Ultrasonik Yardımlı Oksidləşdirici Desulfurizasiya (UAODS)
Xam neft, neft, dizel və digər yanacaq yağlarında kükürd tərkibli birləşmələrə sulfidlər, tiollar, tiofenlər, əvəz edilmiş benzo- və dibenzotiofenlər (BTs və DBT), benzonaftotiofen (BNT) və kondensasiya olunmuş bir çox digər mürəkkəb molekullar daxildir. ən çox yayılmış formalarıdır. Hielscher ultrasəs reaktorları bu günün sərt ekoloji qaydalarına və ultra aşağı kükürdlü dizel (ULSD, 10ppm kükürd) spesifikasiyasına cavab vermək üçün tələb olunan oksidləşdirici dərin desulfurizasiya prosesinə kömək edir.
Oksidləşdirici desulfurizasiya (ODS)
Hidrogen peroksid ilə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə və sonradan həlledici ekstraksiya mazutlarda kükürd üzvi birləşmələrinin miqdarını azaltmaq üçün iki mərhələli dərin kükürddən təmizləmə texnologiyasıdır. Hielscher ultrasəs reaktorları maye-maye faza sistemlərində faza-transfer reaksiya kinetikasını və həll sürətini yaxşılaşdırmaq üçün hər iki mərhələdə istifadə olunur.
Ultrasonik Yardımlı Oksidləşdirici Desulfurization üçün Flowchart – 2 Mərhələ
Ultrasəs köməyi ilə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmənin birinci mərhələsində hidrogen peroksid, yanacaq yağlarında mövcud olan kükürd tərkibli molekulları qütb həlledicilərdə həllini artırmaq üçün mülayim şəraitdə müvafiq sulfoksidlərə və ya sulfonlara selektiv oksidləşdirmək üçün oksidləşdirici kimi istifadə olunur. onların qütblüyündə. 
Bu mərhələdə qütb sulu faza və qeyri-qütb üzvi fazanın həll olunmaması oksidləşdirici kükürdləşmə prosesində mühüm problemdir, çünki hər iki faza bir-biri ilə yalnız interfazada reaksiya verir. Ultrasəs olmadan, bu, aşağı reaksiya dərəcəsi və bu iki fazalı sistemdə orqanosulfurun yavaş çevrilməsi ilə nəticələnir.
Təmizləyici qurğular 24/7 yüksək həcmli emal üçün uyğun olan ağır sənaye avadanlıqları tələb edir. Hielscher alın!
Ultrasonik emulsiya
Yağ fazası və sulu faza qarışdırılır və sabit həcm nisbətində əsas emulsiya istehsal etmək üçün statik qarışdırıcıya vurulur və sonra ultrasəs qarışdırma reaktoruna verilir. Orada ultrasəs kavitasiyası yüksək hidravlik kəsmə əmələ gətirir və sulu fazanı sub-mikron və nano ölçülü damcılara parçalayır. Faza sərhədinin xüsusi səth sahəsi reaksiyanın kimyəvi sürətinə təsir etdiyi üçün damcı diametrinin bu əhəmiyyətli azalması reaksiya kinetikasını yaxşılaşdırır və faza ötürücü agentlərə ehtiyacı azaldır və ya aradan qaldırır. Ultrasonik vasitələrdən istifadə edərək, peroksidin həcm faizini aşağı salmaq olar, çünki daha incə emulsiyalar neft fazası ilə eyni təmas səthini təmin etmək üçün daha az həcm tələb edir.
Ultrasonik Yardımlı Oksidləşmə
Ultrasonik kavitasiya intensiv yerli isitmə (~5000K), yüksək təzyiqlər (~1000atm), böyük istilik və soyutma sürətləri yaradır (~>109 K/san) və maye reaktiv axınları (~1000 km/saat). Bu son dərəcə reaktiv mühit yağ fazasında tiofenləri daha sürətli və tam olaraq daha böyük polar sulfoksid və sulfonlara oksidləşdirir. Katalizator oksidləşmə prosesini daha da dəstəkləyə bilər, lakin onlar vacib deyil. Amfifil emulsiya katalizatorları və ya faza köçürmə katalizatorları (PTC), məsələn, həm sulu, həm də üzvi mayelərdə həll olunmaq qabiliyyətinə malik dördüncü ammonium duzları oksidləşdirici ilə birləşərək onu interfeys fazasından reaksiya fazasına nəql edir. reaksiya sürətini artırmaq. Fenton reagenti dizel yanacaqları üçün oksidləşdirici kükürddən təmizlənmənin səmərəliliyini artırmaq üçün əlavə edilə bilər və sono-oksidləşmə emalı ilə yaxşı sinergetik təsir göstərir.
