ادتا (EDTA) و کاربرد آن در حفاری، صنایع غذایی و دارویی
برخی از محصولات شیمیایی کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارند و به‌همین‌دلیل گریدهای متنوعی از آنها تولید می‌شود. یکی از این محصولات که در صنایع مختلف مانند حفاری، تصفیه آب، غذایی و نوشیدنی، آرایشی و بهداشتی و حتی پزشکی کاربرد دارد، EDTA است که بسیاری از افراد آن را با نام «ادتا» می‌شناسند. باتوجه‌به اهمیت و ضرورت انتخاب محصولی با کیفیت از گریدی مناسب و با قیمتی رقابتی، در این مقاله به بررسی علت استفاده از EDTA، کاربردهای ادتا در حفاری و صنایع دیگر پرداخته و از اهمیت خرید محصولی با کیفیت بالا خواهیم گفت.
عامل کیلیت ساز چیست؟
عامل کیلیت کننده (به انگلیسی Chelating Agents) که گاهی به آن «عامل کیلیت ساز» نیز گفته می‌شود ترکیباتی هستند که معمولا به آنها لیگاتور نیز گفته می‌شود. این عامل، ترکیبی شیمیایی است که با یک یا چند یون فلزی تشکیل کمپلکس میدهد. لازم است بدانید که این ترکیبات می‌توانند به یون‌های فلزی موجود در یک محلول متصل شده و پس از تشکیل کمپلکس، سطح فعالیت یونی آن فلز را کاهش دهند که عامل اصلی در جلوگیری از ایجاد رسوب و حذف آن است.
یون‌های فلزی معمولا به آب یا دیگر مولکول‌ها متصل می‌شوند، بنابراین با استفاده از یک عامل کیلیت کننده می‌توان یون‌ها را به‌صورت کلات‌شده و پایدار در آن محلول حفظ کرد.
زمانی‌که عامل کیلیت ساز با یون‌های فلزی تشکیل کمپلکس را میدهد، اصلی‌ترین ویژگی‌ها آنها یعنی تشکیل کمپلکس باعث ایجاد حلقه‌ای متقارن حول یون‌های فلزی خواهد شد که به اصطلاح به آن کمپلکس کلاته می‌گویند. این حلقه‌های متقارن می‌توانند پایداری کمپلکس را افزایش و در نتیجه فعالیت یون فلزی را کاهش دهند. کاهش فعالیت یون‌های فلزی به‌مرور باعث حذف آنها از محیط می‌شود. این فرایند شیمیایی کاربرد بسیار زیادی در صنایعی مانند تصفیه آب و حفاری چاه‌های نفتی دارد. چون این ویژگی مهم عامل کیلیت کننده می‌تواند منجر به حذف فلزات سنگین و رسوبات آنها شود. بنابراین با جلوگیری از اکسید شدن فلزات، از تجهیزات در برابر خوردگی و اکسیداسیون محافظت خواهد کرد. البته با کاهش سطح سمیت این فلزات و با تشکیل کمپلکسفعال، یون‌های فلزی غیرفعال نیز می‌شوند.
از عامل کیلیت کننده در صنایع مختلفی استفاده می‌شود که مهم‌ترین آنها صنعت حفاری در میادین نفتی و گازی، شوینده‌ها، تصفیه آب، نساجی و حتی صنعت غذا و نوشیدنی و دارویی است.
کاربرد عامل کیلیت ساز در میادین نفتی
عامل کیلیت ساز به‌صورت گسترده‌ای در میادین نفتی و صنعت حفاری برای تصفیه نفت و گاز طبیعی و با هدف تثبیت آهن و حذف رسوب استفاده می‌شود. کیلیت کننده‌ها عوامل تحریک‌کننده‌ای هستند که واکنش‌های کاتالیزوری نامطلوب فلز را با تشکیل کمپلکس مهار خواهند کرد. چون مقدار نمک محلول آهن، منگنز، مس، کلسیم و فلزات دیگر، پتانسیل پوسته‌پوسته شدن و واکنش‌های نامطلوب و ناخواسته فلز کاتالیز را گسترش می‌دهند.
