Kalcija bromīda šķidrumu sagatavošana ar ultraskaņu naftas un gāzes ieguvei
Dzidri halogenīdu sālsšķīdumi: definīcija un nozīme
Dzidri halogenīdu sālsšķīdumi ir vienfāzes hlorīdu vai bromīdu sāļu šķīdumi bez cietvielām. Izplatītās receptūrās izmanto nātrija bromīdu, kalcija hlorīdu, kalcija bromīdu, cinka bromīdu un dažādas šo sāļu sajaukšanas attiecības, lai pielāgotu blīvumu, kristalizācijas temperatūru un saderību ar iežu slāni. Operatori novērtē dzidrus sālsšķīdumus, jo tie nodrošina hidrostatisko spiedienu, neveidojot filtrācijas nogulšņu slāni, ar divvērtīgu katjonu palīdzību nomāc slānekļa hidratāciju un ir viegli filtrējami līdz dzidrumam ar duļķainību zem NTU līmeņa pirms ievadīšanas pabeidzamajos urbumos. Ultraskaņas maisīšana paātrina katra komponenta šķīšanu, homogenizē vairāku sāļu maisījumus un izvada iesaistīto gāzi, tādēļ dzidras halogenīdu sistēmas ātrāk sasniedz specifikācijas prasības un saglabā stabilitāti uzglabāšanas vai recirkulācijas laikā.
Kāpēc kalcija bromīds joprojām ir ierasta izvēle urbumu pabeigšanas sālsšķīdumiem
Naftas un gāzes urbumos bieži nepieciešams hidrostatiskais spiediens, kas pārsniedz slāņa spiedienu, vienlaikus urbuma pabeigšanas laikā izvairoties no slāņa bojājumiem, ko rada barītu saturoši urbšanas šķidrumi. Kalcija bromīda šķīdums nodrošina inženieriem vajadzīgo blīvuma diapazonu, lai radītu spiedienu, kas pārsniedz daudzu augstspiediena iegulu spiedienu, vienlaikus neveidojot filtrācijas nogulšņu slāni. Turklāt kalcija bromīds viegli sajaucas ar kalcija hlorīdu un cinka bromīdu, lai paplašinātu blīvuma diapazonu vai pielāgotu kristalizācijas temperatūru, ļaujot izstrādāt konkrētiem sezonāliem vai dziļūdens apstākļiem piemērotus šķidrumus.
Termiskā stabilitāte augstā urbuma dibena temperatūrā un spēja kavēt māla uzbriešanu un dispersiju vēl vairāk pamato tā izmantošanu urbumu pabeigšanā augsta spiediena un augstas temperatūras (HPHT) apstākļos, grants filtros un pakeru šķidrumos.
Funkcijas dažādos urbuma dzīves cikla posmos
Tālāk aplūkojam dažādus urbuma dzīves cikla posmus un parādām, kā kalcija bromīda sālsšķīdumu darba procesos apstrāde ar ultraskaņu paātrina sagatavošanu, uzlabo blīvuma un piedevu sadalījuma vienmērīgumu, samazina skābekļa slodzi un galu galā palielina darbības uzticamību ieguves vietā.
Urbumu pabeigšanas un kapitālā remonta darbi
Ultraskaņas apstrāde maina urbumu pabeigšanai paredzēto sālsšķīdumu sagatavošanas tempu un kvalitāti. Izraisot akustisko kavitāciju tieši uz sāls un šķidruma saskares virsmas, Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces izjauc robežslāņus, paātrina šķīšanu tās beigu posmā un homogenizē vairāku sāļu maisījumus. Praksē tas nozīmē, ka CaBr2 bāzes šķidrums var ātri sasniegt specifikācijas prasības, skābekli var izvadīt tajā pašā plūsmas caurlaidē un sastāvu var koriģēt ar CaCl2 vai ZnBr2 koncentrātiem, neveidojoties īslaicīgiem pārsātinājuma apgabaliem, kas citādi veicinātu katlakmens vai cietu nogulšņu veidošanos.
Urbumā kalcija bromīds nodrošina cietvielas nesaturošu hidrostatisko kolonnu, kas kavē māla hidratāciju, perforēšanas, grants filtru ierīkošanas, cauruļu tīrīšanas un remonta darbiem, kuros cietās daļiņas saturošas speciālo šķidrumu porcijas varētu aizsprostot filtru sietus.
