降凝劑乙烯-醋酸乙烯酯對蠟晶Zeta電位的影響

第23卷第1期石油化工高等學(xué)校學(xué)報Vol. 23 No. 12010年3月JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIESMar. 2010文章編號:1006 - 396X(2010)01 - 0016-03降凝劑乙烯一醋酸乙烯酯對蠟晶Zeta電位的影響宋昭崢'，唐飛”， 鄭愛(ài)萍”， 蔣慶哲'(1.中國石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗室,北京102249，2. 中國石油玉門(mén)油田,甘肅酒泉735109)摘要:通過(guò)微電泳儀研究了降凝劑己烯一醋酸乙烯酯(EVA)對蠟晶Zeta電位的影響。結果表明,當降凝劑用量低時(shí),蠟晶的Zeta電位隨降凝劑用量的增加而增加;降凝劑用量達到600 ug/g時(shí),蠟晶Zeta 電位(9.8 mV)不隨降凝劑用量的變化而變化;在乙烯鏈節的平均碳原子數為30左右,蠟晶Zeta電位值最大,最大值為10. 86 mV;降凝劑EVA分于結構中VA鏈節質(zhì)量分數在45%時(shí),蠟晶Zeta電位最大,最大值15 mV;EVA支化度的增加,蠟晶Zeta電位變小;平均相對分子質(zhì)量為1.2X10* ,蠟晶Zeta電位值最大,最大值為11.8 mV.關(guān)鍵詞:降凝劑;乙烯一醋酸乙烯酯共聚物;蠟晶 Zeta電位中圖分類(lèi)號: TE624.8文獻標識碼: Adoi:10. 3696/j. issn. 1006 - 396X. 2010.01. 004Effect of Ethylene - Vinyl Acetate Copolymeron the Zeta Potential of Wax CrystalsSONG Zhao- zheng' ，TANG Fei*，ZHENG Ai- ping' , JIANG Qing- zhe'(1. State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum，Beijing 102249, P. R. China;2. Yumen Oilfield CNPC,J iuquan Gansu 735109,P. R. China)Received 1 June 2009 ; revised 10 November 2009; acceprted 19 December 2009Abstract; The effects of ethylene- - vinyl acetate copolymer(EVA) on the Zeta potential of wax crystals were studied by micro-electrophoretic equipment. The results show that when EVA content is low, the Zeta potential increases with EVA content.When EVA content reaches 600 pg/g, the Zeta potential(9. 8 mV) doesn't increase with the increasing of EVA content. Whenthe average carbon atom number of ethylene chain reaches 30 or so, the Zeta potential reaches the maximum 10. 86 mV. WhenVA chain content reaches 45% , the Zeta potential reaches the maximum 15. 0 mV. When. the branch degree of EVA increases,the Zeta potential of wax crystals reduces. When the average molecular weight of EVA reaches 1. 2X 10' , the Zeta potentialreaches the maximum 11. 8 mV.Key words: Pour point depressant; Ethylene vinyl acetate copolymer; Zeta potential of wax crystalCorresponding author. Tel. :+86- 10- -89733372; fax:+86 - 10 - 89733372; e- mail; song@cup. edu. cn乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是一種無(wú)規、EVA降凝劑取得了較好的經(jīng)濟效益[2-01。