عامل کیلیت کننده رسوب‌های تشکیل شده به‌دلیل حضور این نمک‌های فلزی را از بین خواهد برد تا راندمان سیستم‌ها و دستگاه‌های حفاری و تصفیه نفت کاهش پیدا نکند. در واقع عوامل کیلیت کننده با حل کردن رسوبات و همین‌طور با جلوگیری از تشکیل مجدد آنها، طول عمر تجهیزات میادین نفتی را افزایش خواهند داد.
به‌عبارت‌ساده‌تر می‌توان گفت که عامل کیلیت ساز در صنعت حفاری باعث تثبیت یا جلوگیری از رسوب ترکیبات آسیب‌رسان به تجهیزات خواهد شد. در نتیجه مهم‌ترین کاربرد عامل کیلیت کننده در میادین نفتی، تمیز کردن تاسیسات خواهد بود. از طرفی از این عوامل برای تصفیه یا حذف رسوب در سیالات حفاری نیز استفاده می‌کنند.
در طول استفاده از روش‌های مختلف برای حذف رسوب تجهیزات، ممکن است ترکیبات مختلفی در مایع تصفیه حل شوند. با واکنش اسید و افزایش محصولات واکنش، ممکن است ماده نهایی به شکل یک توده ژلاتینی و نامحلول رسوب کند. اگر این اتفاق در تجهیزات حفاری رخ دهد، تقریبا حذف آن غیرممکن خواهد بود.
عوامل کیلیت کننده با محلول نگه داشتن یون‌های فلزی تا زمان خروج سیال تصفیه‌کننده برای پاک‌سازی، مانع از تشکیل این توده‌های ژلاتینی و تشکیل رسوب سخت می‌شوند. بنابراین تا زمانی که سیال تصفیه‌کننده از سازند نفتی خارج شود، از تشکیل رسوب جلوگیری خواهد شد. یکی از مهم‌ترین و پُرکاربردترین عوامل کیلیت ساز در میادین نفتی، EDTA است که در ادامه به معرفی آن می‌پردازیم.
ادتا (EDTA) چیست؟
Ethylenediamine Tetra Acetic Acid (اتیلن دی آمین تترا استیک اسید) که به اختصار به آن EDTA یا ادتا گفته می‌شود یکی از مهم‌ترین و پُرکاربرترین عوامل کیلیت ساز در میادین نفتی و صنعت حفاری است.
این ماده بهعنوان یک کیلیت کننده موثر، کاربردهای مختلفی در صنایع بالادستی نفت و گاز دارد. از جمله مهم‌ترین مزایای EDTA می‌توان به جلوگیری از تشکیل رسوب و حذف آن از تجهیزات حفاری، بهبود بهره‌وری چاه‌های نفتی و افزایش بازیافت نفت اشاره کرد.
ادتا علاوه‌بر اینکه می‌تواند اثرات نامطلوب یون‌های آهن، منگنز و مس را از بین ببرد، دارای خاصیت ضدباکتریایی نیز هست. با جدا شدن این یون‌های فلزی از محلول، احتمال تشکیل رسوب روی تجهیزات حفاری کاهش پیدا کرده و در نتیجه راندمان استخراج نفت افزایش پیدا می‌کند. چون همان‌طور که اشاره شد، برخی از رسوبات با تشکیل ماده‌ای ژل‌مانند روی مته حفاری و چاه می‌توانند فرایند حفاری را کند کرده و یا آن را متوقف کنند چون جداسازی برخی از این رسوبات ژلاتینی عملا غیرممکن خواهد بود.
انواع ادتا در صنایع مختلف به شرح زیر هستند.
- ادتا 2 سدیم؛
- ادتا 4 سدیم.
تاریخچه ادتا چیست؟
EDTA برای اولین‌بار در سال 1935 توسط «فرانس مونز» در آلمان کشف شد. ادتا در واقع نوعی آمینو پلی کربوکسیلیک اسید جامد، بی‌رنگ و قابل حل در آب است که از آن به‌صورت گسترده بهعنوان حلال آهک در صنایع مختلف استفاده می‌شود.
این ماده ابتدا بهعنوان جایگزینی برای اسید سیتریک کاربرد داشت. تقریبا در همان زمان، فرد دیگری به‌نام «فردریک برسورث» EDTA را با روشی متفاوت در آمریکا سنتز کرد. در سال 1945 میلادی این محصول ثبت اختراع شد و سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) نیز آن را بهعنوان یک افزودنی غذایی معرفی کرد.
