Hidrodesulfurizasiyaya ultrasəs alternativi

Neft emalı zavodları kükürdlü xam neftin, yəni yüksək kükürdlü xam neftin artan tədarükü ilə üzləşir, eyni zamanda ekoloji qaydalar benzində kükürd miqdarının azaldılmasını tələb edir. Bununla yanaşı, tələb olunan hidrogen səbəbindən ənənəvi hidrodesulfurizasiyanın (HDS) xərcləri artır. Ultrasəs kavitasiyası ilə emal xam neftdən kükürdün kənarlaşdırılması üçün effektiv alternativ üsuldur.

Ultrasəs emalı ilə neftdə kükürd miqdarına dair standartlara uyğunluğu təmin edin

Fosil yanacaqların tərkibində kükürd birləşmələri var. Bunlar fosil yanacaqların təbii əmələgəlməsi zamanı kükürd tərkibli bioloji maddələrin parçalanması nəticəsində yaranır.

Avtomobillər, təyyarələr və dəniz gəmiləri kimi nəqliyyat vasitələri və ya elektrik stansiyaları neft mənşəli yanacağın yanması nəticəsində kükürd dioksid (SO2) emissiyalarına səbəb olur. Həmin kükürd – hətta çox aşağı konsentrasiyalarda belə – neft emalı zavodlarında sonrakı katalitik reforminq mərhələsində istifadə olunan nəcib metal katalizatorlarına zərər verir. Ən son ekoloji qaydalar ultraaşağı kükürd tərkibli dizel (ULSD) spesifikasiyalarına uyğunluğu təmin etmək üçün kükürdün çox dərindən kənarlaşdırılmasını tələb edir.
 

Xam neftlərdən kükürdün kənarlaşdırılması üçün ümumi gücü 192 kW olan yüksək güclü sonikatorlardan ibarət qurğu

Ümumi məlumat – Hidrodesulfurizasiya (HDS)

Hidrodesulfurizasiya (HDS) neft məhsullarından kükürdün kənarlaşdırılması üçün standart katalitik prosesdir. Bu prosesdə xam neftin kükürdlü fraksiyaları hidrogen və katalizatorla qarışdırılır və reaksiyada hidrogen sulfid əmələ gəlir. Adətən katalizator kobalt və molibden hopdurulmuş alüminium oksid əsasından ibarət olur. Tədarük olunan neftin kükürd miqdarı artdıqca kükürdün kənarlaşdırılması üçün daha yüksək təzyiqlər və alternativ katalizatorlar tələb olunur. Çətin reaksiyaya girən aromatik kükürd birləşmələri (məsələn, 4,6-dimetildibenzotiofen) aşağı reaktivliklərinə görə hidrodesulfurizasiya ilə kənarlaşdırıla bilmir.

Ultrasəsin köməyi ilə kükürdün kənarlaşdırılması

Hidrodesulfurizasiyaya alternativ ultrasəsin köməyi ilə kükürdün kənarlaşdırılmasıdır. Mayelərin yüksək intensivlikli ultrasəs dalğalarına məruz qoyulması akustik kavitasiyaya səbəb olur. Bu, kiçik vakuum (kavitasiya) qabarcıqlarının əmələ gəlməsi və ardınca şiddətlə çökməsidir. Hər bir qabarcığın şiddətlə çökməsi nəticəsində lokal olaraq ekstremal şərait yaranır:

• Temperatur: 5000 Kelvin-ə qədər
• Təzyiq: 2000 atmosferə qədər
• Maye şırnaqları: 1000km/hr. qədər

Belə şərait mikroqarışdırmanı gücləndirməklə katalizatorların səthindəki kimyəvi prosesləri yaxşılaşdırır. Xüsusilə yüksək lokal temperaturlar kükürdün kənarlaşdırılması prosesində kimyəvi reaksiyaların kinetikasını dəyişir. Bu təsir alternativ – daha ucuz – katalizatorlardan və ya kükürdün kənarlaşdırılması üçün alternativ kimyəvi proseslərdən istifadə etməyə imkan verir. Deshpande və b. (2004) dizel və asetonitrildən ibarət ikifazalı sistemdə natrium karbonat və hidrogen peroksiddən təşkil olunmuş oksidləşdirici sistemi araşdırır. İkifazalı sistemə ultrasəs tətbiq edilmişdir. Tədqiqatda dizel nümunələrində DMDBT miqdarının 90%-dən çox azalmasına nail olunmuşdur.

Xam neftdən kükürdün kənarlaşdırılması üçün yüksək məhsuldarlıqlı sonikator

Hielscher dünyada yüksək emal gücünə malik sonikatorların aparıcı təchizatçısıdır. Hielscher hər bir cihaz üçün 16kW-a qədər gücə malik yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs prosessorları layihələndirib istehsal etdiyinə görə qurğunun ölçüsünə və ya emal gücünə məhdudiyyət yoxdur. Daha böyük həcmli axınların emalı üçün bir neçə 16kW sistemdən ibarət qruplar istifadə olunur. Yanacağın sənaye miqyasında emalı çox ultrasəs enerjisi tələb etmir. Faktiki enerji tələbatı UIP1000hdT kimi masaüstü sonikatordan istifadə etməklə müəyyən edilə bilər. Belə masaüstü sınaqların bütün nəticələri tam xətti şəkildə daha böyük miqyasa keçirilə bilər ki, bu da ultrasəslə kükürdün kənarlaşdırılması prosesinin sənaye istehsalı miqyasında tətbiqini asanlaşdırır.

Tələb olunarsa, təhlükəli mühitlərdə ultrasəs emalı üçün ATEX sertifikatlı ultrasəs cihazları (məsələn, UIP1000-Exd) mövcuddur.

Ultrasəs emalının xərcləri

Ultrasəs emalı effektiv emal texnologiyasıdır. Ultrasəs emalının xərcləri əsasən ultrasəs cihazlarına qoyulan investisiyadan, kommunal xidmət xərclərindən və texniki xidmətdən yaranır. Üstün enerji səmərəliliyi (bax: qrafik) sayəsində Hielscher ultrasəs cihazları kommunal xidmət xərclərini azaltmağa kömək edir.

Ədəbiyyat

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): İkifazalı dizel–asetonitril sistemində 4,6-dimetildibenzotiofenin ultrasəsin köməyi ilə əsasla kataliz olunan oksidləşməsi; nəşr: Energy Fuels, 19 (1), 28 –34, 2005.

Mei H., Mei B.W., Yen T.F. (2003): Ultrasəsin köməyi ilə oksidləşdirici kükürd kənarlaşdırılması vasitəsilə ultraaşağı kükürd tərkibli dizel yanacağı əldə etmək üçün yeni üsul; nəşr: Fuel, Cild 82, Nömrə 4, March 2003, səh. 405–414(10), 2003.