的合成
将十二胺1.0mol（185.35g）、250mL无水乙醇加入到2000mL三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.5mol（155g）二乙二醇二缩水甘油醚（环氧值0.63～0.68eq/100g），滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠1.2mol（236g），于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加48g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，分两次加入氯乙酸钠1.3mol（151.5g），于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加52g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液（样品1）。
加水调整改性甜菜碱型双子表面活性剂有效成分量为50%。
本实施例中的改性甜菜碱型双子表面活性剂，按照式（1），R1、R2为十二烷基，R3、R4为羟基丙磺酸钠，R5、R6为乙基羧酸钠，n=1，m=2。
实施例2：十八烷基改性甜菜碱型双子表面活性剂的合成
将十八胺1.0mol（269.5g）、350mL异丙醇加入到2000mL三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.55mol（200g）二丙二醇二缩水甘油醚（环氧值0.52～0.57eq/100g），滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入氯乙基磺酸钠1.3mol（216.5g），于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加52g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，分两次加入氯乙酸钠1.3mol（151.5g），于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加52g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液（样品2）。
加水调整改性甜菜碱型双子表面活性剂有效成分量为50%。
本实施例中的改性甜菜碱型双子表面活性剂，按照式（1），R1、R2为十八烷基，R3、R4为乙基磺酸钠，R5、R6为乙基羧酸钠，n=2，m=2。
实施例3：牛脂基改性甜菜碱型双子表面活性剂的合成
将牛脂胺1.0mol（270g）、300mL 95%乙醇加入2000mL三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.52mol（133g）1,4-丁二醇二缩水甘油醚（环氧值0.74～0.83eq/100g），滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入氯乙基磺酸钠1.3mol（216.5g），于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加48g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，分两次加入氯乙基磺酸钠1.3mol（216.5g），于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加52g氢氧化钠和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液（样品3）。
加水调整改性甜菜碱型双子表面活性剂有效成分量为50%。
本实施例中的改性甜菜碱型双子表面活性剂，按照式（1），R1、R2为牛脂基，R3、R4为乙基磺酸钠，R5、R6为乙基磺酸钠，n=3，m=1。
实施例4：松香基改性甜菜碱型双子表面活性剂的合成
将松香胺1.0mol（186g）、350mL异丙醇加入2000mL三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.52mol（176g）三乙二醇二缩水甘油醚（环氧值0.56～0.62eq/100g），滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入溴乙酸钠1.2mol（193.2g），于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加67.32g氢氧化钾和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，分两次加入溴乙酸钠1.3mol（209.2g），于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加72.93g氢氧化钾和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液（样品4）。
加水调整改性甜菜碱型双子表面活性剂有效成分量为50%。
本实施例中的改性甜菜碱型双子表面活性剂，按照式（1），R1、R2为松香基，R3、R4为乙基羧酸钠，R5、R6为乙基羧酸钠，n=1，m=3。
实施例5：椰油基改性甜菜碱型双子表面活性剂的合成
将椰油胺1.0mol（180g）、250mL无水乙醇加入到2000mL三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.5mol（133g）乙二醇二缩水甘油醚（环氧值0.72～0.77eq/100g），滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入3-氯-2-羟基丙磺酸钠1.2mol（236g），于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加20.4g氨和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，分两次加入溴乙基磺酸钠1.3mol（274.3g），于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加22.1g氨和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液（样品5）。
加水调整改性甜菜碱型双子表面活性剂有效成分量为50%。
本实施例中的改性甜菜碱型双子表面活性剂，按照式（1），R1、R2为椰油基，R3、R4为羟基丙磺酸钠，R5、R6为乙基磺酸钠，n=1，m=1。
性能测试—界面张力测试
根据中石化胜利石油管理局有限公司企业标准《驱油用表面活性剂技术要求》Q/SH1020 2191-2018所提供的技术要求，对实施例1-5合成的改性甜菜碱型双子表面活性剂样品溶液进行界面张力测试。
用胜利油田某区块模拟水（总矿化度82000mg/L，Ca2+浓度5100mg/L）配制0.05%-0.3%的样品溶液，使用胜利油田某区块脱水原油，用TX-500C界面张力仪在70℃下、5000r/min条件下测试样品的界面张力，其中，界面张力的参考值小于5×10-3N/m，测试结果如表1所示：
表1 改性甜菜碱型双子表面活性剂界面张力 单位：10-3mN/m