EDTA چطور تولید می‌شود؟
4 فناوری اصلی برای تولید ادتا وجود دارد که به شرح زیر هستند.
روش اسید کلرواستیک
در این روش، اسید کلرواستیک با کربنات سدیم واکنش داده و کلرواستات سدیم تولید خواهد شد که با اتیلن در آمین در محلول قلیایی متراکم شده و در نهایت نمک سدیم EDTA را تشکیل داده و پس از آن با اسید سولفوریک خنثی می‌شود تا محصولات EDTA به‌دست آید.
روش هیدروسیانیک اسید
در این روش، اسید هیدروسیانیک مایع، فرمالدئید و اتیلن دی آمین بهعنوان مواد خام استفاده می‌شوند که تحت شرایط اسیدی برای تولید اتیلن دی آمین تترا استونیتریل و سپس از طریق هیدرولیز با سود سوزآور و اسیدی شدن از طریق اسید سولفوریک برای تولید EDTA واکنش نشان می‌دهند.
روش هیدروکسی استونیتریل
در این روش، هیدروکسی استونیتریل با اتیلن دی آمین و هیدروکسید سدیم بهعنوان مواد خام برای تولید نمک سدیم ادتا واکنش داده و سپس با اسید سولفوریک اسیدی می‌شوند تا محصولات EDTA تولید شود.
روش سیانید سدیم
در این روش، از سیانید سدیم مایع، فرمالدئید و اتیلن دی آمین بهعنوان مواد خام برای تولید نمک سدیم ادتا استفاده شده و نمک سدیم EDTA نیز با اسید سولفوریک اسیدی می‌شود تا محصول EDTA به‌دست آید.
ادتا چه کاربردی در صنایع مختلف دارد؟
EDTA کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد که یکی از بزرگترین آنها صنعت حفاری و تصفیه آب است.
کاربرد EDTA در حفاری
ادتا در حفاری کاربردی ویژه برای حذف رسوبات سولفات کلسیم و رسوبات ناشی از یون‌های فلزی مختلف از قلمه‌های مته‌های حفاری، چاه حفاری و خطوط لوله دارد.
جالب است بدانید که برای اینکه چاه‌های نفتی که سال‌ها متوقف شده بودند دوباره به‌حالت «در حال کار» یا آنلاین برگردند، از پمپ‌های شناور الکتریکی (ESP) استفاده می‌کردند که در واقع در چاه‌های غیرفعال نصب می‌شدند.
با این حال، بسیاری از این پمپ‌های شناور مسدود می‌شدند که خود عامل مهمی در مسدود شدن لوله حفاری نفت در میادین نفت و گاز بود. در چنین شرایطی، برای باز شدن لوله حفاری مسدود شده از عامل کیلیت کننده EDTA برای حل کردن رسوبات سولفات کلسیم (CaSO4) استفاده می‌شود.
با این تفاسیر، EDTA نه‌تنها بهعنوان یک عامل کیلیت ساز برای جلوگیری از ایجاد رسوب در صنعت حفاری نفت و گاز شناخته می‌شود، بلکه می‌تواند پمپ‌های شناور آسیب دیده در میادین نفتی غیرفعال را نیز با حذف رسوبات موجود مجددا راه‌اندازی کند.
در آزمایش‌های گسترده‌ای که انجام شده، ادتا بهعنوان بهترین ماده برای انحلال رسوبات از قلمه‌های مته‌های حفاری، پمپ‌های شناور و خطوط لوله شناخته شده است. در واقع EDTA یک اسید آمینه پلی کربوکسیلیک و یک جامد بی‌رنگ و محلول در آب است که به‌طور گسترده برای حل کردن رسوب آهک از آن استفاده می‌شود.
ادتا یک عامل کیلیت کننده همه‌کاره است که می‌تواند 4 یا 6 پیوند یون فلزی ایجاد کرده و همین‌طور با یون‌های فلزی کمپلکس فعال تشکیل دهد. بنابراین EDTA برای حل کردن رسوبات سختی مانند رسوب سولفات کلسیم در چاه‌های نفت روشی مقرون‌به‌صرفه و البته آسان و سریع است.
عوامل رسوب در حفاری چاه‌های نفتی
لازم است بدانید که در چاه‌های حفاری نفت، 2 عامل اصلی ایجاد رسوب وجود دارد که به شرح زیر هستند.