Veicot kondicionēšanu atsevišķi no urbuma pirms urbuma pabeigšanas operācijas, šķidruma recirkulācija caur ultraskaņas reaktora kontūru veicina vienmērīgu korozijas inhibitoru un saistvielu piedevu kompleksu dispersiju (piemēram, skābekļa saistvielu, ko izmanto pirms pakeru ievietošanas), samazinot risku, ka nepietiekami apstrādātas partijas augstas temperatūras iedarbībā varētu izraisīt cauruļu koroziju. Apstrāde ar ultraskaņu, radot intensīvu bīdi, ir izmantota kā obligāts kondicionēšanas posms CaBr2 bāzes HPHT urbumu pabeigšanas šķidrumiem, kuros bija mikronizēti blīvinātāji. Līdzīga kondicionēšana ar ultraskaņas radītu bīdi ir lietderīga arī urbumu pabeigšanas sālsšķīdumiem bez blīvinātājiem, lai nodrošinātu vienmērīgu piedevu sadalījumu un nemainīgu blīvumu pie instrumenta darba virsmas.
Pakeru un gredzenveida telpas ekspluatācija
Apstrāde ar ultraskaņu ir efektīvs līdzeklis tādu starpcauruļu telpas un pakeru šķidrumu īpašību atjaunošanai, kuri mēnešiem ilgi var atrasties nekustīgā stāvoklī. Periodiska cirkulācija ar ultraskaņas apstrādi caur virszemes uzglabāšanas tvertnēm vai slēgtiem starpcauruļu telpas kontūriem atkārtoti suspendē veidoties sākušos kristālus, atkārtoti izšķīdina atdalījušās blīvās fāzes un izvada izšķīdušās gāzes, lai inhibitoru aizsargplēves uz pakeru metāla virsmām saglabātos neskartas. Tā kā Hielscher sistēmas var uzstādīt tieši plūsmas līnijā, operatori plānotās apkopes laikā var recirkulēt daļu plūsmas, netraucējot urbuma darbību un atjaunojot viendabīgumu, pirms blīvuma vai dzidruma novirzes kļūst ekspluatācijai nozīmīgas.
Strauja blīvuma palielināšana un šķidrumu aizstāšanas darbi
Plūsmas līnijā uzstādāmas ultraskaņas šķīdināšanas iekārtas ļauj strauji palielināt blīvumu tieši pēc vajadzības. Sausu CaBr2 vai augstas koncentrācijas koncentrātu var ievadīt tieši recirkulējošā plūsmā un virzīt caur ultraskaņas kavitācijas zonu, kur šķīšana un sajaukšanās noslēdzas dažu sekunžu laikā, pirms kritiski svarīgām operācijām nekavējoties nodrošinot vienmērīgu hidrostatiskā spiediena pieaugumu. Darbā atradnēs CaBr2 jau izmanto kā īpaši paredzētu šķidrumu straujai blīvuma palielināšanai, jo tā augstais blīvums, ko nodrošina viens sāls, un spēja ātri sajaukties ļauj ar nelieliem tilpumiem būtiski mainīt sistēmas šķidruma blīvumu. Apstrāde ar ultraskaņu paplašina šo lietderību, saīsinot šķīšanas laiku un nodrošinot blīvuma palielināšanai pievienotā šķidruma vienmērīgu izkliedi visā cirkulējošajā tilpumā.
Speciālie HPHT šķidrumi un blīvināšanas piedevu kompleksi
Darbā augsta spiediena un augstas temperatūras (HPHT) apstākļos ultraskaņas apstrādes iekārtas ir kritiski svarīga reoloģijas un suspensijas kontroles tehnoloģija. CaBr2 bāzes HPHT šķidrumu, kas satur mikronizētus blīvinātājus ar augstu īpatnējo svaru (piemēram, mangāna tetraoksīdu), kondicionēšanai nepieciešama intensīva bīdes iedarbība, lai samitrinātu daļiņas, sašķeltu mīkstus aglomerātus un iegūtu vienmērīgu reoloģisko profilu. Lieljaudas ultraskaņas maisītāji, kas uzstādīti plūsmas līnijā, šo enerģiju pievada efektīvi. Kavitācija sasmalcina daļiņu sakopojumus, tuvinot to izmēru primāro daļiņu izmēram, un veicina strauju samitrināšanu pat paaugstināta sāls satura un viskozitātes apstākļos. Ražošanas mēroga ultraskaņas tehnoloģija nodrošina pievilcīgu risinājumu kompaktām, plūsmas līnijā integrētām HPHT šķidrumu sagatavošanas iekārtām, kur telpa un laiks ir ierobežoti.
Izaicinājumi, sagatavojot blīvas kalcija bromīda sistēmas
Liela sausa sāls daudzuma izšķīdināšanu ūdenī ierobežo masas pārnese. Koncentrācijai pārsniedzot aptuveni vienu trešdaļu no piesātinājuma koncentrācijas, palielinās viskozitāte, un tvertnes dibenā uzkrājas neizšķīdis sāls nogulšņu slānis. Tas pagarina sajaukšanas laiku un izraisa lokālu pārkaršanu, ja izmanto karsēšanu ar tvaiku. Mehāniskajiem lāpstiņu maisītājiem ir grūti vienmērīgi pakļaut blīvos kristālus bīdes iedarbībai un uzturēt tos suspendētā stāvoklī. Aerācija maisīšanas laikā ievada skābekli, kas paātrina koroziju uzglabāšanas laikā un ekspluatācijā urbumā, ja vien tas netiek saistīts ar skābekļa saistītājiem. Vairāku halogenīdu sāļu (CaBr2, CaCl2, ZnBr2) sajaukšana atradnē rada papildu lokāla pārsātinājuma un sāļu izgulsnēšanās risku, ja netiek kontrolēta pievienošanas secība, temperatūra un sajaukšanas enerģija.
