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”， 鄭愛萍”， 蔣慶哲'(1.中國石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國家重點實驗室,北京102249，2. 中國石油玉門油田,甘肅酒泉735109)摘要:通過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(jié)果表明,當(dāng)降凝劑用量低時,蠟晶的Zeta電位隨降凝劑用量的增加而增加;降凝劑用量達(dá)到600 ug/g時,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(jié)的平均碳原子數(shù)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(jié)構(gòu)中VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%時,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電位中圖分類號: TE624.8文獻(xiàn)標(biāo)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)是一種無規(guī)、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(dāng)溫度降低時,原油中的蠟首先結(jié)晶成細(xì)小的物,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們生活的各個方面,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(dǎo)體、油漆、服裝食品填料和塑為細(xì)小顆粒的分散在熱力學(xué)上是不穩(wěn)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(wěn)定性很大程度凝劑。對于凝點高的油品,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(jié)約凝劑穩(wěn)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。我國許多管線使用EVA降凝行了研究,發(fā)現(xiàn)在含蠟分散體系中油溶性降凝劑在劑,例如:鐘-荊線、中一洛線、馬-惠一寧線應(yīng)用蠟晶中國煤化工結(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)對原油降凝性作者簡介: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(jié)構(gòu)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(tǒng)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(jié)構(gòu)對蠟晶表面Zeta電位斥使小蠟晶高度分散而穩(wěn)定存在,高度分散的蠟晶的影響。使原油的凝點和粘度下降[8]。由圖1還可以看出,降凝劑濃度曲線出現(xiàn)平臺，1實驗部分即降凝劑濃度較高時,蠟晶表面Zeta電位不隨降凝劑用量的增加而變化。隨著降凝劑的濃度增加,參.1.1 材料與儀器試劑:EVA,實驗室合成;蠟,從中原WC98- 2與共晶的降凝劑增多。但降凝劑濃度較高時,參與共晶的降凝劑濃度不變,因此,凝點不再變化。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),上海中晨儀器公進(jìn)一步增加降凝劑濃度,導(dǎo)致降凝劑濃度過高,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最佳值。中,配成模擬油(蠟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%)。在60. 02.2 EVA共聚物分子中乙烯鏈節(jié)長度的影響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(jié)的平均碳原子數(shù)與蠟晶Zeta電位的關(guān)系見圖2。Zeta電位。102結(jié)果與討論2.1降凝劑EVA質(zhì)分?jǐn)?shù)的影響勢66降凝劑EVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)對蠟晶Zeta電位的影響,結(jié)果見圖1.乙烯鏈節(jié)平均碳原子數(shù)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(jié)構(gòu)中乙烯鏈節(jié)的平均碳原子數(shù)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(jié)00600 800 1000w(EVA)/(μg°g)的長度對蠟晶Zeta電位影響很大。隨著降凝劑Fig.1 Effect of the mass fraction of PPD EVA on theEVA分子結(jié)構(gòu)中的乙烯鏈節(jié)的平均碳原子數(shù)增加，Zeta potental of wax cerystal圈1降凝劑EVA 質(zhì)分?jǐn)?shù)對蠟晶Zeta 電位的影響蠟晶表面Zeta電位增加。在乙烯鏈節(jié)的平均碳原子數(shù)為30左右,蠟晶Zeta電位值最大,最大值為由圖1看出,當(dāng)降凝劑用量低于400 μg/g時，10. 86 mV.降凝劑EVA分子結(jié)構(gòu)中的乙烯鏈節(jié)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(shù)超過30后,乙烯鏈節(jié)的平均碳原子降凝劑的用量超過500 ug/g,蠟晶表面電位隨降凝數(shù)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(dá)到600 ug/gEVA分子結(jié)構(gòu)中乙烯鏈節(jié)太短,降凝劑EVA共聚時,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(jié)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(jié)太長,在同樣降凝劑烯鏈節(jié)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(jié)太并沒有使原油體系的析蠟點明顯下降。由于降凝劑長,:DHC NMHG差,進(jìn)人油相的趨分子結(jié)構(gòu)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(jié)的平均碳原降凝劑對原油中的蠟分子進(jìn)行共晶的機會和能力顯子數(shù)與蠟的平均碳原子數(shù)相匹配時,共晶作用最強，著降低,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(jié)差一些。果與原油降凝實驗結(jié)果一致([1]。122.3 VA 鏈節(jié)質(zhì)分?jǐn)?shù)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(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的EVA樣品作降凝劑,其中VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化對蠟晶Zeta電位的影響見圖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(dāng)VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)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電位的影響見圖5。potential or wax crystals圈3 VA鏈節(jié)質(zhì)分?jǐn)?shù)與蠟晶Zeta電位的影響452由圖3看出,隨著降凝劑EVA分子結(jié)構(gòu)中VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,蠟晶表面Zeta電位增加。當(dāng)降凝劑分子結(jié)構(gòu)中VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過45%時,蠟晶表面Zeta電位隨著VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而降低。EVA中VA鏈節(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%時,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(jié)質(zhì)量分?jǐn)?shù)過Fig5 Effet of the average molecalar weight of EVA低時,EVA降凝劑與蠟晶形成的共晶體表面極性點on the Zeta potential of wax crystals較少,因此,蠟晶Zeta電位較低。VA鏈節(jié)質(zhì)量分.團5 EVA 的平均相對分于質(zhì)t M.數(shù)過高,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(jié)構(gòu)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- -點同樣被降凝劑EVA的原油降凝實驗所證好一些。支化度的增加,由于支鏈的空間效應(yīng),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(zhuǎn)第22頁)22石油化工高等學(xué)校學(xué)報第23卷參考文獻(xiàn)[1] Li Z H，Peng Q R, Yuan Y Z. 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