一種CO2乳液及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種CO2乳液及其制備方法，所述乳液包括如下成分：CO2、十二烷基硫酸鈉、其他表面活性劑和水；其中以水的質量為100％計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.001～1％，其他表面活性劑質量百分比濃度為0～10.0％、優選為3.0～7.0％；CO2以液體CO2計其與水的體積比為1～5∶1。本發明專利技術乳液可大大降低CO2乳液的制備成本和制備條件；同時，研究發現，本發明專利技術的CO2乳液能夠穩定數小時以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于乳液制備
，具體的說，本專利技術涉及一種CO2乳液及其制備方法。
技術介紹
乳狀液在工業生產和日常生活中有著廣泛的應用，例如家用洗滌劑、工業用洗滌齊U、醫療器械清洗劑、化妝品和制藥工業、食品工業、造紙工業、紡織工業、石油工業、金屬加工工業等領域。雖然目前常規乳狀液的研究和應用很多，但人們對co2/H2o乳液體系的乳化性和發泡性的理解和認識相對于常規乳狀液體系來說只是處于起步階段。這些“綠色”乳液的不可燃、無毒、環境溫和等特性具有非常誘人的價值。水與CO2形成的乳液根據乳液液滴的大小可以分為:微乳液(< IOnm),細乳液(< 500nm)和乳液(> 500nm)。這些乳液也應用到了不同的工業領域中，其中包括光阻材料的干燥、干洗、納米晶粒的合成、酶催化和提高石油采收率等。目前，高度乳化的C/W乳液在提高采收率方面的應用引起很大的關注。這些乳液被用來提高CO2在多孔巖石中的擴散性，從而確保CO2在整個多孔介質中均勻流動。目前，CO2乳液的制備多是采用氟化的表面活性劑，價格昂貴；并且目前的乳液制備條件比較苛刻，其工業適用性不強。例如，Dhanuka在25°C，20.7MPa和34.5MPa下制備了 CO2與H2O的質量比為90: 10的高濃度C02/H20乳液，結果發現該乳液可以穩定存在2小時，2 小時后連續相發生沉降(Dhanuka VV, Dickson JL, Ryoo W et al.High internalphase C02-1n_water emulsions stabilized with a branched nonionic hydrocarbonsurfactant.Journal of colloid and interface science,2006,298:406-418.)；Dhanuka利用TMN-6 (異 構醇乙氧基化物)生成了 H20/C02乳液和C02/H20乳液，研究發現在250C >6.9MPa,50wt% C02,5wt% TMN-6條件下，體系容易形成C02/H20乳液，但是該條件下形成的乳液只能穩定存在15分鐘。由文獻調研表明，目前獲得的CO2乳液具有如下的缺點:第一，制備CO2乳液的表面活性劑費用昂貴，不是大規模工業生產的產品；第二，低壓下制備的CO2乳液穩定性差。這些問題極大限制了 CO2乳液的應用領域及范圍。為了降低CO2乳液的制備成本，并降低CO2乳液的制備條件，本專利技術提供了一種co2/h2o乳液及其制備方法。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種CO2乳液。本專利技術的另一目的在于提供所述CO2乳液的制備方法。為達上述目的，一方面，本專利技術提供了一種CO2乳液，所述乳液的原料組成包括:CO2、十二烷基硫酸鈉(SDS)、其他表面活性劑和水；其中以水的質量為100%計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.001 I %，其他表面活性劑質量百分比濃度為O 10.0%；C02以液體CO2計其與水的體積比為I 5: I。其中其他表面活性劑質量百分比濃度優選為3.0 7.0%。其中SDS、其他表面活性劑質量百分比濃度是以水的質量為100%來計算。其中本專利技術所述的SDS的分子結構為CH3(CH2) n0S03Na。其中優選十二烷基硫酸鈉質量百分比濃度為0.005 1%。本專利技術的CO2乳液穩定時間隨著CO2-H2O體積比的增大而減小，因此，CO2以液體CO2計其與水的體積比進一步優選1.5 4.5: I，最優選2: I。根據本專利技術所述的乳液，所述表面活性劑為本領域所常用，為本領域技術人員所知曉，而由于SDS也屬于表面活性劑的一種，故所述的其他表面活性劑可以理解為除SDS以外的本領域所使用的任何表面活性劑。而為了進一步提高本專利技術技術方案的效果，本專利技術優選所述其他表面活性劑為非離子表面活性劑；其中可以進一步優選吐溫(Tween)系列、大水山梨醇脂肪酸脂(Span)系列表面活性劑中的一種或多種的組合，其中更優選為吐溫80。本專利技術中以SDS和吐溫80形成的乳液為例來進行說明。本專利技術研究發現，新型表面活性劑復配組成中，吐溫80的醚鍵、羥基與水形成的氫鍵隨溫度的升高而變弱，表面活性劑由水相向CO2相轉移，因而吐溫80更容易形成H20/C02乳液和中間相乳液。