Ultraskaņas sajaukšanas pamatprincipu pielietojums kalcija bromīdam
Augstas intensitātes ultraskaņa šķidrumos rada mainīgus saspiešanas un izplešanās ciklus. Kavitācijas burbuļi veidojas, aug un strauji sabrūk, radot mikrostrūklas, triecienviļņu frontes un lokālas augstas temperatūras zonas, kas erodē kristālu virsmas, izjauc robežslāņus un veicina strauju sāls šķīšanu. Blīvos sāls šķīdumos kavitācijas dobumu implozīvais sabrukums rada arī smalka mēroga turbulenci un daļiņu savstarpējas sadursmes, kas deaglomerē mīkstas vai irdenas cietvielas, atsedzot jaunu virsmu masas pārnesei. Salīdzinājumā ar sajaukšanu ar lāpstiņu maisītāju ultraskaņas enerģija tiek pievadīta visā šķidruma tilpumā plūsmas šūnā vai sonotrodes tuvajā laukā, saīsinot difūzijas ceļu un novēršot stagnācijas zonas tvertnēs ar plūsmas atvairītājiem.
Ultraskaņas veicināta samitrināšana pārvar virsmas spraiguma barjeras vietās, kur nepilnīga samitrināšana var radīt daļēji samitrinātus veidojumus ar sausu kodolu vai kunkuļus.
Hielscher rūpnieciskās ultraskaņas apstrādes iekārtas sāls šķīdumu ražošanai
Hielscher piedāvā mērogojamu sistēmu arhitektūru – no laboratorijas ierīcēm šķīšanas kinētikas noteikšanai līdz lieljaudas ražošanas iekārtām (piemēram, no UIP4000hdT līdz UIP16000hdT), kuras var savienot ar kolektoriem, lai apstrādātu lielus plūsmas ātrumus tieši plūsmā vai recirkulācijā caur maisīšanas tvertnēm. Šīs izturīgās sistēmas nodrošina kontrolētu amplitūdu pie augsta jaudas blīvuma, radot reproducējamus kavitācijas laukus pat viskozā vidē ar augstu sāļu koncentrāciju. Konstrukcijas darbam tieši plūsmā samazina skābekļa uzņemšanu un ļauj šķīdumu nekavējoties pārvadīt uzglabāšanai vai sajaukšanai ar citiem attiecīgajā sistēmā izmantotajiem sāls šķīdumiem. Ir pieejamas dažādas plūsmas šūnu ģeometrijas ar apvalkiem temperatūras regulēšanai, abrazīvā nodiluma rezervi darbam ar cietajām daļiņām un pieslēgvietām blīvuma, temperatūras un skābekļa zondēm.
Integrējot Hielscher plūsmas ultraskaņas reaktoru aiz regulējama sausā materiāla padevēja vai suspensijas sūkņa, iespējams nepārtraukti sagatavot kalcija bromīda šķīdumu urbšanas tempam atbilstošā apjomā. Automatizēta amplitūdas un spiediena regulēšana ļauj sistēmai pielāgoties ienākošo cieto vielu padeves ātrumam, lai blīvums izplūdē saglabātos specifikācijas robežās bez manuālas maisīšanas vai sildīšanas. Lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas ierīcēm sāls šķīdumu ražošanai, noklikšķiniet šeit!
Procesa intensifikācijas rādītāji: maisīšanas laiks, dzidrums, enerģija
Lauka apstākļos veikti salīdzinājumi starp ar tvaiku sildītām tvertnēm ar no augšas ievietotiem mehāniskiem maisītājiem un šķīdināšanu ar ultraskaņas palīdzību liecina, ka laiks līdz pilnīgam piesātinājumam samazinās par vienu kārtu, ja recirkulācijas kontūros tiek izmantots jaudas blīvums diapazonā no 250 līdz 500W/L. Operatori ziņo, ka 52 procentu kalcija bromīda šķīduma partiju sagatavošanā četru stundu maisīšanu karstumā izdevies aizstāt ar šķīdināšanu apkārtējās vides temperatūrā mazāk nekā trīsdesmit minūtēs, vienlaikus samazinot sildīšanai nepieciešamās degvielas patēriņu. Kavitācija sašķeļ atlikušās smalkās daļiņas un uztur tās suspendētā stāvoklī līdz izšķīšanai. Tādēļ, ja pēc tam veic noslēdzošo smalko filtrēšanu tieši plūsmā, galīgais duļķainums parasti samazinās.
