CN103143278A

CN103143278A - 一种co2乳液及其制备方法

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Publication number: CN103143278A
Application number: CN2013100882619A
Authority: CN
Inventors: 孙长宇; 李实�; 张可; 刘蓓; 陈光进; 袁青; 马政伟; 曾新阳; 王晓辉; 王雪
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: CN103143278B

Abstract

本发明提供了一种CO₂乳液及其制备方法，所述乳液包括如下成分：CO₂、十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％，其他表面活性剂质量百分比浓度为0～10.0％、优选为3.0～7.0％；CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1～5∶1。本发明乳液可大大降低CO₂乳液的制备成本和制备条件；同时，研究发现，本发明的CO₂乳液能够稳定数小时以上。

Description

一种CO2乳液及其制备方法

技术领域

本发明是关于乳液制备技术领域，具体的说，本发明涉及一种CO₂乳液及其制备方法。

背景技术

乳状液在工业生产和日常生活中有着广泛的应用，例如家用洗涤剂、工业用洗涤剂、医疗器械清洗剂、化妆品和制药工业、食品工业、造纸工业、纺织工业、石油工业、金属加工工业等领域。虽然目前常规乳状液的研究和应用很多，但人们对CO₂/H₂O乳液体系的乳化性和发泡性的理解和认识相对于常规乳状液体系来说只是处于起步阶段。这些“绿色”乳液的不可燃、无毒、环境温和等特性具有非常诱人的价值。水与CO₂形成的乳液根据乳液液滴的大小可以分为：微乳液(＜10nm)，细乳液(＜500nm)和乳液(＞500nm)。这些乳液也应用到了不同的工业领域中，其中包括光阻材料的干燥、干洗、纳米晶粒的合成、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应用引起很大的关注。这些乳液被用来提高CO₂在多孔岩石中的扩散性，从而确保CO₂在整个多孔介质中均匀流动。

目前，CO₂乳液的制备多是采用氟化的表面活性剂，价格昂贵；并且目前的乳液制备条件比较苛刻，其工业适用性不强。例如，Dhanuka在25℃，20.7MPa和34.5MPa下制备了CO₂与H₂O的质量比为90∶10的高浓度CO₂/H₂O乳液，结果发现该乳液可以稳定存在2小时，2小时后连续相发生沉降(Dhanuka VV，Dickson JL，Ryoo W et al.Highinternal phase CO₂-in-water emulsions stabilized with a branched nonionic hydrocarbonsurfactant.Journal of colloid and interface science，2006，298：406-418.)；Dhanuka利用TMN-6(异构醇乙氧基化物)生成了H₂O/CO₂乳液和CO₂/H₂O乳液，研究发现在25℃、6.9MPa、50wt％CO₂、5wt％TMN-6条件下，体系容易形成CO₂/H₂O乳液，但是该条件下形成的乳液只能稳定存在15分钟。由文献调研表明，目前获得的CO₂乳液具有如下的缺点：第一，制备CO₂乳液的表面活性剂费用昂贵，不是大规模工业生产的产品；第二，低压下制备的CO₂乳液稳定性差。这些问题极大限制了CO₂乳液的应用领域及范围。

为了降低CO₂乳液的制备成本，并降低CO₂乳液的制备条件，本发明提供了一种CO₂/H₂O乳液及其制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种CO₂乳液。

本发明的另一目的在于提供所述CO₂乳液的制备方法。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种CO₂乳液，所述乳液的原料组成包括：CO₂、十二烷基硫酸钠(SDS)、其他表面活性剂和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％，其他表面活性剂质量百分比浓度为0～10.0％；CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1～5∶1。

其中其他表面活性剂质量百分比浓度优选为3.0～7.0％。

其中SDS、其他表面活性剂质量百分比浓度是以水的质量为100％来计算。

其中本发明所述的SDS的分子结构为CH₃(CH₂)₁₁OSO₃Na。

其中优选十二烷基硫酸钠质量百分比浓度为0.005～1％。

本发明的CO₂乳液稳定时间随着CO₂-H₂O体积比的增大而减小，因此，CO₂以液体CO₂计其与水的体积比进一步优选1.5～4.5∶1，最优选2∶1。

根据本发明所述的乳液，所述表面活性剂为本领域所常用，为本领域技术人员所知晓，而由于SDS也属于表面活性剂的一种，故所述的其他表面活性剂可以理解为除SDS以外的本领域所使用的任何表面活性剂。