以聚乙烯為主要骨架,帶有極性基團的熱塑性聚合當溫度降低時(shí),原油中的蠟首先結晶成細小的物,已經(jīng)廣泛應用于人們生活的各個(gè)方面,例如,膠固體顆粒,這些小的固體顆粒有強烈的聚并趨勢,因粘、紡織、染料、半導體、油漆、服裝食品填料和塑為細小顆粒的分散在熱力學(xué)上是不穩定的。原油體膜等,并且它還是人們廣泛使用的原油和成品油降系是一種膠體體系,而膠體體系的穩定性很大程度凝劑。對于凝點(diǎn)高的油品,降凝劑可以改善油品的.上決定于分散顆粒的帶電性”。Agaev S Gl8對降低溫流變性能,對于油品在冬天的使用和輸送節約凝劑穩定含蠟體系的降凝劑對蠟晶作用力的性質(zhì)進(jìn)了大量的成本叫。我國許多管線(xiàn)使用EVA降凝行了研究,發(fā)現在含蠟分散體系中油溶性降凝劑在劑,例如:鐘-荊線(xiàn)、中一洛線(xiàn)、馬-惠一寧線(xiàn)應用蠟晶中國煤化工結構。宋昭崢等([]也曾}晶表面Zeta電位收稿日期:2009-06-01.的TH. C.NM H G結構對原油降凝性作者簡(jiǎn)介:宋昭崢(1972-),男,山東曲阜市，副教授,博士?；痦椖?+五國家科技攻關(guān)技術(shù)課題(2002BA312B- 04).能有很大的影響0-12],為了更好的研究降凝劑EVA結構對蠟晶的電性質(zhì)的研究,減少原油膠質(zhì)和第1期宋昭崢等.降凝劑乙烯-醋酸乙婼酯對蠟晶Zeta電位的影響7瀝青質(zhì)等組分對試驗的干擾,把中原WC98-2井太近,蠟晶之間產(chǎn)生電性排斥,阻止小的晶體之間發(fā)原油分離出的蠟用正庚烷溶劑配制成模擬油,系統生聚并形成大的晶體。因此,小蠟晶之間的電性排全面地研究EVA降凝劑結構對蠟晶表面Zeta電位斥使小蠟晶高度分散而穩定存在,高度分散的蠟晶的影響。使原油的凝點(diǎn)和粘度下降[8]。由圖1還可以看出,降凝劑濃度曲線(xiàn)出現平臺，1實(shí)驗部分即降凝劑濃度較高時(shí),蠟晶表面Zeta電位不隨降凝劑用量的增加而變化。隨著(zhù)降凝劑的濃度增加,參.1.1 材料與儀器試劑:EVA,實(shí)驗室合成;蠟,從中原WC98- 2與共晶的降凝劑增多。但降凝劑濃度較高時(shí),參與共晶的降凝劑濃度不變,因此,凝點(diǎn)不再變化。如果井原油中分離而得,按照溶劑脫蠟法制備。儀器:微電泳儀(JS- -94F型),上海中晨?jì)x器公進(jìn)一步增加降凝劑濃度,導致降凝劑濃度過(guò)高,原油體系中未參與共晶作用的降凝劑分子增多,造成原司。油流變性能惡化。因此,從經(jīng)濟和實(shí)際效果角度出1.2蠟晶表面Zeta電位的測定把中原原油分離出來(lái)的蠟組分加人正庚烷溶劑發(fā),降凝劑改善原油體系流變性能有一一個(gè)最佳值。中,配成模擬油(蠟的質(zhì)量分數為25%)。在60. 02.2 EVA共聚物分子中乙烯鏈節長(cháng)度的影響C加熱條件下,加入降凝劑,以0.1 C/min的冷卻降凝劑的用量500 μg/g, EVA共聚物分子中速率降溫至20.0 C.用微電泳儀測量蠟晶表面的乙烯鏈節的平均碳原子數與蠟晶Zeta電位的關(guān)系見(jiàn)圖2。Zeta電位。102結果與討論2.1降凝劑EVA質(zhì)分數的影響勢66降凝劑EVA質(zhì)量分數對蠟晶Zeta電位的影響,結果見(jiàn)圖1.乙烯鏈節平均碳原子數Fig.2 Efct of the average carbon atom number ofethylene chain in EVA molecular structureon the Zeta potential of wax crystals圖2 EVA分子結構中乙烯鏈節的平均碳原子數對與蠟晶Zeta電位的影響由圖2可以知道,EVA降凝劑分子中乙烯鏈節00600 800 1000w(EVA)/(μg°g)的長(cháng)度對蠟晶Zeta電位影響很大。隨著(zhù)降凝劑Fig.1 Effect of the mass fraction of PPD EVA on theEVA分子結構中的乙烯鏈節的平均碳原子數增加，Zeta potental of wax cerystal圈1降凝劑EVA 質(zhì)分數對蠟晶Zeta 電位的影響蠟晶表面Zeta電位增加。在乙烯鏈節的平均碳原子數為30左右,蠟晶Zeta電位值最大,最大值為由圖1看出,當降凝劑用量低于400 μg/g時(shí)，10. 86 mV.降凝劑EVA分子結構中的乙烯鏈節蠟晶表面的Zeta電位隨降凝劑用量的增加而增加;的平均碳原子數超過(guò)30后,乙烯鏈節的平均碳原子降凝劑的用量超過(guò)500 ug/g,蠟晶表面電位隨降凝數增加,蠟晶表面Zeta 電位反而降低。降凝劑劑用量的增加趨勢變緩;降凝劑用量達到600 ug/gEVA分子結構中乙烯鏈節太短,降凝劑EVA共聚時(shí),蠟晶表面Zeta電位不隨降凝劑用量的變化而變物與蠟分子發(fā)生共晶作用的能力較弱,蠟晶表面化。