معرفی کلسیم کلرید

در مقالات قبل، با ساختار و کاربردهای کلسیم کلرید آشنا شدیم. به طور خلاصه میتوان گفت که کلسیم کلرید، یک ماده ی شیمیایی است که از کلر و کلسیم تشکیل شده است؛ این ماده به راحتی درآب حل می‌شود و در درمای 772 درجه سانتی گراد، ذوب می‌گردد؛ یکی از صنایعی که از کلسیم کلرید استفاده می‌شود، صنعت نفت و گاز است؛ با این مقاله همراه باشید تا به صورت گسترده تر با کاربرد این ماده آشنا شویم.

کاربرد کلسیم کلرید در حفاری

در صنعت نفت و گاز، از کلسیم کلرید برای گل های حفاری چاه ، به منظور افزایش ویسکوزیته و چگالی سیال، استفاده می‌شود؛ که این عامل در نتیجه ی مقاومت فشاری ستون گل است و سپس به عنوان فاز داخلی که همان قطرات کوچک داخل نفت هستند؛ در امولسیون معکوس در سیستم روغن-آب، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

معرفی گل های حفاری

قبلا از پرداختن به ادامه بحث، بهتر است با گل های حفاری یا سیالات حفاری آشنا شویم؛ به طور کلی، سیالت حفاری شامل مخلوطی از مواد ترکیب شیمیایی وطبیعی هستند که جهت روان سازی و خنک کردن مته حفاری، پاک سازی چاه حفر شده، کنترل فشار و بهبود عملکرد حفاری و ابزار در حفره چاه به کار میروند.

گل های حفاری دو نوع هستند، یا برپایه آب هستند یا بر پایه نفت که کلسیم کلرید جز گل های حفاری پایه آب است؛ pH  گل های حفاری مبتنی بر آب مورد استفاده، باید بین 7-9 باشد.

مزایای استفاده از کلسیم کلرید در حفاری

استفاده از کلسیم کلرید به جای سدیم کلرید در گل های حفاری به عنوان آب نمک شستشو، به طور قابل توجهی نفوذپذیری تشکیلات را بهبود می بخشد؛ استفاده از این شیوه، به دلیل قابلیت مهم کلسیم کلرید برای منعقد کردن خاک رس، جلوگیری از تقسیم خاک رس و تشکیل کلوئیدهای ریز است؛ تشکیل شدن کلوئیدهای ریز ممکن است جریان نفت و گاز را مسدود نماید؛ استفاده از کلسیم کلرید، از وقوع این وضعیت، جلوگیری می نماید.

کاربرد کلسیم کلرید به عنوان تسریع کننده

از ماده ی کلسیم کلرید، به عنوان یک تسریع کننده  نیز، در این صنعت استفاده می‌شود؛ کلسیم کلرید به عنوان یک تسریع کننده در سیمان کردن بدنه ی مته به سازه ی سنگی استفاده می‌شود.

کلسیم کلرید به عنوان خشک کننده

در تولید گاز طبیعی، معمولا از کلسیم کلراید به عنوان عامل خشک کننده برای حذف آب و جلوگیری از تشکیل هیدرات متان، استفاده می شود.درصورت وجود فشار زیاد و دما ی پایین در اقیانوس ها متان با پیوند برقرار کردن با آب میتواند به ساختارهای هیدراته  CH₄·5.75H₂O , 8CH₄·46H₂O تبدیل شود؛ این مواد ساختاری مشابه یخ دارند؛ اسامی دیگری همچون یخ آتشین یا یخ متان نیز دارند؛ در صورت نشر این ماده در دریا ودر نهایت خروج آن به هوا، باعث خطرات زیست محیطی خواهد شد؛ چرا که تجزیه هیدرات های متان سخت تر از متان است و هردو عامل گرمایش زمین هستند؛ در ادامه ی مقاله، به بررسی نحوه ی کار این ماده ی شیمیایی به عوان عامل خشک کننده، می پردازیم.

مکانسیم جذب آب توسط کلسیم کلرید

برای جذب آب توسط کلرور کلسیم، پلت های کلسیم کلرید، با جذب آب به آرامی حل می شوند؛ محلولی که در این مرحله ایجاد میشود، به بخش کلاهک حباب اصلاح شده جریان می یابد و در آن محل، به جذب آب ادامه می دهد تا حدودا به غلظت 20-25 درصد برسند سپس تخلیه میشوند؛ در این موقعیت، در صورت نیاز، گلوله های کلسیم کلرید جدید اضافه می شوند؛ ترکیب شدن فاز جامد و فاز مایع آبگیری شده، راندمان و اقتصاد بسیار خوبی رابرای صنایع، فراهم می نماید.