而为了进一步提高本发明技术方案的效果，本发明优选所述其他表面活性剂为非离子表面活性剂；其中可以进一步优选吐温(Tween)系列、大水山梨醇脂肪酸脂(Span)系列表面活性剂中的一种或多种的组合，其中更优选为吐温80。

本发明中以SDS和吐温80形成的乳液为例来进行说明。本发明研究发现，新型表面活性剂复配组成中，吐温80的醚键、羟基与水形成的氢键随温度的升高而变弱，表面活性剂由水相向CO₂相转移，因而吐温80更容易形成H₂O/CO₂乳液和中间相乳液。SDS属于阴离子型表面活性剂，当SDS在界面吸附时，亲CO₂基团插入CO₂相，亲水基团留在水中，无机离子部分电离，使乳液液滴带有相同电荷，液滴接近时相互之间的静电斥力防止液滴的聚结，提高了乳液的稳定性。当SDS浓度低于临界胶束浓度时，SDS对乳液的稳定性几乎没有影响。所以，在CO₂乳液制备过程中SDS的加入量应该高于其临界胶束浓度。

本发明的CO₂乳液中，纯SDS形成的乳液稳定性高于纯吐温80形成乳液的稳定性；二者形成的复配表面活性剂的乳化效果高于单独表面活性剂的乳化效果；其它表面活性剂优选吐温80，吐温80含量的优选范围为：0.0～10.0wt％，更优选为3.0～7.0％；表面活性剂SDS含量优选0.001～1wt％，最优选为0.5wt％。

因此，本发明的乳液中其他表面活性剂含量为0％时，可以理解为不含有其他表面活性剂。

即，所述乳液可以包括如下成分：液体CO₂、十二烷基硫酸钠和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％；液体CO₂和水体积比为1∶1～5∶1；其中优选十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.005～0.5％，更优选0.5％。

其中再优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1.5～4.5∶1，更优选为2～3.2∶1，最优选2∶1。

而为了进一步提高本发明乳液的稳定性，所述乳液可以优选的为：液体CO₂、十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂、和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％，其他表面活性剂质量百分比浓度为0.1～10.0％；液体CO₂和水体积比为1∶1～5∶1；

其中更优选其他表面活性剂质量百分比浓度为3.0～7.0％；

其中再优选十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.005～0.5％；

其中再优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1.5～4.5∶1；

更优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为2～3.2∶1；

其中再优选十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.5％；

在此基础上更优选其他表面活性为吐温80；

其中再优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为2∶1；

其中最优选吐温80质量百分比浓度为5.0％。

根据本发明所述的CO₂乳液，所述乳液的原料组成还可以包括：由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐；

所述的盐优选为Na₂SO₄和/或NaCl；

以乳液中水的质量为100％计，所述NaCl或Na₂SO₄的质量百分比浓度为0～50.0％；

其中优选为0.1～10.0％。

当所述乳液的原料组成还包括由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐时，所述乳液的原料组成具体包括：液体CO₂、十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂、所述的盐和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％，其他表面活性剂质量百分比浓度为0～10.0％，所述的盐的质量百分比浓度为0～50.0％；液体CO₂和水体积比为1∶1～5∶1；

其中优选其他表面活性剂质量百分比浓度为0.1～10.0％；

其中再优选所述的盐的质量百分比浓度为0.1～10.0％；

其中再优选所述其他表面活性剂质量百分比浓度为3.0～7.0％；

其中再优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1.5～4.5∶1；

其中更优选CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为2～3.2∶1；

其中再优选所述的盐为Na₂SO₄；

其中再优选其他表面活性剂为吐温80；

其中再优选十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.5％；

其中最优选吐温80质量百分比浓度为5.0％。

另一方面，本发明还提供了本发明CO₂乳液的制备方法，所述方法包括：

将表面活性剂加入到水中，混合均匀；

在温度为283.2K-353.2K、压力为7.5-60MPa的条件下充入CO₂，搅拌，制成CO₂乳液。

在其它条件相同下，CO₂乳液的稳定性随温度降低而提高，随压力的升高而提高。因此，参考制作难度和成本，压力优选8～12MPa，温度优选283.2～303.2K。

搅拌速度对CO₂/H₂O乳液的稳定性也有重要的影响。乳液的分布曲线随搅拌速度的升高而变窄，乳液变得更加稳定。因此，本发明进一步优选制备的搅拌速度为1000～1400r/min，更优选为1200-1400r/min。