- منبعی از آب نمک که در حین عملیات وجود دارد.
- منبعی از سولفات کلسیم از سیال سازند که مخلوطی از آب سازند و آب تزریقی از انژکتورهای مجاور است.
بدیهی است که منبع اصلی رسوب از سولفات کلسیم سازند لوله حفاری است. دلیل شکل‌گیری این رسوبات دقیقا مشخص نیست اما به‌هر‌حال عامل اصلی گرفتگی قلمه‌های مته حفاری و لوله حفاری نفت و کند شدن فرایند استخراج یا حتی عدم امکان بازیافت نفت هستند.
به عبارت ساده‌تر می‌توان گفت که یکی از مهم‌ترین کاربردهای EDTA بهعنوان عامل کیلیت کننده در میدان نفتی و صنعت حفاری، حل کردن رسوبات سنگ و رسوبات فلزی تشکیل‌شده روی مته‌ها و خط لوله و چاه حفاری است.
کاربرد ادتا در نساجی و کاغذ
در صنعت نساجی و کاغذ، عمدتا از ادتا برای جداسازی یون‌های فلزی محلول در آب استفاده می‌شود. ناخالصی‌های یون فلزی در صنعت نساجی از تغییر رنگ محصولات رنگ‌شده جلوگیری می‌کنند و در صنعت خمیر و کاغذ نیز از یون‌های فلزی برای سفید کردن محصولات بدون کلر استفاده می‌شود.
کاربرد ادتا در تصفیه آب
از ادتا در صنعت تصفیه آب برای کاهش سختی آب در کاربردهایی مانند لباسشویی و انحلال رسوب استفاده می‌شود. بنابراین EDTA با حذف نمک‌های فلزی میزان سختی آب برای کارایی بهتر در تجهیزات مختلف را کاهش خواهد داد.
ادتا گرید غذایی و نوشیدنی
از مهم‌ترین کاربردهای ادتا گرید غذایی می‌توان به تثبیت رنگ غذا و آشامیدنی اشاره کرد.
ادتا گرید بهداشتی
از ادتا گرید بهداشتی بهعنوان یک عامل جداکننده و بهبود پایداری شامپوها، پاک‌کننده‌ها و سایر محصولات مراقبت شخصی و بهداشتی استفاده می‌شود. EDTA بهعنوان یک عامل کیلیت کننده در شامپو، پاک‌کننده‌ها و شوینده‌ها به یون‌های فلزی در آب سخت متصل شده و شستشو با این مواد بهداشتی را آسان‌تر می‌کند. در نتیجه وجود ادتا در این محصولات، اثربخشی محصول را افزایش خواهد داد.
ادتا در شامپوها
افزودن ادتا به شامپو بافت مو را بهبود بخشیده، تحریک پوست سر را کاهش داده و ماندگاری رنگ مو را طولانی‌تر خواهد کرد. EDTA موجود در شامپوها به روشی خاص به یون‌های فلزی متصل شده به‌طوری که این یون‌ها را غیرفعال خواهد کرد، بنابراین از رسوب این فلزات روی پوست سر و مو جلوگیری شده که خود عامل مهمی در کاهش شوره سر و سلامت موها و پوست کف سر است.
ادتا در شامپو با مواد معدنی مانند آهن، منیزیم و کلسیم پیوند برقرار کرده و کمپلکس فعال تشکیل خواهد داد. این فرایند، خاصیت کف‌کنندگی و پاک‌کنندگی شامپوها را افزایش میدهد.
ادتا در لوازم آرایشی و بهداشتی
ادتا در لوازم آرایشی و بهداشتی نقش تثبیت‌کننده قوی امولسیون را بازی خواهد کرد. این عامل به یون‌های فلزی متصل شده و با غیرفعال کردن آنها از خراب شدن محصولات آرایشی و بهداشتی جلوگیری خواهد کرد. EDTA عمدتا در کرم‌ها، لوسیون‌ها، ضدآفتاب‌ها و حتی اسپری‌های حالت‌دهنده موها نیز استفاده می‌شود.