Bieži pietiek ar aptuveni 0,3 līdz 0,5kWh uz gatavā sāls šķīduma kubikmetru. Tomēr ieteicami optimizācijas izmēģinājumi pilotmērogā, lai noteiktu šķīšanas līknes atkarību no amplitūdas un spiediena. Šādu laboratorijas darbu ir vienkārši veikt ar mazākām Hielscher galda iekārtām, un procesu var lineāri mērogot līdz ražošanas līmenim, izmantojot korelācijas, kuru pamatā ir enerģija uz tilpuma vienību.
Partiju sagatavošanas sistēmu projektēšana ar ultraskaņas recirkulāciju
Izplatīts esošas sistēmas modernizācijas risinājums ir recirkulācijas kontūra pievienošana no tvertnes izplūdes caur Hielscher plūsmas šūnu atpakaļ uz tvertnes augšdaļu, izveidojot augstas enerģijas zonu ārpus tvertnes un izmantojot esošo tvertni kā bufera tilpumu. Sausu kalcija bromīdu dozē iesūkšanas pusē caur piltuves ežektoru, kur tūlītēja ultraskaņas iedarbība novērš salipšanu. Blīvumu uzrauga tieši plūsmā. Tā kā akustiskais lauks ir koncentrēts sānu kontūrā, tvertnei uzstādītajām iekārtām nepieciešamas minimālas izmaiņas, un esošo tvaiku atgūšanas sistēmu var saglabāt.
Nepārtraukta sāls šķīduma sagatavošana un blīvuma precīza koriģēšana tieši plūsmā
Ja urbšanas temps prasa nepārtrauktu urbuma pabeigšanai atbilstošas kvalitātes sāls šķīduma padevi, plūsmas ultraskaņas šķīdinātāji pēc pieprasījuma var sagatavot kalcija bromīda šķīdumu, kas plūst tieši uz urbšanas iekārtas skalošanas šķidruma sistēmu vai gredzenveida telpas uzpildes sūkņiem. Uzturēšanās laiks kavitācijas kamerā ir īss, un enerģijas iedarbība ir intensīva. Ultraskaņas apstrāde tieši plūsmā ļauj arī ātri koriģēt šķidruma blīvumu šķidrumu aizstāšanas gaitā, ievadot koncentrētu kalcija bromīdu cirkulējošā šķidruma plūsmā, lai strauji paaugstinātu hidrostatiskā spiediena gradientu pirms kritiskas darbības, piemēram, perforācijas vai aizbāžņa izurbšanas. Vide ar intensīvu bīdi veicina tūlītēju samitrināšanu un šķīšanu, novēršot aizkavi, kas citādi novērojama, izmantojot tradicionālo apstrādi.
Piedevu disperģēšana kalcija bromīda matricās
Urbumu pabeigšanas sāls šķīdumi reti sastāv tikai no sāls un ūdens. Smērvielas, korozijas inhibitori, virsmaktīvās vielas, filtrācijas zudumu samazinātāji un mikronizēti smaguma palielinātāji jāiestrādā bez flokulācijas. Ultraskaņas apstrāde ar lieliem bīdes spēkiem ir īpaši efektīva tādu pulveru deaglomerēšanā, kuri grūti padodas mehāniskai disperģēšanai, nodrošinot šauru daļiņu izmēru sadalījumu, kas ierobežo nosēšanos un smaguma palielinātāju noslāņošanos augsta blīvuma sistēmās. Piemēram, mikronizētām cietajām smaguma palielināšanas piedevām, ko iestrādā kalcija bromīda bāzes šķidrumos augsta spiediena un augstas temperatūras (HPHT) lietojumiem, nepieciešama intensīva enerģijas pievade, lai novērstu salipšanu un saglabātu reoloģisko viendabīgumu. Plūsmas ultraskaņas apstrādes ierīces šo enerģiju vienmērīgi pievada visā lielajā šķidruma tilpumā.
Plēvi veidojošie korozijas inhibitori uz amīnu bāzes un citas piedevu paketes ultraskaņas apstrādes laikā sajaucas vienmērīgāk, samazinot dozējuma svārstības, kuru dēļ neaizsargātas metāla virsmas citādi varētu nonākt saskarē ar agresīviem halogenīdu sāls šķīdumiem. Vienmērīga disperģēšana ir īpaši svarīga, apstrādājot pakeru šķidrumus, kas mēnešiem vai gadiem atradīsies nekustīgā stāvoklī.
Hielscher MultiPhaseCavitator (MPC) ir noderīgs ultraskaņas reaktoru papildinājums šķidrumu savstarpējai sajaukšanai. Lai uzzinātu vairāk par MultiPhaseCavitator, lūdzu, noklikšķiniet šeit!