میزان جذب آب به وسیله ی کلسیم کلرید

در ادامه ی این مقاله، میزان معمول جذب آب و مقدار گاز فرآوری شده در واحد کلسیم کلرید را با توجه به شکل زیر را تحلیل می نماییم؛ برای نمونه، 1 پوند کلسیم کلرید 94%، می تواند 17.3 پوند آب را در رطوبت نسبی 95%، جذب نماید؛ اما  فقط 2.1 پوند آب را در رطوبت نسبی60%، جذب میکند؛ در این صورت، اگر هیدرات ها که به عنوان ترکیبات بازدارنده رشد و اصلاح کننده در صنعت شناخته می شوند در این سیستم استفاده شوند، گاهی اوقات این امکان را به وجود می آورند که با اثر نمک زدایی، کلسیم کلرید از محلول، تصفیه شده بازیابی شود.

شکل بالا، نمونه ای از خشک کن گاز طبیعی با استفاده از بریکت های کلرید کلسیم می‌باشد؛ زمانی که از گاز طبیعی برای غنی سازی هلیوم باقی مانده استفاده شود، محلول کلسیم کلرید به محلول جذب شده اضافه می شود؛ از این شیوه، برای تولید گاز خشک و غنی شده، استفاده می‌کنند.

نحوه ی خشک کردن مواد به وسیله ی کلسیم کلرید

از ماده ی شیمیایی کلسیم کلرید، در پالایشگاه های نفت برای خشک کردن موادی مانند LPG، نفت سفید و سوخت دیزل استفاده می‌شود؛ با این حال، در کارخانه های پتروشیمی، از این ماده برای خشک کردن محصولاتی مانند هیدروکربن های کلردار، استفاده می نمایند؛ برای این کار، استفاده از ذرات بزرگ کلسیم کلرید که مانند بریکت های بادام شکل است، ضروری و مورد نیاز می باشد.

بادامی شکل بودن کلسیم کلرید ها باعث افزایش سطح تماس کلسیم کلرید با هیدروکربن ها میشوند و باعث افزایش راندمان خشک کردن میشود.

کاربرد کلسیم کلرید در پالایشگاهها و پتروشیمی ها

در مقاله های اخیر، ذکر شده است که خشک کردن، در ستون های سری موازی با سرعت جریان 75- 1.0 فوت در دقیقه، از طریق بسترهای کلسیم کلرید، انجام می شود؛  ظرفیت آن 0.93 پوند آب بر پوند کلسیم کلرید بود  تا 95 درصد پلت های کلراید کلسیم، به حالت شش آبه  و 0.61 آنها به حالت سه آبه دربیایند؛ به این منظور، نمک در بستر اولیه برای حذف آب به دام افتاده، مورد استفاده قرار می گیرد و کلسیم کلرید، بیشتر آب باقی مانده (از جمله محلول) را، حذف می کند.

بسترهای کلسیم کلرید، پس از 18 تا 30 روز عملیات، با 32 تا 38 بشکه نفت سفید، بر پوند ظرفیت کلسم کلرید، تخلیه می‌شوند.

نتیجه گیری

در مقاله بالا، متوجه شدیم که کلسیم کلرید (calcium chloride) در صنعت نفت و گاز، نیاز به ویژگی خاصی دارد تا در این صنعت استفاده شود؛ به عنوان مثل pH شکل فیزیکی و درصد رطوبت آن مهم است؛ علاوه بر آن متوجه شدیم که کلسیم کلرید می تواند به عنوان یک ماده جاذب آب در این صنایع نیز عمل کند؛ شرکت شیمی گستر تولید کننده این ماده پر کاربرد است درصورت مشاوره و خرید  کلسیم کلراید، با کارشناسان ما تماس بگیرید.

مراجع:

1. Basov, N. G., Kertes, I., Kryukov, P. G., Matveets, Y. A., SENATSKif, Y. V., & Chekalin, S. V. (1971). Nonlinear losses in generators and amplifiers of ultrashort light pulses. Phys. JETP, 33, 289-293.
2. Colgate, S. A., & White, R. H. (1964). The hydrodynamic behavior of supernovae explosions(No. UCRL-7777). Lawrence Radiation Lab., Univ. of California, Livermore.
3. Reddy, A., Caler, E. V., & Andrews, N. W. (2001). Plasma membrane repair is mediated by Ca2+-regulated exocytosis of lysosomes. Cell, 106(2), 157-169.
4. Hodgson, R. A., & Martinez, S. J. (1984). Calcium chloride dehydration nozzle(No. US 4433983).
5. Arshinov, S. A., Kolodeznyi, P. A., & Semerikov, A. A. (1971). Hydrate-free production of wells in messoyakhsii gas field.  Delo;(USSR), 12.
6. Azarinezhad-Mohammadi, R. (2010). A chemical based wet cold flow approach for addressing hydrate flow assurance problems(Doctoral dissertation, Heriot-Watt University).
7. Basov, N. G., Kertes, I., Kryukov, P. G., Matveets, Y. A., SENATSKif, Y. V., & Chekalin, S. V. (1971). Nonlinear losses in generators and amplifiers of ultrashort light pulses.  Phys. JETP, 33, 289-293.