[發明專利]具有CO2

有效

• 申請號: 202110692724.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113292984B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 任海寧;孫春同;孫永強;孫霜青;韓慶建;趙?;胡松青
• 申請（專利權）人: 東營施普瑞石油工程技術有限公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/584
• 分類號: C09K8/584;C09K8/60
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 趙以芳

本發明公開了一種具有CO₂/雙響應型表面活性劑的Pickering乳狀液及制備方法，屬于油氣田化學劑技術領域。制備方法包括：首先制備羧基改性的納米二氧化硅顆粒，然后制備CO₂/氧化還原雙重響應性型表面活性劑，最后將羧基改性的納米二氧化硅顆粒與CO₂/氧化還原雙重響應性型表面活性劑按照一定比例混合，加入到一定比例的油水兩相中，通過渦旋震蕩儀在一定轉速下乳化，即得。本發明乳狀液不僅具有良好的穩定性，當乳狀液不再需要保持穩定狀態時，僅向乳液體系中通入CO₂或加入氧化劑就可以打破乳液的穩定狀態，實現破乳，另一方面，向該乳狀液中通入N₂或加入還原劑可實現乳化的可逆過程，重新得到穩定的乳液。

技術領域

本發明屬于油氣田化學劑技術領域，具體涉及一種具有CO₂/雙響應型表面活性劑的 Pickering乳狀液及制備方法。

背景技術

乳液在生產生活中應用廣泛，但有時乳液只需要在某一階段保持穩定，隨后的階段又需要將這些乳液破乳，避免帶來不良影響。如原油開采中，特定階段需要加入表面活性劑形成穩定的乳液，在隨后的過程中又要求這些穩定的乳液破乳。在這些情況下，必須在系統中引入額外的物理或化學破壞機制，以使乳化液不穩定，這大大增加資本和運營成本。為了滿足生產生活的需要，近年來研究人員對開關響應型的乳化劑展開了廣泛的研究。Pickering乳液由于是由納米顆粒穩定的乳狀液相對于傳統表面活性劑穩定的乳液具有極高的抗聚結性和穩定性、良好生物相容性和環境友好性等優點，同時，易實現乳化劑的分離回收和再利用，易于實現可持續利用，另一方面，Pickering乳液的破乳更為困難。因此，制備一種開關響應型的Pickering乳液更有挑戰性和應用價值。近年來研究者已經開發了一系列的具備開關響應性能的膠體顆粒，然而這些納米顆粒大多為被響應基團功能化的有機高分子顆粒，其化學合成過程復雜，制備繁瑣不適應工業化應用的前景。

已有研究表明，通過在一些無機納米顆粒上修飾具備開關響應性能的表面活性劑，可以制備刺激響應型的Pickering乳狀液，其原理是通過物理吸附或者化學接枝的方法，將表面活性劑修飾在親水性的納米顆粒表面，使其原位疏水化，提高納米顆粒表面的親油性，從而使顆粒具備雙親性，可以用來穩定Pickering乳狀液。同時，修飾在納米顆粒上的響應基團，可以通過外界的刺激來改變納米顆粒的親疏水性，來實現乳狀液的響應性乳化/破乳過程。

目前刺激響應的方式包括：pH、CO₂、磁場、光和氧化還原反應等以及同時具備兩種或多種形式的響應，與單響應性Pickering乳液相比，多重響應Pickering乳液的破乳可以通過多個不同刺激同時觸發或單一最佳刺激來實現，可控制范圍將大大拓寬。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種具有CO₂/雙響應型表面活性劑的Pickering乳狀液的制備方法，其通過在無機納米顆粒上修飾一種具備CO₂和氧化還原雙重響應性的表面活性劑，來穩定Pickering乳狀液，為稠油集輸、乳液聚合、泡沫排水、提高采收率等化工領域提供一定的借鑒作用。

其采用了以下技術方案：

一種具有CO₂/雙響應型表面活性劑的Pickering乳狀液的制備方法，依次包括以下步驟：

S1、制備羧基改性的納米二氧化硅顆粒；

S2、制備CO₂/氧化還原雙重響應性型表面活性劑，其是利用二茂鐵和氨基酸在有機溶劑中發生傅－克反應所合成，以水相基準的使用濃度為0.1～2.0×10^-3mol·L^-1；

S3、將步驟S1所得羧基改性的納米二氧化硅顆粒與步驟S2所得CO₂/氧化還原雙重響應性型表面活性劑按照一定比例混合，加入到一定比例的油水兩相中，通過渦旋震蕩儀在一定轉速下乳化，即得。