Skābekļa līmenis kalcija bromīda šķidrumos
Izšķīdušais skābeklis ir viens no galvenajiem korozijas veicinātājiem kalcija bromīda sistēmās. Ultraskaņas kavitācija izvada šķidrumā iesaistītās gāzes un, ja to izmanto recirkulācijā zem gāzes aizsargslāņa, var palīdzēt pazemināt skābekļa līmeni pirms inhibitora pievienošanas, uzlabojot cauruļu un iekārtu ilgtermiņa aizsardzību.
Kontrolsaraksts ieviešanai lauka apstākļos
Tālāk sniegtajā saīsinātajā kontrolsarakstā apkopoti galvenie inženiertehniskie un ekspluatācijas aspekti, kas jāņem vērā, plānojot kalcija bromīda šķīdumu un suspensiju sagatavošanu ar ultraskaņu. Katrs punkts jāpārbauda konkrētās vietas apstākļos pirms pilna mēroga ieviešanas.
- Raksturojiet padodamo sāli (daļiņu izmēru, mitrumu, piemaisījumu jonus) un apstipriniet šķīšanas līkni. Veiciet laboratorijas ultraskaņas apstrādes izmēģinājumus, lai noteiktu enerģiju uz tilpuma vienību un beigu blīvumu.
- Nosakiet metālu materiālus un elastomērus (FFKM, ja to prasa ķīmiskās iedarbības apstākļi), pamatojoties uz paredzamo sāls šķīduma ķīmisko sastāvu un temperatūru.
- Projektējiet recirkulācijas vai caurplūdes ceļu tā, lai novērstu stagnācijas zonas. Iekļaujiet blīvuma, temperatūras un izšķīdušā skābekļa mērīšanu plūsmā. Iekļaujiet korozijas inhibitora ievadīšanu aiz ultraskaņas zonas plūsmas virzienā, kad skābeklis jau ir izvadīts.
- Vairāku sāļu pievienošanu veiciet secīgi aktīvas ultraskaņas apstrādes laikā, vispirms pievienojot sāli ar visaugstāko blīvumu. Pirms pārsūknēšanas pārbaudiet dzidrumu. Pirms iekraušanas nogādāšanai urbuma vietā filtrējiet līdz mērķa NTU specifikācijai.
Materiālu saderība un korozijas kontrole
Lai gan kalcija bromīdu bieži raksturo kā salīdzinoši neagresīvu pretstatā cinka bromīdam, halogenīdu sāls šķīdumi paaugstinātā temperatūrā, skābekļa vai skābo gāzu klātbūtnē var izraisīt oglekļa tēraudu un pret sprieguma iedarbību jutīgu sakausējumu koroziju. Tāpēc piemērotu metālu materiālu izvēle, saistītājvielas un inhibitori joprojām ir būtiski. Komerciālās korozijas inhibitoru paketes dzidriem sāls šķīdumiem ietver plēvi veidojošas vielas uz aminospirtu un amīnu bāzes, kas īpaši izstrādātas kalcija un cinka halogenīdu sāls šķīdumiem. Šīs piedevas var izmantot pakeru šķidrumos, šķidrumu aizstāšanas operācijās urbumu pabeigšanas laikā un ilgstoši uzglabājamos sāls šķīdumos, lai samazinātu vispārējo koroziju un mazinātu spriegumplaisāšanas risku cauruļu kolonnās, kas izgatavotas no dažādiem metālu materiāliem.
Pret koroziju izturīgas 5. klases titāna (Ti 6Al 4V) sonotrodes
Hielscher ultraskaņas sonotrodes tiek mehāniski izgatavotas no 5. klases titāna (Ti 6Al 4V), tāpēc pati vibrējošā virsma, kas rada kavitāciju, ir izgatavota no augstas stiprības, pret koroziju izturīga sakausējuma ar izcilām noguruma izturības īpašībām. Šāda materiāla izvēle ir kritiski svarīga halogenīdu šķidrumos, jo sonotrode ir pakļauta vienlaicīgai akustiskās slodzes, plūsmas izraisīta abrazīvā nodiluma un koncentrēta kalcija bromīda un jauktu halogenīdu sāls šķīdumu ķīmiskajai iedarbībai.