在上述制备方法的基础上，本发明所述乳液的制备详细操作可以参照现有技术任何近似的乳液的操作方法，譬如将本发明乳液的成分加入到反应容器中，在上述温度和压力下生成本发明的乳液。

然而本发明所优选的制备方法包括如下步骤：

其中所述乳液的原料组成还包括由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐，

(1)在高压反应釜内，将十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐加入到水中，混合均匀；

(2)在温度为283.2K-353.2K、压力为7.5-60MPa的条件下充入CO₂，搅拌，制成CO₂乳液。

其中优选由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐为Na₂SO₄和NaCl。

其中优选步骤(2)搅拌速度为1000～1400r/min，更优选为1200-1400r/min。

本发明制备方法的将十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和Na₂SO₄加入到水中，可以理解为，当所述乳液中其他表面活性剂和Na₂SO₄含量不为0时，即将十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和Na₂SO₄加入到水中；当所述乳液中其他表面活性剂和Na₂SO₄含量为0时，仅仅将十二烷基硫酸钠加入到水中；当所述乳液中其他表面活性剂和Na₂SO₄任意一种含量为0时，即将其他含量不为0的成分加入到水中。

本领域技术人员在阅读整体权利要求书后，可以清楚的知晓上述的理解。

综上所述，本发明提供了一种CO₂乳液及其制备方法。本发明的产品具有如下优势：

本发明乳液选用的表面活性剂为常见的表面活性剂SDS，或SDS与其它类型表面活性剂的复配产品，可大大降低CO₂乳液的制备成本和制备条件；同时，研究发现，采用本发明方法在较低压力下制备的CO₂乳液能够稳定数小时以上。

附图说明

图1为本发明CO₂乳液液滴大小分布随时间变化图，显示了本发明的复配表面活性剂制备的CO₂乳液，其液滴在停止搅拌过程中液滴大小分布随时间的变化关系。

图2为本发明CO₂乳液液滴大小分布随时间变化图，显示了本发明的复配表面活性剂制备的CO₂乳液，在转速为800r/min和1200r/min时，CO₂乳液液滴的大小和分布随时间的变化关系；其中，曲线表示800r/min时的乳液液滴大小分布；点线表示1200r/min时的乳液液滴大小分布。

图3、4、5为本发明CO₂乳液液滴大小分布随时间变化图，分别显示了本发明的复配表面活性剂制备的CO₂乳液，在288K和298K条件下，不同时刻CO₂乳液液滴大小和分布情况；图3表示185min时不同温度时乳液液滴分布对比图；图4表示245min时不同温度时乳液液滴分布对比图；图5表示300min时不同温度时乳液液滴分布对比图。

图6、7、8为本发明CO₂乳液液滴大小分布随时间变化图，分别显示了本发明的复配表面活性剂制备的CO₂乳液，在8MPa和12MPa压力下，乳液液滴在不同时刻的分布情况；图6显示了185min时乳液颗粒的分布情况，图7显示了245min时乳液颗粒的分布情况；图8显示了300min时乳液颗粒的分布情况。

图9是试验例2中未加入Na₂SO₄的乳液的排气过程中釜内压力随时间的变化关系图。

图10是试验例2中未加入Na₂SO₄的乳液的气体组成随时间的变化关系图。

图11是试验例2中加入Na₂SO₄的乳液的排气过程中釜内压力随时间的变化关系图。

图12是试验例2中加入Na₂SO₄的乳液的气体组成随时间的变化关系图。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。