Güc-Ultrasəs ilə Təkmilləşdirilmiş Kütləvi Transfer
Sülfür üzvi birləşmələri bir faza sərhəddində reaksiya verdikdə, sulfoksidlər və sulfonlar sulu damcı səthində toplanır və digər kükürd birləşmələrinin sulu fazada qarşılıqlı təsirinə mane olur. Kavitasiyalı reaktiv axınlar və akustik axın nəticəsində yaranan hidravlik kəsmə turbulent axın və materialın damcı səthlərindən və onlara daşınması ilə nəticələnir və təkrar birləşməyə və sonradan yeni damcıların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Oksidləşmə zamanla irəlilədikcə, sonikasiya reagentlərin təsirini və qarşılıqlı təsirini artırır.
Sulfonların Faza Köçürülməsi
Oksidləşmədən və sulu fazadan (H2O2) ayrıldıqdan sonra sulfonlar ikinci mərhələdə asetonitril kimi bir qütb həlledicidən istifadə etməklə çıxarıla bilər. Sülfonlar daha yüksək polarite üçün hər iki faza arasındakı faza sərhədində həlledici fazaya keçəcəklər. İlk mərhələdə olduğu kimi, Hielscher ultrasəs reaktorları neft fazasında həlledici fazanın incə ölçülü turbulent emulsiyasını yaratmaqla maye-maye ekstraksiyasını gücləndirir. Bu, faza təmas səthini artırır və nəticə çıxarır və həlledicinin istifadəsini azaldır.
Laboratoriya Sınaqından Pilot Ölçüsünə və İstehsalına qədər
Hielscher Ultrasonics bu texnologiyanı istənilən miqyasda sınamaq, yoxlamaq və istifadə etmək üçün avadanlıq təklif edir. Əsasən, yalnız 4 addımda edilir.
- Kükürd birləşmələrini oksidləşdirmək üçün yağı H2O2 ilə qarışdırın və sonikləşdirin
- Sulu fazanı ayırmaq üçün sentrifuqa edin
- Yağ fazasını həlledici ilə qarışdırın və sulfonları çıxarmaq üçün sonikləşdirin
- Həlledici fazanı sulfonlarla ayırmaq üçün sentrifuqa edin
Laboratoriya miqyasında siz konsepsiyanı nümayiş etdirmək və peroksidin konsentrasiyası, proses temperaturu, sonikasiya vaxtı və intensivliyi, həmçinin katalizator və ya həlledicinin istifadəsi kimi əsas parametrləri tənzimləmək üçün UP200Ht-dən istifadə edə bilərsiniz.
Dəzgah üstü səviyyədə UIP1000hdT və ya UIP2000hdT kimi güclü sonikator hər iki mərhələni 100-dən 1000L/saata (25-250 gal/saat) qədər axın sürətində müstəqil şəkildə simulyasiya etməyə və proses və sonikasiya parametrlərini optimallaşdırmağa imkan verir. Hielscher ultrasəs avadanlığı pilot və ya istehsal miqyasında daha böyük emal həcmlərinə xətti miqyas üçün nəzərdə tutulmuşdur. Hielscher qurğularının yanacaq emalı da daxil olmaqla yüksək həcmli proseslər üçün etibarlı işləməsi sübut edilmişdir. Hielscher asan inteqrasiya üçün klasterlərə yüksək güclü 10kW və ya 16kW cihazlarımızı birləşdirərək konteynerləşdirilmiş sistemlər istehsal edir. Təhlükəli ətraf mühit tələblərinə cavab verən dizaynlar da mövcuddur. Aşağıdakı cədvəldə emal həcmləri və tövsiyə olunan avadanlıq ölçüləri verilmişdir.