| Procesa šķidrums | Titāna novērtējums | Nozīme izmantošanā CaBr2 sāls šķīdumā |
|---|---|---|
| Kalcija bromīds | ļoti labs | Tieša atbilstība. Norāda, ka titānam ir izcila izturība pret vispārējo koroziju CaBr2 vidē. |
| Kalcija hlorīds | ļoti labs | Bieži izmantots papildu sāls vairāku halogenīdu maisījumos. Titānam ir ļoti laba izturība vidēs ar augstu hlorīdu saturu, tāpēc tas ir piemērots jauktiem CaBr2 un CaCl2 sāls šķīdumiem. |
| Kālija bromīds | ļoti labs | Analogs bromīda sāls. Apstiprina titāna stabilitāti arī citās bromīdu vidēs. |
| Amonija bromīds | ļoti labs | Papildu dati par bromīdiem, kas liecina par titāna augsto izturību bromīdus saturošos ūdens šķīdumos. |
Pielāgotas korozijizturīga tērauda markas plūsmas šūnām
Meklējot līdzsvaru starp izmaksām un korozijizturību, operatori ultraskaņas reaktoru korpusiem un cauruļvadiem, kas nonāk saskarē ar kalcija bromīdu, bieži izvēlas dupleksa vai superdupleksa nerūsējošo tēraudu, sakausējumus ar augstu niķeļa saturu vai oglekļa tēraudu ar aizsargoderējumu. Izvēloties materiālu, jāņem vērā halogenīdu koncentrācija, temperatūra un jebkāds piesārņojums ar skābajām gāzēm. Sakausējumu piemērotības pārbaudes kalcija bromīda un formiātu sāls šķīdumos liecina, ka materiālu izturības secība var mainīties atkarībā no piesārņojuma ar hlorīdiem un skābekļa daudzuma, tādēļ īpaši vērtīgi ir mērķtiecīgi laboratorijas testi ar materiālu paraugiem, kas atveido paredzamos ekspluatācijas apstākļus. Hielscher var piegādāt reaktoru korpusus no alternatīviem sakausējumiem vai konsultēt par tiem gadījumos, kad standarta nerūsējošais tērauds var nenodrošināt pietiekamu kalpošanas laiku, un iesaka šādu materiālu izvēli apvienot ar validētām inhibitoru lietošanas programmām ilgstoši izmantojamiem pakera un gredzenveida telpas šķidrumiem.
| Materiāls | Vērtējums CaBr2 sāls šķīdumā | Nozīme ekspluatācijā ar CaBr2 sāls šķīdumu |
|---|---|---|
| 316L nerūsējošais tērauds | labs | Piemērots vēsam CaBr2 šķīdumam ar kontrolētu skābekļa saturu. Punktkorozijas un spraugkorozijas risks pieaug, paaugstinoties temperatūrai un palielinoties piesārņojumam ar hlorīdiem. |
| 904L nerūsējošais tērauds | labs līdz ļoti labs | Lielāks Ni un Mo saturs uzlabo izturību pret punktkoroziju jauktos halogenīdu sāls šķīdumos. Noderīgs uzlabojums salīdzinājumā ar 316L ekspluatācijai augstākā temperatūrā. |
| Dupleksa tērauds 2205 | ļoti labs | Līdzsvarota austenīta un ferīta mikrostruktūra ar paaugstinātu Cr, Mo un N saturu nodrošina augstu izturību pret hlorīdu izraisītu punktkoroziju. Labi darbojas CaBr2 maisījumos. |
| Superdupleksa tērauds 2507 | ļoti labs | Augstāk leģēts dupleksa tērauds ar augstāku punktkorozijas izturības ekvivalenta skaitli. Vēlama izvēle, ja paredzama saskare ar karstiem, blīviem halogenīdu šķīdumiem. |
| Sakausējums 625 (NiCrMo) | ļoti labs | Izcila izturība pret vispārējo un lokālo koroziju agresīvos halogenīdu sāls šķīdumos. Piemērots ultraskaņas iekārtu daļām, kas augstā temperatūrā nonāk saskarē ar šķidrumu. |
| Sakausējums C276 (NiMoCr) | ļoti labs | Izcila izturība pret punktkoroziju un spriegumkoroziju jauktos halogenīdos, tostarp bromīdos. Uzticama izvēle smagiem ekspluatācijas apstākļiem. |
| Oglekļa tērauds ar PTFE oderējumu | ļoti labs | Oderējums izolē oglekļa tēraudu no sāls šķīduma. Ekspluatācijas īpašības ir atkarīgas no oderējuma viengabalainības un pieļaujamās temperatūras. Regulāri pārbaudiet. |
| Oglekļa tērauds ar gumijas oderējumu | labs | Ekonomisks risinājums lielām tvertnēm. Saderīgs ar neitrālu CaBr2 šķīdumu, ja oderējums ir neskarts. Mehāniski bojājumi vai karstums saīsina kalpošanas laiku. |
Papildaprīkojumā pieejami FFKM (perfluorelastomēra) blīvējumu komplekti
Blīvējumu saderība ir pastāvīgi aktuāls jautājums, jo blīvi halogenīdu sāls šķīdumi var plastificēt parastos elastomērus vai izskalot no tiem sastāvdaļas, savukārt paaugstinātas temperatūras cikli sāls šķīdumu sagatavošanas laikā noslogo blīves. Izvēloties FFKM O veida blīvgredzenus vai blīvju komplektus Hielscher plūsmas šūnu reaktoriem, ievērojami paplašinās pieļaujamo ķīmisko un temperatūras apstākļu diapazons, samazinot noplūžu risku, strādājot ar jauktiem halogenīdu šķīdumiem, korozijas inhibitoru piedevu kompleksiem vai tīrīšanas šķīdinātājiem, ko izmanto starp partijām. FFKM materiāli saglabā blīvējuma viengabalainību augsta blīvuma kalcija bromīda vidēs, kur standarta fluorelastomēri laika gaitā var uzbriest vai kļūt trausli.
