本发明属于重油乳化剂领域，具体涉及一种重油乳化剂及其制备方法。
背景技术：
重油也称渣油，是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高、成分复杂。由于重油成分复杂，其中含有多种有害物质（如硫、钠、钒等），因此重油燃烧时会对金属设备产生严重的腐蚀。
过去常采用物理、化学方法使粘稠的重油变成一种在常温下具有良好流动性的流体，以实现在没有蒸汽加热和伴热的条件下进行重油开采、输送和工业燃烧的目的。但传统的物理或化学方法成本较高，目前多采用重油乳化技术来有效降低重油粘度、改善其流动性，并提高重油的诸多应用性能。在重油乳化技术中，乳化剂的使用起到了关键性的作用。传统的乳化剂中所用的表面活性剂多为石油磺酸盐、两性表面活性剂、非离子表面活性剂、阴-非离子表面活性剂和阴/阳离子复合表面活性剂，但其各自都存在相应的缺陷，如石油磺酸盐易与黏土吸附，导致大量损耗；非离子型表面活性剂在地层中的配伍性和热稳定性差；两性表面活性剂、阴-非离子表面活性剂和阴/阳离子复合表面活性剂价格不但偏高，有些还只是处于研发试验阶段。因此，研发一种能有效乳化重油的重油乳化剂是很有必要的。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种重油乳化剂及其制备方法。本发明的重油乳化剂能显著降低油/水界面张力，使得水滴长期稳定的分散在重油中，形成稳定的微乳液体系；并且极大的稀释了重油粘度，改善了流动性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：10~12份；
吐温-60：10~12份；
烷基酚聚氧乙烯醚：6~9份；
烷基苯磺酸：6~9份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂：4~6份；
尿素：0.5~1.5份；
丙三醇：4-8份；
硬脂酸：5~8份；
去离子水：20~30份。
优选地，一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：11份；
吐温-60：10份；
烷基酚聚氧乙烯醚：9份；
烷基苯磺酸：7.5份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂：5份；
尿素：1份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：6份；
去离子水：25份。
所述的二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n）的制备：以几种伯胺、1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠等为原料合成的（详见gengxf，huxq，xiajj，eta1．synthesisandsurfaceactivitiesofanoveldi-hydroxyl-sulfate-betaine-typezwitterionicgeminisurfactants[j].appliedsurfacescience，2013，271(15)：285-286）；所述dbas-n的结构式如下：
其中，s=2,4,6；n=8,12,14,16,18。
所述dbas-n的合成路线如下：
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至40~60℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
本发明的重油乳化剂中，以乳化剂司盘-80和吐温-60复配为基础，添加了非离子表面活性剂（烷基酚聚氧乙烯醚）、阴离子表面活性剂（烷基苯磺酸）和二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂，其中二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂与非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂复配后能产生更大的协同效应，更显著降低油/水界面张力，能使水滴长期稳定的分散在重油中，形成稳定的微乳液体系；并且极大的稀释了重油粘度，改善了流动性。此外，本发明在乳化剂中加入了少量尿素，经乳化后的重油是一种新型的燃料油，其燃烧后的氮氧化物和硫化物的含量更少，即排放更符合环保要求。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不仅仅限于这些实施例。
以几种伯胺、1,2-二溴乙烷、1,4-二溴丁烷、1,6-二溴己烷、3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠等为原料合成二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n），（参考gengxf，huxq，xiajj，eta1．synthesisandsurfaceactivitiesofanoveldi-hydroxyl-sulfate-betaine-typezwitterionicgeminisurfactants[j].appliedsurfacescience，2013，271(15)：285-286），所述dbas-n的结构式如下：
其中，s=2,4,6；n=8,12,14,16,18。
实施例1
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：10份；
吐温-60：12份；
烷基酚聚氧乙烯醚：6份；
烷基苯磺酸：6份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=2，n=8）：4份；
尿素：0.5份；
丙三醇：4份；
硬脂酸：5份；
去离子水：20份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=2，n=8）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至45℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
实施例2
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：12份；
吐温-60：12份；
烷基酚聚氧乙烯醚：9份；
烷基苯磺酸：9份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=4，n=12）：6份；
尿素：1.5份；
丙三醇：8份；
硬脂酸：8份；
去离子水：30份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=4，n=12）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至60℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
实施例3
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：11份；
吐温-60：11份；
烷基酚聚氧乙烯醚：8份；
烷基苯磺酸：8份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=14）：5份；
尿素：1份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：6份；
去离子水：25份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=14）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至40℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
实施例4
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：11份；
吐温-60：10份；
烷基酚聚氧乙烯醚：9份；
烷基苯磺酸：7.5份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=16）：5份；
尿素：1份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：6份；
去离子水：25份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=16）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至50℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
实施例5
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：12份；
吐温-60：10份；
烷基酚聚氧乙烯醚：8份；
烷基苯磺酸：7份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=18）：6份；
尿素：1.2份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：7份；
去离子水：28份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=18）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至55℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
对比例1
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：11份；
吐温-60：10份；
烷基酚聚氧乙烯醚：9份；
烷基苯磺酸：7.5份；
尿素：1份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：6份；
去离子水：25份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、烷基酚聚氧乙烯醚、烷基苯磺酸、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至50℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
对比例2
一种重油乳化剂，按重量份数计，其原料组成为：
司盘-80：11份；
吐温-60：10份；
二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=16）：5份；
尿素：1份；
丙三醇：6份；
硬脂酸：6份；
去离子水：25份。
如上所述的一种重油乳化剂的制备方法，具体步骤如下：将司盘-80、吐温-60、二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂（dbas-n，s=6，n=16）、尿素、丙三醇、硬脂酸和去离子水按比例加入到搅拌反应釜中，加热至50℃，搅拌均匀后制得所述重油乳化剂。
性能测试
1、界面张力测定
50℃下对浓度为实施例1~5制得的乳化剂以及对比例1~2中的乳化剂对降低油/水界面张力的能力进行测试，所述乳化剂的浓度均为0.01mol/l。30min后的测试结果如表1所示。
表1乳化剂的油/水界面张力
由表1可以看出，与对比例相比，二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂与非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂复配后能产生更大的协同效应，更显著降低油/水界面张力，并且还能看出，随着二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂的侧链-cnh2n+1的碳链长度的增加，这种协同增效效果更加显著，可以将油/水界面张力降低为0.0056mn/m，达到超低超低界面张力，改善了流动性；而当二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂的侧链-cnh2n+1的碳链长度增加到一定程度，则会造成协同增效效果减弱，从而使得界面张力略微提高。因此，实施例4为最优实施例。
2、乳化性能测定
25℃时，乳化剂与模拟油按体积比为1:1(5ml:5ml)装入10ml试管中，用力振荡50次，记录分离出1ml水的时间。实验所用油为模拟油(原油与煤油质量比为6:4)，表面活性剂浓度为0.01mol/l。测试结果如表2所示。
表2乳化剂存在下油水分离所需时间
从表2可以看出，与对比例相比，实施例1~5的油/水系统中，分离出1ml水所需的时间明显增加，说明本发明的乳化剂有很好的乳化稳定性。并且随着二羧基硫酸甜菜碱型两性离子双子表面活性剂的侧链-cnh2n+1的碳链长度的增加，油水分离所需的时间先增加后减小。其中实施例4乳化剂的油/水系统中，分离出1ml水所需的时间达到235min，几乎达到完全的乳化的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。