Baryum Sülfat Kristalizasyonu ve Uygulama Alanları

YTÜ
KĠMYA-METALÜRJĠ
FAKÜLTESĠ

Kimya Mühendisliği
Bölümü

Hazırlayan: 09051011 BUĞRA AKGÜN

SUNUM ĠÇERĠĞĠ
Kristalizasyon Nedir?
 Baryum Sülfat Nedir?
 Baryum Sülfatın Kimyasal ve Fiziksel Yapısı
 Baryum Sülfatın Endüstrideki Önemi
 Baryum Sülfat Kristalizasyonu
 Kabuk Oluşumunun Önlenmesi
 İnhibitör Etkileri
 Sıcaklık ve Basınç Etkisi


KRĠSTALĠZASYON NEDĠR?


Bir çözücü ortamında çözünmüş durumda bulunan
maddenin katı duruma geçmesidir.

KRĠSTALĠZASYON

AŞIRI DOYGUNLUK

ÇEKİRDEKLENME

KRİSTAL BÜYÜMESİ

BARYUM SÜLFAT NEDĠR?


Barit olarak da isimlendirilen baryum sülfat,
kristalizasyon reaksiyonlarını incelemek için yaygın
olarak kullanılan bir model sistemdir.



Barit metalik olmayan minerallerin en ağırıdır. Barit
adı Yunancada ağır anlamına gelen barus
kelimesinden türemiştir.



Barit genellikle beyaz renklidir, fakat sarı,esmer,
pembe, açık yeşil, açık mavi, gri ve siyah renkli
olanlarına rastlanmaktadır.

BARYUM SÜLFATIN KĠMYASAL YAPISI

Kimyasal formülü BaSO4 olup
baryum oranı %58,8‟dir.
Polimorf bir sistem olmayıp,
ortorombik yapıdadır.
Su ve asitlerde çözünürlüğü
düşüktür.
Yüksek yoğunluklu ve az
aşındırıcıdır.

BARYUM SÜLFATIN FĠZĠKSEL YAPISI

Molekül ağırlığı 233,4 gr/mol

Özgül ağırlığı 4.5 gr/cm3,
sertliği 2.5-3.5 arasındadır.
Erime noktası 15800C dir.
pH, 8.5- 10 arasındadır

ENDÜSTRĠDEKĠ ÖNEMĠ

Sondaj

• Sondaj çamuru

• Cam
Kimya • Boya
• Kağıt
Dolgu • Lastik

BARYUM SÜLFAT KRĠSTALĠZASYONU


Baryum sülfat bazı
istenmeyen üründür.



Özellikle petrol endüstrisinde, yüksek oranda
baryum içeren suyun, sülfatça zengin deniz suyu ile
etkileşmesi sonucu sülfat tortusu oluşur.



Oluşan kabuk neredeyse
uzaklaştırmak zordur.

endüstriyel

proseslerde

çözünmezdir

ve

BARYUM SÜLFAT KRĠSTALĠZASYONU


Kabuk oluşumu inorganik tuzların yavaş yavaş
çökmesiyle ve/veya ekipman içerisinde tutunup
kalmasıyla ciddi akış sorunlarına yol açmaktadır.

KABUK OLUġUMUNUN ÖNLENMESĠ


Yüzey adsorpsiyon
mekanizmasına göre
büyümenin tamamı ile
engellenebilmesi için
yüzey alanının çok
küçük bir bölümünün
adsorplanan malzeme
tarafından kaplanması
gerektiği sonucuna
varılmıştır.



Polimer moleküllerinin
“çekirdeklenme
merkezi” olarak rol
oynayabileceği
önerilmiştir. Bu proses,
kabuk iyonlarının etkili
bir şekilde çözeltiden
ayrılmasıyla çözeltinin
aşırı doygunluğunu
azaltır.

KABUK OLUġUMUNUN ÖNLENMESĠ

Kabuk oluşumunu
azaltan,
geciktiren
veya
tamamen
önleyici etki gösteren
inhibitörlerin
tercih
edilmesinin
nedeni
en uygun maliyetle
optimum
sonuçlar
elde edilmesidir.

PPCA

PVS

DETPMP

İNHİBİTÖRLER

VS-Co

NTA

NTMP

ĠNHĠBĠTÖR ETKĠLERĠ


Paslanmaz çelik yüzey üzerinde baryum sülfat
kristalizasyonuna PPCA ve DETPMP etkisi

950C‟de (111) kristal düzlemi için inhibitör etkileri (Mavredaki
vd., 2010)

ĠNHĠBĠTÖR ETKĠLERĠ


NTA ve NTMP inhibitörleri varlığı da paslanmaz çelik
ile baryum sülfat arasındaki etkileşim ve yüzeydeki
partikül büyüklüğü açısından etkili olmuştur.



Tuzlu su sistemleri için de inhibitör olarak PVS ve VSCo tercih edilmiş ve yapılan deneylerde PVS‟nin
daha
etkili
olduğu,
minimum
inhibitör
konsantrasyonunun daha düşük değerde olduğu
görülmüştür.

SICAKLIK VE BASINÇ ETKĠSĠ

PVS ve VS-Co için yapılan testlerde farklı sıcaklık ve basınç altında
kullanılan minimum inhibitör konsantrasyonları (ppm)
(Dyer ve Graham, 2002)

SICAKLIK VE BASINÇ ETKĠSĠ


Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç alanlarının
(HP/HT) artmasıyla kabuk oluşumu problemleri de
artış göstermiştir.



Hazırlanan model sistemlerde sıcaklık ve basınç
artışının kabuk oluşumu eğilimini azalttığı yanı sıra
sıcaklık etkisinin de basınca oranla daha fazla
olduğu gözlemlenmiştir.