| Elastomērs | Vērtējums CaBr2 sāls šķīdumos | Piezīmes par ekspluatāciju kalcija bromīda vidē |
|---|---|---|
| FFKM (perfluorelastomērs, Kalrez klase) | ļoti labs | Plašs ķīmiskās saderības diapazons un stabilitāte augstā temperatūrā. Vēlama izvēle darbam ar ultraskaņu augstā temperatūrā jauktu halogenīdu šķīdumos ar augstu inhibitoru saturu, ja ilgs blīvējuma kalpošanas laiks ir kritiski svarīgs. |
| FKM (fluorelastomērs, Viton klase) | labs līdz ļoti labs | Saderīgs ar daudziem sāļu ūdens šķīdumiem, tostarp hlorīdiem un bromīdiem. Dažās ķīmiskajās vidēs jāuzrauga uzbriešana augstā temperatūrā. Bieži piemērots partiju apstrādei ražotnēs un izmantošanai objektos mērenā temperatūrā. |
| NBR (Buna N) | labs | Pieļaujams īslaicīgai lietošanai neitrālos sāļu ūdens šķīdumos mērenā temperatūrā. Karstos, blīvos halogenīdu sāls šķīdumos var kļūt cietāks vai straujāk novecot. Pēc temperatūras cikliem pārbaudiet paliekošo deformāciju pēc saspiešanas. |
| HNBR | labs | Salīdzinājumā ar NBR ir uzlabota izturība pret karstumu un sērūdeņradi saturošiem fluīdiem. Bieži izmanto naftas ieguves iekārtu elastomēru komplektos, kas nonāk saskarē ar urbumu pabeigšanas sāls šķīdumiem. Pārbaudiet konkrētā sastāva pildvielas. |
| EPDM | labs | Izturīgs pret daudzām ūdens vidēm. Parasti piemērots neitrāliem sālsūdeņiem, bet nav piemērots ar ogļūdeņražiem bagātām fāzēm. Daži amīni var ietekmēt EPDM. |
| TFE/P (Aflas) | ļoti laba | Augsta izturība pret amīniem, skābajām gāzēm un daudziem sālsūdeņiem. Noderīgs, ja ir halogenīdu maisījumi kopā ar H2S vai amīnu saistītājiem. |
| Silikons (VMQ) | nav izturīgs | Karstos sāļu ūdens šķīdumos ir pakļauts uzbriešanai un īpašību zudumam. Izvairieties no ilgstošas saskares ar blīviem CaBr2 maisījumiem. |
| Fluorsilikons (FVMQ) | nav izturīgs | Salīdzinājumā ar VMQ ir uzlabota izturība pret degvielu, taču izturība karstos halogenīdu sālsūdeņos joprojām ir zema. Izmantojiet tikai īslaicīgai saskarei vai darbam laboratorijā zemā temperatūrā. |
| Poliuretāns (AU) | nav izturīgs | Karstās sāļu ūdens vidēs var hidrolizēties un kļūt mīksts. Ja to vispār izmanto, tad tikai palīgkomponentos zemā temperatūrā. |
| PTFE | ļoti laba | Inerts pret halogenīdu sālsūdeņiem ultraskaņas plūsmas šūnās. |
Procesa uzsākšanas secības piemērs 52 procentu kalcija bromīda partijai
Tālāk sniegta tipiska pakāpeniska procedūra, kas parāda, kā sagatavot vidēja apjoma partiju, izmantojot recirkulācijas Hielscher ultraskaņas iekārtu uz rāmja, kas pievienota apsildāmai maisīšanas tvertnei ar minimālu maisīšanu. Pielāgojiet skaitliskās vērtības faktiskajai tvertņu ietilpībai, sāls kvalitātei un pieejamajai jaudai.
- Piepildiet tvertni ar atgaisotu ūdeni apkārtējās vides temperatūrā un sāciet recirkulāciju ar mazu plūsmas ātrumu caur ultraskaņas plūsmas šūnu, vienlaikus pārbaudot sākotnējo blīvumu.
- Sāciet dozētu sausa kalcija bromīda padevi iesūkšanas piltuvē. Turpiniet, līdz blīvums tuvojas mērķvērtībai.
- Turpiniet recirkulāciju ar pilnu ultraskaņas apstrādes jaudu, līdz neizšķīdušās cietās daļiņas vairs nav vizuāli saskatāmas. Pēc tam paņemiet filtrētu paraugu no sānu plūsmas un pārliecinieties par atbilstību mērķa blīvumam un NTU specifikācijai.