为了研究本发明提供的复合型表面活性剂对CO₂/H₂O乳液制备的影响，采用的实施设备是可视化的透明蓝宝石高压反应釜及配套系统，主要由高压蓝宝石釜、恒温空气浴、温度、压力测量仪表、搅拌系统及计算机数据自动采集系统等五个部分组成。高压蓝宝石釜的最大工作体积为78cm³(包括活塞和搅拌子)，最高工作压力为20MPa，工作温度范围为-90-150℃。高压釜外配有LGY150A型冷光源，釜内压力可自由调节，泵的最大工作压力为50MPa。釜中带有一个密封活塞，可将增压流体与实验体系隔开。所述透明蓝宝石高压反应釜是研究水合物技术常用的装置，例如中国专利申请CN200710178198.2中记载的装置图。

乳液液滴大小及分布测定装置包括高压反应釜、FBRM、PVM原位探测系统和数据采集系统。反应釜是由不锈钢制成，有效体积为534mL，内径为51.84mm，深度为320mm，最大耐压为30MPa。PVM探头(Particle Vision and Measurement)和FBRM探头(Focused Beam Reflectance Measurement)均购于梅特勒-托利多公司。PVM探头中含有六束激光，激光可以照亮探头前1680μm×1261μm的狭小范围。探头可以生成照亮范围内颗粒的数字图像，其分辨率为5μm。FBRM可以发射近红外波长的激光，激光通过光导纤维传播到FBRM探头。在探头的顶部有一个旋转的光学透镜，该透镜可以使激光转向。将FBRM探头插入含有液滴或颗粒的体系中，FBRM开始工作，当发射的激光掠过颗粒的表面时，激光会发生反射。颗粒的弦长等于测得的反射时间与激光掠过颗粒速度的乘积。激光的速度可以根据实验的需要进行调节，其调节范围是2-16m/s。将探头前端小范围内液滴或颗粒的弦长在一定时间范围内进行统计并最终得到弦长的分布。PVM采集的照片、FBRM采集的弦长分布、以及温度和压力数据都通过数据采集系统储存在电脑中。

可视化乳液稳定性评定的实验步骤是：(a)准确称量蒸馏水、吐温80以及SDS，并放于烧杯中充分混合，直到吐温80与SDS在水中完全溶解；(b)将蓝宝石釜清洗三遍并将内壁上的水擦拭干净，将配好的溶液倒入蓝宝石釜中，将蓝宝石釜固定于空气浴中，通过手推泵推入适量的石油醚来调整蓝宝石釜下部活塞的位置；(c)利用手推泵将液态CO₂注入蓝宝石釜，直到预定的压力；待压力达到预定值后，开启搅拌；搅拌三小时后，停止搅拌，将乳液静置，观察乳液形态的变化情况及其稳定性，记录乳液的分层时间并照取不同时刻的乳液照片；待釜内乳液状态不再变化时，实验结束；(d)清洗蓝宝石釜，用自来水反复清洗三遍，并擦干以待下次使用。

CO₂乳液液滴测定的实验步骤是：(a)准确称量蒸馏水、吐温80以及SDS，并放于烧杯中充分混合，直到吐温80与SDS在水中完全溶解；(b)将配好的溶液倒入反应釜中，将水浴温度调至4℃，打开气瓶将CO₂缓慢的注入反应釜，待不再有气体进入反应釜后，关闭气瓶；(c)将水浴的温度升高至实验温度，待温度恒定后，开启搅拌；开启PVM、FBRM，观察乳液液滴大小分布和液滴分布随时间的变化情况；(d)搅拌3小时后，停止搅拌；观察乳液在停止搅拌后的液滴大小变化情况；(e)实验结束后，将反应釜清洗干净，以待下次使用。

复配表面活性剂效果好的表现是：该表面活性剂制备的乳液可以在较低的温度、压力下稳定存在，而且液滴的稳定时间长、分布均匀，液滴的半径更小。本发明的具体实施例主要分成两部分：一是评价复配表面活性剂制备的乳液的稳定性，即吐温80与SDS的配比、液态CO₂与H₂O的体积比、以及盐水浓度等因素对乳液稳定性的影响。二是乳液液滴大小分布的测定，主要是温度、压力、转速等三方面因素的影响。

