本发明属于有机化合物合成领域，具体地，涉及一种具有较好的表面活性、界面活性、生物降解性好、环境毒性小的基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，并应用于石油开采。
背景技术：
餐厨废弃油脂是指人类在食用天然植物油和动物脂肪，以及油脂深加工过程中产生的一系列失去食用价值的油脂废弃物，俗称地沟油、潲水油、泔水油等。据研究，废弃油脂的量占食用油消费总量的20～30％。餐厨废弃油脂的大量累积除了引发食品安全事故，还会带来巨大的环境污染风险。具体表现在几个方面：1)造成食品安全问题。由于餐厨废弃油脂容易氧化酸败变质，产生具有强致癌作用的黄曲霉素等，一旦处理不当，重新进入食品链，将会严重影响人类健康，甚至可能造成重大食品安全事故。2)污染水体。餐厨废弃油脂是重要的营养性水体污染物之一，进入水体会造成水质恶化和富营养化，并使污水处理厂生物处理单元处理效率显著降低。3)散发臭气。餐厨废弃油脂在空气中曝露时间长，发生氧化酸败，散发挥发性脂肪酸类恶臭气体，严重影响环境，是引发公众强烈反应的主要原因之一。
随着我国经济的快速发展，我国对石油及石油产品的需求量一直呈上升趋势，石油的需求与开采矛盾日益突出。如何有效提高原油采收率，发现发展新型采油技术已经成为我国石油工业的重大课题，其中表面活性剂驱油已经成为这类新技术的关键手段之一。我国主要的大中型油田都已经处于水驱开发阶段的末期，进入了三次采油为代表的新技术油田开发阶段，表面活性剂驱油剂已经在各大油田广泛使用。目前，国内三次采油用表面活性剂主要有石油羧酸盐、石油磺酸盐、重烷基苯磺酸盐等。合成这些表面活性剂的原料可供选择的范围不够广泛，主要以炼油副产品石油馏分(主要是重芳烃、芳烃)、重烷基苯与SO3为基础生产，采用釜式或降膜式磺化装置生产，辅之中和、复配等工艺，得到可用于驱油的烷基芳基磺酸盐。由于以石油产品为原料，这些磺酸盐表面活性剂基本上都含有芳环，特别是部分还含有芳香环结构，生物分解能力差、环境治理难度大，对环境有污染。且近年来经常出现原料供应紧张的情况，导致原料价格逐年上涨，亟需扩大原料的来源途径。
将餐厨废弃油脂中的有效成分作为三次采油表面活性剂的原料，可以有效解决餐厨废弃油脂直接排入下水道或通过城市生活垃圾收运处理系统进行填埋或焚烧造成资源浪费和环境污染问题。推动餐厨废弃油脂资源化利用，变废为宝，化害为利，不仅是发展循环经济的重要内容，也是解决餐厨废弃油脂引发的食品安全问题的根本性措施。也可为石油开采表面活性剂的生产节约大量石油资源。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，利用此方法制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂具有较好的表面活性、界面活性，生物降解性好、环境毒性小，可替代传统的石油磺酸盐表面活性剂。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：
a、餐厨废弃油脂经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为若干种甘油三酯的混合物；
b、将加工提纯的餐厨废弃油脂与溶剂混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌10-20min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；
c、在室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸10-15min后，升温并保温；
d、达到反应时间后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌2-5min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，静置10-15min，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏1.5-2h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。
作为优选，所述餐厨废弃油脂选自煎炸油、泔水油、地沟油中的任一种。
作为优选，所述溶剂选自四氯化碳、1，2-二氯乙烷、环己烷中的任一种。
作为优选，所述的餐厨废弃油脂和溶剂的体积比为1:1-1:4。
作为优选，所述的餐厨废弃油脂与发烟硫酸的体积比为9:1-3:1。
作为优选，所述的反应温度为40-80℃
作为优选，所述的反应时间为2-6h。
作为优选，所述的生物油羟基磺酸盐表面活性剂的应用，应用于石油开采领域。
本发明的有益效果：
1、本发明以餐厨废弃油脂为原料，为餐厨废弃油脂资源高值化利用提供了新的思路，也为油田用表面活性剂类的合成提供了原料新途径。
2、本发明合成的产品生产成本低、工艺简单、环保无毒，可依托油田现有表面活性剂生产设备装置，可实现工业化生产。
3、本发明合成的生物油羟基磺酸盐具有较好的表面活性，在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为29.44mN/m。
4、本发明合成的生物油羟基磺酸盐具有较好的界面活性，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为1.97×10-3mN/m。
5、以本发明合成的生物油羟基磺酸盐为驱油剂，因为合成的原料中无芳香环，相比油田现在广泛使用的磺酸盐类表面活性剂，具有生物降解性好、环境毒性小的特点，为开发高效、环保型驱油剂提供新的方法。
6、本发明的生物油羟基磺酸盐表面活性剂用于化学驱的驱油体系，能与大庆原油形成10-3mN/m数量级别的超低界面张力，实现最佳驱油效果的目的。在45℃、5000mg/L矿化度的油藏条件下能与大庆原油形成10-3mN/m数量级的超低界面张力，提高原油采收率12.52％，取得了较好的提高原油采收率效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：a、煎炸油经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为多种甘油三酯的混合物；b、将加工提纯的煎炸油与1，2-二氯乙烷按体积比为1:2混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌10min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；c、按照餐厨废弃油脂与发烟硫酸体积比为3:1，室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸10min后，升温至反应温度40℃，并保持反应6h；d、达到6h后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌2min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，经过10min静置后，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏1.5h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。收率为60.15％。
本实施例得到的生物油羟基磺酸盐在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为30.12mN/m，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为2.16×10-3mN/m。
在长度为5.26cm，直径为2.54cm，渗透率为0.136μm2的大庆天然岩心上进行模拟驱油实验。步骤为：先用大庆油田注入水驱至含水98％，转注0.4PV(岩心孔隙体积)浓度为0.5％的本实施例所制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂溶液，再后续水驱至出口端不见油，在水驱基础上可提高原油采收率12.52％。
实施例2