- Ja maisījuma koriģēšanai nepieciešams kalcija hlorīds vai cinka bromīds, lēnām pievienojiet koncentrātus aktīvas ultraskaņas apstrādes laikā. Uzraugiet temperatūru un rezervi līdz kristalizācijai. Pēc vajadzības koriģējiet ar ūdeni.
- Ultraskaņas apstrādes laikā pievienojiet korozijas inhibitoru un visas polimēru vai smērvielu piedevu paketes, lai nodrošinātu vienmērīgu sadalījumu. Paņemiet galīgos kvalitātes kontroles paraugus blīvuma, pH, halogenīdu satura un inhibitora koncentrācijas noteikšanai.
Sadarbojieties ar Hielscher savā kalcija bromīda sālsūdens projektā
Praktiskais izaicinājums darbā ar kalcija bromīda sālsūdeņiem vienmēr ir bijis ātri, tīri un atkārtojami sagatavot lielus apjomus, ievērojot ierobežojumus darba vietā. Hielscher lieljaudas ultraskaņas tehnoloģija tieši risina šo izaicinājumu, paātrinot šķīšanu, uzlabojot dzidrumu, atdalot skābekli un nodrošinot viendabīgu piedevu sadalījumu gan periodiskos, gan nepārtrauktos procesos. Hielscher ultraskaņas sistēmas ir uzticama platforma ar augstu ražīgumu specifikācijām atbilstošu kalcija bromīda šķīdumu un suspensiju sagatavošanai. Lūdzu, sazinieties ar mums tieši! Ar prieku sadarbosimies ar jums jūsu kalcija bromīda sālsūdens projektā.
Bieži uzdotie jautājumi: kalcija bromīds
Kam parasti izmanto kalcija bromīdu?
Kalcija bromīds ir ļoti labi šķīstošs, higroskopisks kalcija sāls, ko izmanto blīvu ūdens šķīdumu pagatavošanai. Šos augsta blīvuma dzidros sālsūdeņus izmanto rūpnieciskās šķidrumu sistēmās, kur nepieciešams svars bez suspendētām cietajām daļiņām. Citi nišas lietojumi ietver laboratorijas reaģentus, noteiktus fotogrāfijas ķīmiskos procesus un īpašus siltumnesēju vai mitruma absorbentu sastāvus, kuros bromīdu ķīmiskās īpašības ir pieņemamas.
Kam kalcija bromīdu izmanto naftas atradnēs?
Naftas un gāzes ieguves uzņēmumi kalcija bromīdu galvenokārt izmanto kā dzidru sālsūdeni urbumu pabeigšanai un kapitālremontam, kas nodrošina hidrostatiskā spiediena kontroli, vienlaikus novēršot produktīvā slāņa bojājumus, ko rada ar daļiņām piesātināti šķidrumi. To arī piejauc pakera un gredzenveida telpas šķidrumiem ilgstošai izmantošanai urbumā, izmanto grants filtra ierīkošanas nesējšķidrumos un sagatavo ātrai blīvuma koriģēšanai remonta darbu laikā.
Kam kalcija bromīda sālsūdeni izmanto urbšanas šķidrumā?
Kalcija bromīda sālsūdeni var sūknēt kā smaginātu šķidrumu bez cietajām daļiņām, lai pirms urbuma pabeigšanas izspiestu urbšanas šķīdumus. To var sajaukt ar kalcija hlorīdu vai cinka bromīdu, lai paplašinātu blīvuma diapazonu augstspiediena urbumiem. Īpašos gadījumos tas ir bāzes šķidrums speciāli izstrādātām urbuma slāpēšanas šķidruma porcijām, atdalītājšķidrumu secībām vai mikronizētu smaginošo piedevu paketēm, kur nepieciešams zems cieto daļiņu saturs un tīri atplūdes ceļi.
Vai kalcija bromīds ir bīstama viela?
Kalcija bromīds nav uzliesmojošs, un parasti uz to neattiecas bīstamo vielu regulējums tādā pašā nozīmē kā uz stiprām skābēm vai oksidētājiem, taču tā ir rūpnieciska ķīmiska viela, ar kuru strādājot jāievēro standarta drošības pasākumi. Putekļi vai koncentrēts sāls šķīdums var kairināt ādu, acis un gļotādas. Liela bromīdu daudzuma norīšana var ietekmēt centrālo nervu sistēmu. Augsta blīvuma halogenīdu sāļu šķīdumi var izraisīt pret koroziju uzņēmīgu metālu koroziju, un lielas noplūdes var radīt augsta sāļuma izraisītu ietekmi uz augsni un ūdeni. Vienmēr iepazīstieties ar aktuālo drošības datu lapu, lietojiet atbilstošus individuālos aizsardzības līdzekļus un ievērojiet vietējos transportēšanas un vides aizsardzības noteikumus.