降凝剂乙烯-醋酸乙烯酯对蜡晶Zeta电位的影响

第23卷第1期石油化工高等学校学报Vol. 23 No. 12010年3月JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIESMar. 2010文章编号:1006 - 396X(2010)01 - 0016-03降凝剂乙烯一醋酸乙烯酯对蜡晶Zeta电位的影响宋昭峥'，唐飞”， 郑爱萍”， 蒋庆哲'(1.中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京102249，2. 中国石油玉门油田,甘肃酒泉735109)摘要:通过微电泳仪研究了降凝剂己烯一醋酸乙烯酯(EVA)对蜡晶Zeta电位的影响。结果表明,当降凝剂用量低时,蜡晶的Zeta电位随降凝剂用量的增加而增加;降凝剂用量达到600 ug/g时,蜡晶Zeta 电位(9.8 mV)不随降凝剂用量的变化而变化;在乙烯链节的平均碳原子数为30左右,蜡晶Zeta电位值最大,最大值为10. 86 mV;降凝剂EVA分于结构中VA链节质量分数在45%时,蜡晶Zeta电位最大,最大值15 mV;EVA支化度的增加,蜡晶Zeta电位变小;平均相对分子质量为1.2X10* ,蜡晶Zeta电位值最大,最大值为11.8 mV.关键词:降凝剂;乙烯一醋酸乙烯酯共聚物;蜡晶 Zeta电位中图分类号: TE624.8文献标识码: 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)是一种无规、EVA降凝剂取得了较好的经济效益[2-01。以聚乙烯为主要骨架,带有极性基团的热塑性聚合当温度降低时,原油中的蜡首先结晶成细小的物,已经广泛应用于人们生活的各个方面,例如,胶固体颗粒,这些小的固体颗粒有强烈的聚并趋势,因粘、纺织、染料、半导体、油漆、服装食品填料和塑为细小颗粒的分散在热力学上是不稳定的。原油体膜等,并且它还是人们广泛使用的原油和成品油降系是一种胶体体系,而胶体体系的稳定性很大程度凝剂。对于凝点高的油品,降凝剂可以改善油品的.上决定于分散颗粒的带电性”。Agaev S Gl8对降低温流变性能,对于油品在冬天的使用和输送节约凝剂稳定含蜡体系的降凝剂对蜡晶作用力的性质进了大量的成本叫。我国许多管线使用EVA降凝行了研究,发现在含蜡分散体系中油溶性降凝剂在剂,例如:钟-荆线、中一洛线、马-惠一宁线应用蜡晶中国煤化工结构。宋昭峥等([]也曾}晶表面Zeta电位收稿日期:2009-06-01.的TH. C.NM H G结构对原油降凝性作者简介:宋昭峥(1972-),男,山东曲阜市，副教授,博士。基金项目:+五国家科技攻关技术课题(2002BA312B- 04).能有很大的影响0-12],为了更好的研究降凝剂EVA结构对蜡晶的电性质的研究,减少原油胶质和第1期宋昭峥等.降凝剂乙烯-醋酸乙婼酯对蜡晶Zeta电位的影响7沥青质等组分对试验的干扰,把中原WC98-2井太近,蜡晶之间产生电性排斥,阻止小的晶体之间发原油分离出的蜡用正庚烷溶剂配制成模拟油,系统生聚并形成大的晶体。因此,小蜡晶之间的电性排全面地研究EVA降凝剂结构对蜡晶表面Zeta电位斥使小蜡晶高度分散而稳定存在,高度分散的蜡晶的影响。使原油的凝点和粘度下降[8]。由图1还可以看出,降凝剂浓度曲线出现平台，1实验部分即降凝剂浓度较高时,蜡晶表面Zeta电位不随降凝剂用量的增加而变化。随着降凝剂的浓度增加,参.1.1 材料与仪器试剂:EVA,实验室合成;蜡,从中原WC98- 2与共晶的降凝剂增多。但降凝剂浓度较高时,参与共晶的降凝剂浓度不变,因此,凝点不再变化。如果井原油中分离而得,按照溶剂脱蜡法制备。仪器:微电泳仪(JS- -94F型),上海中晨仪器公进一步增加降凝剂浓度,导致降凝剂浓度过高,原油体系中未参与共晶作用的降凝剂分子增多,造成原司。油流变性能恶化。因此,从经济和实际效果角度出1.2蜡晶表面Zeta电位的测定把中原原油分离出来的蜡组分加人正庚烷溶剂发,降凝剂改善原油体系流变性能有一一个最佳值。中,配成模拟油(蜡的质量分数为25%)。在60. 02.2 EVA共聚物分子中乙烯链节长度的影响C加热条件下,加入降凝剂,以0.1 C/min的冷却降凝剂的用量500 μg/g, EVA共聚物分子中速率降温至20.0 C.用微电泳仪测量蜡晶表面的乙烯链节的平均碳原子数与蜡晶Zeta电位的关系见图2。Zeta电位。102结果与讨论2.1降凝剂EVA质分数的影响势66降凝剂EVA质量分数对蜡晶Zeta电位的影响,结果见图1.乙烯链节平均碳原子数Fig.2 Efct of the average carbon atom number ofethylene chain in EVA molecular structureon the Zeta potential of wax crystals图2 EVA分子结构中乙烯链节的平均碳原子数对与蜡晶Zeta电位的影响由图2可以知道,EVA降凝剂分子中乙烯链节00600 800 1000w(EVA)/(μg°g)的长度对蜡晶Zeta电位影响很大。