KAYNAKLAR


Akyol, E., (2000), “Polimerik Katkı Maddelerinin Kalsiyum Sülfat Kristalizasyonuna Etkisi”,
Yüksek Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.



Akyol, E. (2006), “Kalsiyum Oksalat Kristalizasyonuna Blok Kopolimerlerin Etkisi”, Doktora Tezi, YTU Fen Bilimleri
Enstitüsü, İstanbul.



Ayan, M., (1979), „„Dünyada Barit ve Geleceği‟‟, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 7:59-64.



Barouda E., Demadis K. D., Freeman S.R., Jones F. ve Ogden M.I., (2007) “ Barium Sulfate Crystallization in the
Presence of Variable Chain Length Aminomethylenetetraphosphonates and Cations ( Na+ or Zn+2)”, Journal of Crystal
Growth and Desing, 7(2): 321-327.



Baytar, O., (2010), “Potasyum Pentaborat Tetrahidratın Kristalizasyonunun Akışkan Yatakta İncelenmesi”, Yüksek
Lisans Tezi, Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.



Benton, W.J. ve Collins, J.R., (1993), “Nucleation, Growth and Inhibition of Barium Sulfate Controlled Modification with
Organic and Inorganic Additives”, Faraday Discuss, 95: 281-297.



BinMerdhah, A.B., (2012), “Inhibition of barium sulfate scale at high-barium formation water”, Journal of Petroleum
Science and Engineering, 90: 124-130.



Davey, R.J., (1982), “The Role of Additives in Precipitation Processes”, Industrial Crystallization, 81:123-135



DPT, (2001), Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Ankara.



Dyer, S.J. ve Graham, G.M., (2002), “The effect of temperature and pressure on oilfield scale formation”, Journal of
Petroleum Science and Engineering, 35: 95-107.



Hennessy, A.J.B. ve Graham, G.M., (2002), “The Effect of Additives on The Co-Crystallisation of Calcium with Barium
Sulphate‟‟, Journal of Crystal Growth, 237–239: 2153–2159.



İlyaskarov, A. ve Bulutçu, A. N., (2003), “Yüzey Potansiyelinin Sitrik Asitin Kristalizasyon Kinetiğine Etkisi” , İTÜ
dergisi/d mühendislik, 2(4):75-85.



Jones, F., Jones, P., DeMarco, R., Pejcic, B. Ve Rohl, A.L., (2007), “Understanding barium sulfate precipitation onto
stainless steel”, Applied Surface Science, 254: 3459-3468.

KAYNAKLAR


İlyaskarov, A. ve Bulutçu, A. N., (2003), “Yüzey Potansiyelinin Sitrik Asitin Kristalizasyon Kinetiğine Etkisi” , İTÜ
dergisi/d mühendislik, 2(4):75-85.



Jones, F., Jones, P., DeMarco, R., Pejcic, B. Ve Rohl, A.L., (2007), “Understanding barium sulfate precipitation onto
stainless steel”, Applied Surface Science, 254: 3459-3468.



Jones, F., Jones, P., Ogdena, M.I., Richmond, W.R., Rohl, A.L. ve Saunders, M., (2007), „„The interaction of EDTA
with Barium Sulfate‟‟ , Journal of Colloid and Interface Science, 316: 553-561.



Leeden, M.C. ve Rosmalen, G.M., (1989), “Effect of the Molecular Weight of Polyphosphinoacrylates on Their
Performance in BaSO4 Growth Retardation”, Journal of Crystal Growth, 100: 109-116.



Lekili, M., (2002), “Dolgu Maddesi Kalitesinde Barit‟‟, Madencilik Bülteni, 63: 28-30.



Mavredaki, E., Neville, A. ve Sorbie, K., (2010), “Assessment of barium sulphate formation and inhibition at surfaces
with synchrotron X-ray diffraction (SXRD)”, Applied Surface Science, 257: 4264-4271.



Mullin, J.W., (1993), Crystallization, Butterworth-Heinemann, Oxford.



Nyvlt J. ve Ulrich J., (1995), Admixtures in Crystallization, Weinhem-New York.



Öncül, A.A., Sundmacher, K., Seidel-Morgenstern, A. ve Thevenin, D., (2006), “Numerical and Analytical Investigation
of Barium Sulphate Crystallization‟‟, Chemical Engineering Science, 61(2): 652-664.









Mullin, J.W., (1993), Crystallization, Butterworth-Heinemann, Oxford.







KAYNAKLAR








Sarig, S., Kahana, F. ve Leshem, R., (1975), “Selection of Threshold Agents for Calcium Sulfate Scale Control on the
Basis of Chemical Structure”, Desalination,17: 215-229.



Sünbül, D. ve Giz, A., (2008), “Komposizyon Kaymasının Kopolielektrolitin Yapısına ve Özelliklerine Etkileri”, İTÜ
Dergisi, 6(1): 8-12.



Yu J., Liu S. ve Cheng B., (2005), „„Effects of PSMA Additive on Morphology of Barite Particles‟‟ , Journal of Crystal
Growth, 275: 572-579.

[1] www.teknolojikarastirmalar.com
[2] www.bogazicibeton.com
[3] http://www.kimyamuhendisi.com
[4] http://www.mmo.org.tr
[5] www.aktifaritma.com
[6] http://www.nanochemistry.curtin.edu.au

Baryum Sülfat Kristalizasyonu ve Uygulama Alanları

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Viewers also liked

Viewers also liked (9)

Baryum Sülfat Kristalizasyonu ve Uygulama Alanları