ادتا در مواد شوینده و پاک‌کننده‌ها
ادتا در محصولات بهداشتی و شوینده‌ها نیز باعث اثربخشی و پاک‌کنندگی بیشتر شوینده خواهد شد. EDTA بهعنوان یک عامل کیبیت کننده از اتصال مواد شوینده و پاک‌کننده به عناصر معدنی موجود در آب جلوگیری خواهد کرد. همان‌طور که اشاره شد، ادتا عاملی برای کاهش سختی آب است، بنابراین می‌تواند مواد معدنی مانند کلسیم و منیزیم را از بین برده و با کاهش سختی آب باعث شستشوی بهتر لباس‌ها شده و از طرفی تغییر رنگ (زرد شدن لباس‌ها) به مرور را به حداقل برساند.
لازم است بدانید که ذرات فلزی مانند منیزیم و کلسیم می‌توانند سختی آب را افزایش دهند. باتوجه‌به اینکه با افزایش سختی آب، لباس‌ها به‌خوبی با شوینده‌ها و پاک‌کننده‌ها تمیز نخواهند شد، بنابراین نیاز به عاملی است تا با جذب و حذف این فلزات، سختی آب را کاهش و میزان چسبندگی ماده شوینده را افزایش دهد تا لباس‌ها بهتر تمیز شوند.
ادتا گرید پزشکی و دارویی
EDTA گرید پزشکی ماده‌ای شیمیایی است که یون‌های فلزی خاصی مانند کلسیم، منیزیم، سرب و آهن را به یکدیگر متصل می‌کند و از آن برای جلوگیری از لخته شدن نمونه‌های خون و حذف سرب و کلسیم در بدن استفاده می‌شود. علاوه‌براین، از ادتا برای جلوگیری از تشکیل بیوفیلم (لایه چسبنده به سطح) باکتری‌ها نیز استفاده می‌کنند.
برخی از متخصصان و پزشکان بر این باور هستند که EDTA بهعنوان یک آنتی‌اکسیدان عمل کرده و از آسیب رساندن رادیکال‌های آزاد به دیواره رگ‌های خونی جلوگیری خواهد کرد. در دندانپزشکی از ادتا برای حذف مواد معدنی و روانکاری کانال‌های ریشه دندان‌ها در درمان استفاده می‌شود. لازم است بدانید که از تزریق وریدی مشتق سدیم EDTA برای درمان مسمومیت با سرب و جیوه نیز استفاده می‌شود.
خرید ادتا با گرید و قیمت مناسب
ادتا با گرید حفاری و سایر گریدها مانند پزشکی، غذایی و دارویی، تصفیه آب، نساجی و کاغذ باید از مرکزی معتبر و شناخته شده انجام شود تا محصولی باکیفیت بسیار بالا و کارایی متناسب با صنعت مصرفی به‌دست مصرف‌کننده برسد. علاوه‌براین، قیمت محصول نیز بسیار مهم خواهد بود چون در صنایع بزرگ مانند حفاری و تصفیه آب که میزان مصرف بالا است، قیمت اهمیت ویژه‌ای در تناژ بالای خرید ادتا پیدا می‌کند. بنابراین بهترین پیشنهاد برای شرکت‌هایی که به‌دنبال محصولی با کیفیت بالا از شرکتی معتبر و با سابقه درخشان در این صنعت هستند، ادتا با بهترین کیفیت و قیمت را می‌توانند از شرکت مواد پیشرفته تیام زمین خریداری کنند.
EDTA و صنعت حفاری، غذایی و حتی دارویی
EDTA در صنایع مختلفی مانند حفاری چاه‌های نفت برای جلوگیری از تشکیل رسوبات مختلف روی مته‌ها و دیواره چاه، تثبیت رنگ مواد غذایی، پایداری شامپو و شوینده و درمان مسمومیت با سرب و جیوه دارد. اما شاید بزرگترین صنعتی که از این محصول استفاده می‌کند، حفاری چاه‌های نفتی باشد. ادتا بهعنوان یک کیلیت کننده نه تنها از ایجاد رسوبات روی مته حفاری و دیواره چاه جلوگیری کرده بلکه رسوبات موجود در چاه‌ها و دستگاه‌های غیرفعال را نیز از بین خواهد برد. باتوجه‌به کاربرد گسترده این ماده شیمیایی مهم است که گرید مناسب را از شرکتی معتبر مانند شرکت مواد پیشرفته تیام زمین خریداری کنید تا علاوه‌بر دریافت مشاوره اصولی از کارشناسان، از کیفیت بالای محصول مطمئن بوده و با بهترین قیمت موجود در بازار EDTA را سفارش دهید.