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 5 ilə 200 ml | 50-500 ml/dəq | UP200Ht, UP400S |
| 0.1 - 2L | 0.25 - 2 m3/saat | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0.4 - 10L | 1 ilə 8 m3/saat | UIP4000 |
| na | 4 ilə 30 m3/saat | UIP16000 |
| na | 30 m-dən yuxarı3/saat | klaster UIP10000 və ya UIP16000 |
Xam yağların kükürddən təmizlənməsi üçün 192 kVt gücündə yüksək güclü sonikatorlarla quraşdırma
- turşu esterləşməsi
- Qələvi transesterifikasiya
- Akvayanacaq (Su/Yağ)
- Dənizdə Yağ Sensorunun Təmizlənməsi
- Qazma Mayelərinin Hazırlanması
Ultrasonication istifadə üstünlükləri
UAODS HDS ilə müqayisədə əhəmiyyətli üstünlüklər təklif edir. Tiofenlər, əvəzlənmiş benzo- və dibenzotiofenlər aşağı temperatur və təzyiq şəraitində oksidləşirlər. Buna görə də, bu prosesi kiçik və orta ölçülü neft emalı zavodları və ya hidrogen boru kəmərinə yaxın olmayan təcrid olunmuş neftayırma zavodları üçün daha uyğun etmək üçün bahalı hidrogen tələb olunmur. Artan reaksiya sürəti və mülayim reaksiya temperaturu və təzyiqi bahalı susuz və ya aprotik həlledicilərin istifadəsinə mane olur.
Ultrasəslə dəstəklənən oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə (UAODS) qurğusunun adi hidrotəmizləmə qurğusu ilə inteqrasiyası aşağı və/və ya çox aşağı kükürdlü dizel yanacaqlarının istehsalında səmərəliliyi artıra bilər. Bu texnologiya kükürd səviyyəsini aşağı salmaq üçün ənənəvi hidrotəmizləmədən əvvəl və ya sonra istifadə edilə bilər.
UAODS prosesi yeni yüksək təzyiqli hidrotəmizləyicinin dəyəri ilə müqayisədə təxmini kapital xərclərini yarıdan çox azalda bilər.
Hidrodesulfurizasiyanın (HDS) çatışmazlıqları
Hidrodesülfürləşdirmə (HDS) tiolların, sulfidlərin və disulfidlərin çıxarılması üçün yüksək effektiv proses olsa da, dibenzotiofen və onun törəmələri kimi odadavamlı kükürd tərkibli birləşmələri (məsələn, 4,6-dimetidibenzotiofen 4,6-DMDBT səviyyəsinə qədər) çıxarmaq çətindir. Yüksək temperaturlar, yüksək təzyiqlər və yüksək hidrogen istehlakı ultra dərin kükürddən təmizlənmə üçün HDS-nin kapital və əməliyyat xərclərini artırır. Yüksək kapital və əməliyyat xərcləri qaçılmazdır. Kükürdün qalan iz səviyyələri yenidən formalaşma və transformasiya prosesində istifadə edilən nəcib metal katalizatorları və ya yanacaq elementləri yığınlarında istifadə olunan elektrod katalizatorlarını zəhərləyə bilər.[/two_thirds]
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Jiyuan Fan, Aiping Chen, Saumitra Saxena, Sundaramurthy Vedachalam, Ajay K. Dalai, Wen Zhang, Abdul Hamid Emwas, William L. Roberts(2021): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of Arabian extra light oil (AXL) with molecular characterization of the sulfur compounds. Fuel, Volume 305, 2021.
- Zhilin Wu, Bernd Ondruschka (2010): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of liquid fuels and its industrial application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 6, 2010. 1027-1032.
- Ashutosh Kumar Prajapati, Sunil Kumar Singh, Shashi Prakash Gupta, Ashutosh Mishra (2018): Desulphurization of Crude Oil by Ultrasound Integrated Oxidative Technology. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development, Vol. 6, Issue 02, 2018.