实施例1

SDS和吐温80，其质量分数分别是0.5wt％和5wt％，即为本发明所述的复配的表面活性剂。液态CO₂与水的体积比为2∶1；CO₂乳液的制备温度为288.2K；制备压力为12MPa，充入CO₂，搅拌速度为1300r/min。CO₂乳液可以稳定存在180min，表明本发明的复配表面活性剂的乳化效果很好。

实施例2

SDS和吐温80质量分数分别是0.5wt％、5wt％，即为本发明所述的复配的表面活性剂。液态CO₂与水的体积比为1.5∶1，CO₂乳液的制备温度为288.2K，制备压力为12MPa，搅拌速率为1200r/min。CO₂乳液可以稳定存在300min，在停止搅拌过程中乳液液滴大小分布随时间的变化关系如图1所示。可以看出，乳液液滴的分布曲线随时间的变化不大，从而可以说明本发明形成的乳液具有较好的稳定性。

实施例3

SDS和吐温80质量分数分别是0.5wt％、5wt％，即为本发明所述的复配表面活性剂。液态CO₂与水的体积比为3.5∶1，CO₂乳液的制备温度为288.2K，制备压力为12MPa。乳液液滴大小分布如图2所示，其中，直线表示搅拌转速为800r/min，点线表示搅拌速度为1200r/min。CO₂乳液可以稳定存在210min，从图中可以看出，高搅拌速度时的乳液分布更加均匀，更稳定，液滴半径更小。

实施例4

SDS和吐温80质量分数分别是0.5wt％、5wt％，即为本发明所述的复配表面活性剂。液态CO₂与水的体积比为3.5∶1，制备压力为12MPa，搅拌速度为1200r/min，试验温度分别为288.2K和298.2K，乳液液滴大小及分布如图3、4、5所示。CO₂乳液可以稳定存在180min，从图中可以看出，288.2K时的乳液稳定性高于298.2K时，表明乳液分布在低温下更均匀，更稳定。

实施例5

SDS和吐温80质量分数分别是0.5wt％、5wt％，即为本发明所述的复配表面活性剂。放于烧杯中充分混合，直到吐温80与SDS在水中完全溶解。液态CO₂与水的体积比为4.5∶1，CO₂乳液的制备温度为288.2K，搅拌为1200r/min，实验压力分别为8MPa和12MPa，乳液液滴大小及分布如图6、7、8所示。CO₂乳液可以稳定存在120min，从图中可以看出，高压有利于乳液液滴的分布，从而乳液会更加稳定。

试验例1

本试验例研究吐温80-SDS配比对乳液稳定性的影响。试验条件如表1中试验2、试验6、试验7和试验8所示，其中试验1为实施例1的配方，试验2加入的是5wt％吐温80和0.005wt％SDS复配的表面活性剂，试验6加入的是5wt％的吐温80，试验7加入的是0.005wt％的SDS，试验8加入的是5wt％吐温80和0.001wt％SDS复配的表面活性剂。结果显示：当使用单一乳化剂时，纯SDS形成的CO₂乳液可以稳定90min，而纯吐温80形成的CO₂乳液仅能稳定8min，说明SDS对CO₂乳液的稳定效果远远高于纯吐温80对CO₂乳液的稳定效果。当其它条件相同时，向吐温80溶液中加入0.001wt％质量浓度的SDS后，形成的CO₂乳液的稳定时间并没有增加；然而，将SDS的质量浓度增加到0.005wt％时，CO₂乳液的稳定时间增加至180min。单一表面活性剂的乳化效果低于复配表面活性。

表1是试验测定CO₂乳液在不同条件下稳定性的方案，主要包括吐温80-SDS配比、盐水浓度、CO₂-H₂O体积比对乳液稳定性的影响。其中，实验中的搅拌速度均为1300r/min，乳液的制备及实验步骤如具体实施方式所述。