SDS屬于陰離子型表面活性劑，當SDS在界面吸附時，親CO2基團插入CO2相，親水基團留在水中，無機離子部分電離，使乳液液滴帶有相同電荷，液滴接近時相互之間的靜電斥力防止液滴的聚結，提高了乳液的穩定性。當SDS濃度低于臨界膠束濃度時，SDS對乳液的穩定性幾乎沒有影響。所以，在CO2乳液制備過程中SDS的加入量應該高于其臨界膠束濃度。本專利技術的CO2乳液中，純SDS形成的乳液穩定性高于純吐溫80形成乳液的穩定性；二者形成的復配表面活性劑 的乳化效果高于單獨表面活性劑的乳化效果；其它表面活性劑優選吐溫80，吐溫80含量的優選范圍為:0.0 10.0wt%，更優選為3.0 7.0% ;表面活性劑SDS含量優選0.001 Iwt %，最優選為0.5wt%0因此，本專利技術的乳液中其他表面活性劑含量為0%時，可以理解為不含有其他表面活性劑。S卩，所述乳液可以包括如下成分:液體CO2、十二烷基硫酸鈉和水；其中以水的質量為100%計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.001 1% ;液體CO2和水體積比為1:1 5:1 ;其中優選十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.005 0.5%，更優選0.5%。其中再優選CO2以液體CO2計其與水的體積比為1.5 4.5: 1，更優選為2 3.2: 1，最優選 2: I。而為了進一步提高本專利技術乳液的穩定性，所述乳液可以優選的為:液體CO2、十二燒基硫酸納、其他表面活性劑、和水；其中以水的質量為100%計,十_■燒基硫酸納的質量百分比濃度為0.001 I %，其他表面活性劑質量百分比濃度為0.1 10.0%;液體CO2和水體積比為1:1 5: I ；其中更優選其他表面活性劑質量百分比濃度為3.0 7.0% ;其中再優選十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.005 0.5% ;其中再優選CO2以液體CO2計其與水的體積比為1.5 4.5: I ；更優選CO2以液體CO2計其與水的體積比為2 3.2: I ；其中再優選十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.5% ；在此基礎上更優選其他表面活性為吐溫80 ；其中再優選CO2以液體CO2計其與水的體積比為2:1;其中最優選吐溫80質量百分比濃度為5.0%。根據本專利技術所述的CO2乳液，所述乳液的原料組成還可以包括:由Mg2+、Ca2+、Na+和/或K+，與SO42' CO32-和/或Cl—組成的鹽；所述的鹽優選為Na2SO4和/或NaCl ；以乳液中水的質量為100%計，所述NaCl或Na2SO4的質量百分比濃度為O 50.0% ；其中優選為0.1 10.0%。當所述乳液的原料組成還包括由Mg2+、Ca2+、Na+和/或K+，與S042-、C032_和/或Cl—組成的鹽時，所述乳液的原料組成具體包括:液體CO2、十二烷基硫酸鈉、其他表面活性劑、所述的鹽和水；其中以水的質量為100%計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CO2乳液，其特征在于，所述乳液的原料組成包括：CO2、十二烷基硫酸鈉、其他表面活性劑和水；其中以水的質量為100％計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.001～1％，其他表面活性劑質量百分比濃度為0～10.0％、優選為3.0～7.0％；CO2以液體CO2計其與水的體積比為1～5∶1。

【技術特征摘要】
1.一種CO2乳液，其特征在于，所述乳液的原料組成包括=CO2、十二烷基硫酸鈉、其他表面活性劑和水；其中以水的質量為100%計，十二烷基硫酸鈉的質量百分比濃度為0.001 I%，其他表面活性劑質量百分比濃度為O 10.0 %、優選為3.0 7.0% ；C02以液體CO2計其與水的體積比為I 5: I。2.根據權利要求1所述的乳液，其特征在于，所述其他表面活性劑為非離子型表面活性劑，其中優選為吐溫系列、大水山梨醇脂肪酸脂系列表面活性劑，或它們之間的組合，其中更優選為吐溫80。3.根據權利要求1所述的乳液，其中，所述乳液的原料組成還包括:由Mg2+、Ca2+、Na+/或K+，與S042_、C032_/或Cr組成的鹽，優選Na2SO4和/或NaCl ；以乳液中水的質量為100%計，所述NaCl或Na2SO4的質量百分比濃度為O 50.0%，優選為0.1 10.0%。4.根據權利要求1所述的乳液，其特征在于，所述CO2以液體CO2計其與水的體積比為1.5 4.5: I。5.權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫長宇，李實，張可，劉蓓，陳光進，袁青，馬政偉，曾新陽，王曉輝，王雪，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：