随着降凝剂Fig.1 Effect of the mass fraction of PPD EVA on theEVA分子结构中的乙烯链节的平均碳原子数增加，Zeta potental of wax cerystal圈1降凝剂EVA 质分数对蜡晶Zeta 电位的影响蜡晶表面Zeta电位增加。在乙烯链节的平均碳原子数为30左右,蜡晶Zeta电位值最大,最大值为由图1看出,当降凝剂用量低于400 μg/g时，10. 86 mV.降凝剂EVA分子结构中的乙烯链节蜡晶表面的Zeta电位随降凝剂用量的增加而增加;的平均碳原子数超过30后,乙烯链节的平均碳原子降凝剂的用量超过500 ug/g,蜡晶表面电位随降凝数增加,蜡晶表面Zeta 电位反而降低。降凝剂剂用量的增加趋势变缓;降凝剂用量达到600 ug/gEVA分子结构中乙烯链节太短,降凝剂EVA共聚时,蜡晶表面Zeta电位不随降凝剂用量的变化而变物与蜡分子发生共晶作用的能力较弱,蜡晶表面化。VA极性链节的有效浓度低,蜡晶Zeta电位较低;降凝剂加入原油中,降凝剂的非极性基团-乙如果EVA分子中的乙烯链节太长,在同样降凝剂烯链节与蜡分析发生共晶作用,形成小的共晶体。用量中国煤化工生共晶作用的有降凝剂的加入并不能阻止蜡晶的产生,因此,降凝剂中的乙烯链节太并没有使原油体系的析蜡点明显下降。由于降凝剂长,:DHC NMHG差,进人油相的趋分子结构中含有极性基团,极性基团使蜡晶表面带势增强,与蜡分子发生共晶作用能力减小，因此,电,蜡晶表面由于带有同样电荷,它们之间如果距离Zeta电位很小。18石油化工高等学校学报第23卷因此,EVA降凝剂分子中乙烯链节的平均碳原降凝剂对原油中的蜡分子进行共晶的机会和能力显子数与蜡的平均碳原子数相匹配时,共晶作用最强，著降低,因此，支化度高的EVA降凝剂的降凝效果蜡晶Zeta电位最高,降凝效果最好。Zeta 电位的结差一些。果与原油降凝实验结果一致([1]。122.3 VA 链节质分数的影响10-降凝剂的用量500 ug/g,以-组平均相对分子8质量相近,VA链节质量分数不同的EVA样品作降凝剂,其中VA链节质量分数的变化对蜡晶Zeta电位的影响见图3.2-，506070 80支化度Flg4 Effet o the branch degree of EVA on the Zetapotential of wax erystals圈4 EVA的支化魔对蜡晶Zeta电位的影响2.5 EVA 的平均相对分子质的影响降凝剂的用量500 ug/g,当VA链节质量分数w(VA)/(μg'g")35%,EVA降凝剂的平均相对分子质量对蜡晶ZetaFig3 Etfeet of the VA chain content on the Zeta电位的影响见图5。potential or wax crystals圈3 VA链节质分数与蜡晶Zeta电位的影响452由图3看出,随着降凝剂EVA分子结构中VA链节质量分数增加,蜡晶表面Zeta电位增加。当降凝剂分子结构中VA链节质量分数超过45%时,蜡晶表面Zeta电位随着VA链节质量分数增加而降低。EVA中VA链节质量分数在45%时,EVA降2t凝剂与蜡分子形成的共晶体的表面极性最强,因此，5 1.01.5 20M.x 10-+蜡晶Zeta电位最高(15 mV)。VA 链节质量分数过Fig5 Effet of the average molecalar weight of EVA低时,EVA降凝剂与蜡晶形成的共晶体表面极性点on the Zeta potential of wax crystals较少,因此,蜡晶Zeta电位较低。VA链节质量分.團5 EVA 的平均相对分于质t M.数过高,降凝剂EVA共聚物的刚性增加,在原油中对蛐晶Zeta电位的影响的溶解性变差,因此,降凝剂与蜡作用的有效浓度相从图5看出,随着平均相对分子质量的增加,蜡对减小,蜡晶表明Zeta 电位减小，蜡晶之间容易发晶Zeta电位逐渐增加,但平均相对分子质量大于生聚并,降凝效果较差。1.2X10*以后,蜡晶Zeta电位逐渐降低。平均相对EVA的支化度的影响分子质量过低的降凝剂EVA分子在含蜡体系中溶降凝剂的用量500 ug/g,选用分子结构相近,解性能较好,与蜡发生共晶作用能力较差;但平均相支化度不同的-组EVA共聚物进行研究,支化度对分子质量太高的EVA降凝剂在蜡溶液体系中的对蜡晶Zeta电位的影响见图4.溶解能力变差，使得EVA降凝剂与蜡共晶作用能由图4看出,随着降凝剂EVA支化度的增加，力较差,蜡晶Zeta电位变小,降凝剂的降凝效果变蜡晶Zeta电位降低。支化度低的EVA通常比支化，差。因此,聚合物EVA作为降凝剂改善原油体系度高的EVA降凝剂与蜡共晶作用强，形成的共晶的流变性能,EVA降凝剂具有一个最佳分子质量，体表面的Zeta电位高，因此,降凝剂的降凝效果更‘这- -点同样被降凝剂EVA的原油降凝实验所证好一些。支化度的增加,由于支链的空间效应,使得中国煤化工JYHCNMHGC1]宋昭岭,柯明,蒋庆暂,等. 降凝剂对原油蜡相变的影响[].石油化工高等学校学2005,18(2).40-43.(下转第22页)22石油化工高等学校学报第23卷参考文献[1] Li Z H，Peng Q R, Yuan Y Z. 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