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：a、煎炸油经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为多种甘油三酯的混合物；b、将加工提纯的煎炸油与1，2-二氯乙烷按体积比为1:1混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌16min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；c、按照餐厨废弃油脂与发烟硫酸体积比为8:1，室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸13min后，升温至反应温度50℃，并保持反应4h；d、达到4h后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌3min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，经过12min静置后，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏1.8h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。收率为54.82％。
本实施例得到的生物油羟基磺酸盐在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为32.68mN/m，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为2.39×10-3mN/m。
在长度为5.52cm，直径为2.56cm，渗透率为0.147μm2的大庆天然岩心上进行模拟驱油实验。步骤为：先用大庆油田注入水驱至含水98％，转注0.4PV(岩心孔隙体积)浓度为0.5％的本实施例所制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂溶液，再后续水驱至出口端不见油，在水驱基础上可提高原油采收率10.92％。
实施例3
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：a、煎炸油经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为多种甘油三酯的混合物；b、将加工提纯的煎炸油与环己烷按体积比为1:2混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌20min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；c、按照餐厨废弃油脂与发烟硫酸体积比为7:1，室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸15min后，升温至反应温度80℃，并保持反应2h；d、达到2h后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌5min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，经过15min静置后，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏2h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。收率为65.78％。
本实施例得到的生物油羟基磺酸盐在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为29.64mN/m，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为1.85×10-3mN/m。
在长度为5.47cm，直径为2.51cm，渗透率为0.143μm2的大庆天然岩心上进行模拟驱油实验。步骤为：先用大庆油田注入水驱至含水98％，转注0.4PV(岩心孔隙体积)浓度为0.5％的本实施例所制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂溶液，再后续水驱至出口端不见油，在水驱基础上可提高原油采收率13.04％。
实施例4
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：a、煎炸油经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为多种甘油三酯的混合物；b、将加工提纯的煎炸油与四氯化碳按体积比为1:2混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌20min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；c、按照餐厨废弃油脂与发烟硫酸体积比为7:1，室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸10min后，升温至反应温度60℃，并保持反应4h；d、达到4h后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌2min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，经过10min静置后，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏2h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。收率为71.69％。
本实施例得到的生物油羟基磺酸盐在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为31.27mN/m，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为2.01×10-3mN/m。
在长度为5.73cm，直径为2.58cm，渗透率为0.151μm2的大庆天然岩心上进行模拟驱油实验。步骤为：先用大庆油田注入水驱至含水98％，转注0.4PV(岩心孔隙体积)浓度为0.5％的本实施例所制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂溶液，再后续水驱至出口端不见油，在水驱基础上可提高原油采收率12.15％。
实施例5
一种基于餐厨废弃油脂的生物油羟基磺酸盐制备方法，包括如下步骤：a、煎炸油经加工提纯，获得处理油脂，所述处理油脂为多种甘油三酯的混合物；b、将加工提纯的煎炸油与1，2-二氯乙烷按体积比为1:4混合于装有磁力转子、冷凝管、温度计的三口烧瓶中，三口烧瓶置于集热式恒温加热磁力搅拌器中，快速搅拌10min，使餐厨废弃油脂完全溶解，得到浅棕色的混合溶液；c、按照餐厨废弃油脂与发烟硫酸体积比为9:1，室温下往三口烧瓶的混合溶液中缓慢滴入发烟硫酸，同时进行快速搅拌，计时开始滴入发烟硫酸15min后，升温至反应温度50℃，并保持反应3h；d、达到3h后，往反应溶液中滴入氨水进行水解中和反应，直到反应液不呈酸性时，停止滴加氨水，将反应液搅拌5min充分混合后，将产物倒入分液漏斗，用蒸馏水稀释溶液，振荡并搅拌均匀，经过15min静置后，分离得到生物油羟基磺酸盐的粗产品，将该粗产品在恒温水浴锅中利用模拟减压蒸馏装置减压蒸馏1.5h后，得到生物油羟基磺酸盐的成品。收率为49.57％。
本实施例得到的生物油羟基磺酸盐在45℃下质量分数为0.5％的溶液的表面张力为32.83mN/m，在45℃、5000mg/L矿化度条件下，质量分数为0.5％的溶液与大庆原油的界面张力为2.48×10-3mN/m。
在长度为5.19cm，直径为2.52cm，渗透率为0.129μm2的大庆天然岩心上进行模拟驱油实验。步骤为：先用大庆油田注入水驱至含水98％，转注0.4PV(岩心孔隙体积)浓度为0.5％的本实施例所制备的生物油羟基磺酸盐表面活性剂溶液，再后续水驱至出口端不见油，在水驱基础上可提高原油采收率11.68％。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。