VA極性鏈節的有效濃度低,蠟晶Zeta電位較低;降凝劑加入原油中,降凝劑的非極性基團-乙如果EVA分子中的乙烯鏈節太長(cháng),在同樣降凝劑烯鏈節與蠟分析發(fā)生共晶作用,形成小的共晶體。用量中國煤化工生共晶作用的有降凝劑的加入并不能阻止蠟晶的產(chǎn)生,因此,降凝劑中的乙烯鏈節太并沒(méi)有使原油體系的析蠟點(diǎn)明顯下降。由于降凝劑長(cháng),:DHC NMHG差,進(jìn)人油相的趨分子結構中含有極性基團,極性基團使蠟晶表面帶勢增強,與蠟分子發(fā)生共晶作用能力減小，因此,電,蠟晶表面由于帶有同樣電荷,它們之間如果距離Zeta電位很小。18石油化工高等學(xué)校學(xué)報第23卷因此,EVA降凝劑分子中乙烯鏈節的平均碳原降凝劑對原油中的蠟分子進(jìn)行共晶的機會(huì )和能力顯子數與蠟的平均碳原子數相匹配時(shí),共晶作用最強，著(zhù)降低,因此，支化度高的EVA降凝劑的降凝效果蠟晶Zeta電位最高,降凝效果最好。Zeta 電位的結差一些。果與原油降凝實(shí)驗結果一致([1]。122.3 VA 鏈節質(zhì)分數的影響10-降凝劑的用量500 ug/g,以-組平均相對分子8質(zhì)量相近,VA鏈節質(zhì)量分數不同的EVA樣品作降凝劑,其中VA鏈節質(zhì)量分數的變化對蠟晶Zeta電位的影響見(jiàn)圖3.2-，506070 80支化度Flg4 Effet o the branch degree of EVA on the Zetapotential of wax erystals圈4 EVA的支化魔對蠟晶Zeta電位的影響2.5 EVA 的平均相對分子質(zhì)的影響降凝劑的用量500 ug/g,當VA鏈節質(zhì)量分數w(VA)/(μg'g")35%,EVA降凝劑的平均相對分子質(zhì)量對蠟晶ZetaFig3 Etfeet of the VA chain content on the Zeta電位的影響見(jiàn)圖5。potential or wax crystals圈3 VA鏈節質(zhì)分數與蠟晶Zeta電位的影響452由圖3看出,隨著(zhù)降凝劑EVA分子結構中VA鏈節質(zhì)量分數增加,蠟晶表面Zeta電位增加。當降凝劑分子結構中VA鏈節質(zhì)量分數超過(guò)45%時(shí),蠟晶表面Zeta電位隨著(zhù)VA鏈節質(zhì)量分數增加而降低。EVA中VA鏈節質(zhì)量分數在45%時(shí),EVA降2t凝劑與蠟分子形成的共晶體的表面極性最強,因此，5 1.01.5 20M.x 10-+蠟晶Zeta電位最高(15 mV)。VA 鏈節質(zhì)量分數過(guò)Fig5 Effet of the average molecalar weight of EVA低時(shí),EVA降凝劑與蠟晶形成的共晶體表面極性點(diǎn)on the Zeta potential of wax crystals較少,因此,蠟晶Zeta電位較低。VA鏈節質(zhì)量分.團5 EVA 的平均相對分于質(zhì)t M.數過(guò)高,降凝劑EVA共聚物的剛性增加,在原油中對蛐晶Zeta電位的影響的溶解性變差,因此,降凝劑與蠟作用的有效濃度相從圖5看出,隨著(zhù)平均相對分子質(zhì)量的增加,蠟對減小,蠟晶表明Zeta 電位減小，蠟晶之間容易發(fā)晶Zeta電位逐漸增加,但平均相對分子質(zhì)量大于生聚并,降凝效果較差。1.2X10*以后,蠟晶Zeta電位逐漸降低。平均相對EVA的支化度的影響分子質(zhì)量過(guò)低的降凝劑EVA分子在含蠟體系中溶降凝劑的用量500 ug/g,選用分子結構相近,解性能較好,與蠟發(fā)生共晶作用能力較差;但平均相支化度不同的-組EVA共聚物進(jìn)行研究,支化度對分子質(zhì)量太高的EVA降凝劑在蠟溶液體系中的對蠟晶Zeta電位的影響見(jiàn)圖4.溶解能力變差，使得EVA降凝劑與蠟共晶作用能由圖4看出,隨著(zhù)降凝劑EVA支化度的增加，力較差,蠟晶Zeta電位變小,降凝劑的降凝效果變蠟晶Zeta電位降低。支化度低的EVA通常比支化，差。因此,聚合物EVA作為降凝劑改善原油體系度高的EVA降凝劑與蠟共晶作用強，形成的共晶的流變性能,EVA降凝劑具有一個(gè)最佳分子質(zhì)量，體表面的Zeta電位高，因此,降凝劑的降凝效果更‘這- -點(diǎn)同樣被降凝劑EVA的原油降凝實(shí)驗所證好一些。支化度的增加,由于支鏈的空間效應,使得中國煤化工JYHCNMHGC1]宋昭嶺,柯明,蔣慶暫,等. 降凝劑對原油蠟相變的影響[].石油化工高等學(xué)校學(xué)2005,18(2).40-43.(下轉第22頁(yè))22石油化工高等學(xué)校學(xué)報第23卷參考文獻[1] Li Z H，Peng Q R, Yuan Y Z. 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