Figure 813899DEST_PATH_IMAGE006
结合表1数据可见，本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂样品在0.05%-0.3%浓度范围的界面张力均低于5×10-3mN/m，满足中石化胜利石油管理局有限公司企业标准《驱油用表面活性剂技术要求》Q/SH1020 2191-2018所提供的界面张力（0.3%）≤5×10- 3mN/m技术要求，具体的，在使用浓度为0.3%时，其界面张力≤4.86×10-3mN/m，在使用浓度为0.05%时，其界面张力≤1.26×10-3mN/m，均显著低于企业标准≤5×10-3mN/m的技术要求，这充分说明改性甜菜碱型双子表面活性剂具有耐温抗盐性质，可使界面张力显著降低。
性能测试—吸附后界面张力测试
根据中石化胜利石油管理局有限公司企业标准《驱油用表面活性剂技术要求》Q/SH1020 2191-2018提供的方法，取上述实施例1-5（样品1-5）配制的0.3%浓度表面活性剂溶液90.0g，与30.0g模拟地层砂混合，放入恒温水浴（温度70℃，转速170 r/min）中振荡24 h。
取出样品，静置30min后取上层清液（如果溶液浑浊用离心机离心），按照SY/T5370测定方法，在70℃温度下用旋转滴界面张力仪测定上层清液与实验油样间界面张力，其中，界面张力的参考值＜1×10-2N/m，测试结果如表2所示：
表2 0.3%浓度样品吸附后界面张力 单位：10-3mN/m
Figure 950482DEST_PATH_IMAGE007
结合表2数据可见，本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂样品在0.3%浓度下，经石英砂吸附后，界面张力均≤4.17×10-3mN/m，显著优于中石化胜利石油管理局有限公司企业标准《驱油用表面活性剂技术要求》Q/SH1020 2191-2018所提供的界面张力（0.3%）≤1×10-2mN/m技术要求，说明改性甜菜碱型双子表面活性剂经吸附后具有良好的界面性能，在驱油领域具有应用潜力。
性能测试—石英砂吸附量测定
按照丁伟等《甜菜碱型两性表面活性剂在高温高矿化度油藏条件下砂岩表面的吸附规律》（《化工进展》2014年第33卷第9 期）所提供的分光光度法，配制所测溶液5～35mg/L浓度的样品溶液，在25℃下、用紫外-可见光分光光度计在228.0nm处测定其吸光度，建立标准曲线。
取上述实施例1-5（样品1-5）配制的0.3%的样品溶液，用紫外-可见光分光光度计在228.0nm处测定其吸光度，对照标准曲线确定活性剂浓度作为起始浓度；取上述实施例1-5（样品1-5）石英砂吸附后的0.3%浓度表面活性剂上清液，用紫外-可见光分光光度计在228.0nm处测定其吸光度，对照标准曲线确定活性剂浓度作为吸附后浓度；根据测定的浓度差和液固比计算表面活性剂样品的吸附量，测定结果如表3所示：
表3 0.3%浓度样品石英砂吸附量 单位：mg/g
Figure 697989DEST_PATH_IMAGE008
结合表3数据可见，本发明提供的改性甜菜碱型双子表面活性剂样品，在0.3%浓度下，经石英砂吸附后，吸附量均≤1.862mg/g，显著低于2mg/g的技术要求，满足驱油用表面活性剂的使用要求。
结合以上测试数据说明，改性甜菜碱型双子表面活性剂因其分子内部存在正电中心并与阴离子基团形成内盐，表现出甜菜碱类似的性质，具有耐温抗盐和优良的降低界面张力的性能，同时由于其分子整体表现为负电性，具有阴离子表面活性剂性质，极大地降低了其地层吸附性，因而适合作为驱油用表面活性剂使用，改性甜菜碱型双子表面活性剂在驱油领域具有结构和性能上的优势。

Claims (8)

1.改性甜菜碱型双子表面活性剂在70℃、总矿化度＞82000mg/L、其中Ca2+浓度大于5000mg/L的油藏驱油中的应用，其特征在于，所述改性甜菜碱型双子表面活性剂的结构式如式（1）所示：
Figure 146261DEST_PATH_IMAGE001
式（1）
其中，R1、R2为C8-C20碳链长度的直链烷基；R3、R4、R5、R6选自乙酸钠、乙基磺酸钠、羟基丙磺酸钠基团中的至少一种；n为CH2的数值，取值为1~3的正整数；m为聚醚链节的数值，取值为1~3的正整数。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述改性甜菜碱型双子表面活性剂采用有机伯胺和双端环氧缩水甘油醚开环反应，再与卤代烷基羧酸盐或卤代烷基磺酸盐反应制备得到。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述改性甜菜碱型双子表面活性剂通过以下步骤制备得到：
将1.0mol有机伯胺、有机溶剂250~350mL加入到三口反应容器中，搅拌加热至60-70℃，缓慢滴加0.5-0.55mol双端环氧缩水甘油醚，滴加2-4h后，继续搅拌反应2-4h，制得中间体产物；
向上述中间体产物中加入相转移催化剂十六烷基三甲基溴化铵0.01mol，分两次加入1.2-1.3mol卤代烷基羧酸或磺酸盐，于60-70℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加含有1.2-1.3mol碱和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，得到叔胺型双子表面活性剂；
向上述产物中降温至常温，加入1.2-1.3mol卤代烷基羧酸或磺酸盐，于70-80℃下搅拌3-5h，反应过程中滴加含有1.2-1.3mol碱和100g水的溶液，调整pH至8-10之间，滴加完成后继续反应2-4h，静置分层，去除底部盐分，用盐酸调整pH至中性，减压脱除部分有机溶剂，得到改性甜菜碱型双子表面活性剂溶液。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述双端环氧缩水甘油醚选自聚合度为1-3的双端环氧缩水甘油醚中的至少一种，具有以下式（2）结构式：
Figure 10311DEST_PATH_IMAGE002
式（2）
其中，n为CH2的数值，取值为1~3的正整数；m为聚醚链节的数值，取值为1~3的正整数。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述有机伯胺选自C8-C20碳链长度的直链脂肪胺、椰油胺、牛脂胺和松香胺中的至少一种；所述有机溶剂选自无水乙醇、95%乙醇和异丙醇中的至少一种；所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种；所述卤代烷基羧酸或磺酸选自氯乙酸钠、氯乙基磺酸钠、3-氯-2-羟基丙磺酸钠、溴乙酸钠和溴乙基磺酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，应用时，其使用浓度为0.05%-0.3%。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在使用浓度为0.3%时，其界面张力≤4.86×10-3mN/m，在使用浓度为0.05%时，其界面张力≤1.26×10-3mN/m。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，应用时，在使用浓度为0.3%时，经石英砂吸附后，其界面张力≤4.17×10-3mN/m，吸附量≤1.862mg/g。
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