表1

试验例2

本试验例研究盐水浓度对乳液稳定性的影响，在5wt％的吐温80和0.005wt％的SDS配比，其它实验条件都相同的条件下，分别考察了CO₂乳液在Na₂SO₄浓度为0wt％，3.35wt％，5wt％条件下的稳定时间。结果显示：当Na₂SO₄浓度为0wt％时，CO₂乳液的稳定时间为180min，而当Na₂SO₄浓度为5wt％时，CO₂乳液的稳定时间仅为90min，说明盐对乳液的稳定具有不利的影响，随盐加入量的增加，乳液的稳定性却降低。但是，加入盐等抑制剂能降低水合物生成速率，降低水合物聚集成块的趋势，有效防止乳液置换开采过程天然气甲烷水合物储层的堵塞。

图9给出了本试验排气过程中釜内压力随时间的变化关系，从图中可以看出，使用未加入Na₂SO₄的乳液，多孔介质的孔道被堵塞。图10给出了本试验气体组成随时间的变化关系，可以看出，本试验的置换过程可以持续的进行，CH₄的摩尔分数不断增高，并且摩尔分数的最高值可以达到4.5％，处于CH₄在液态CO₂的溶解度之内，即釜内没有游离的气体存在。

而从图11可以看出，使用加入5wt％Na₂SO₄的乳液，排气过程中反应釜内的压力随时间逐渐降低，压力降低速度具有先快，然后变缓，最后再变快的变化趋势，前期的压力快速降低是由于此时的CO₂处于液态，压缩性比较差，所以压力随排气的进行下降速度比较快；压力下降速度变缓是由于此时釜内的压力处于液态CO₂的液化压力附近，CO₂处于两相平衡，随着压力的排出，不断地有液态CO₂转变为气态CO₂，从而导致此时的压力随时间变化比较小；最后，反应釜内的压力快速降低是由于此时的液态CO₂完全转化为气态，从而压力随着气体的排出而快速地降低。

图12给出了本试验的气体组分随时间的变化关系。从图12可以看出，加入了5wt％Na₂SO₄后，乳液的置换效果比未加入Na₂SO₄好，在反应开始的24小时内，气体中CH₄的摩尔组成就达到12％，而后CH₄的摩尔分数不断升高，最终可以达到了20％。

本试验说明如果乳液中加入水合物生长抑制剂，能够达到更为理想的开采效果。

试验例3

本试验例测定CO₂-H₂O的体积比对乳液稳定性的影响，在5wt％的吐温80和0.005wt％的SDS配比，其它实验条件都相同的条件下，考察了CO₂-H₂O的体积比分别为2∶1，3.2∶1，3.5∶1对乳液稳定性的影响。结果表明：乳液的稳定时间分别为180min、120min和70min，说明CO₂乳液的稳定时间随着CO₂-H₂O体积比的增大而减小。

Claims

1.一种CO₂乳液，其特征在于，所述乳液的原料组成包括：CO₂、十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和水；其中以水的质量为100％计，十二烷基硫酸钠的质量百分比浓度为0.001～1％，其他表面活性剂质量百分比浓度为0～10.0％、优选为3.0～7.0％；CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1～5∶1。

2.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述其他表面活性剂为非离子型表面活性剂，其中优选为吐温系列、大水山梨醇脂肪酸脂系列表面活性剂，或它们之间的组合，其中更优选为吐温80。

3.根据权利要求1所述的乳液，其中，所述乳液的原料组成还包括：由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-/或Cl^-组成的盐，优选Na₂SO₄和/或NaCl；以乳液中水的质量为100％计，所述NaCl或Na₂SO₄的质量百分比浓度为0～50.0％，优选为0.1～10.0％。

4.根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述CO₂以液体CO₂计其与水的体积比为1.5～4.5∶1。

5.权利要求1～4任意一项乳液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂加入到水中，混合均匀；

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述乳液的原料组成还包括：由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐，所述方法包括如下步骤：

(1)在高压反应釜内，将十二烷基硫酸钠、其他表面活性剂和由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-或Cl^-组成的盐加入到水中，混合均匀；

7.根据权利要求6所述的方法，由Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和/或K⁺，与SO₄ ^2-、CO₃ ^2-和/或Cl^-组成的盐为Na₂SO⁴和/或NaCl。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其中搅拌速度为1000～1400r/min。