Ultrasonik Dəniz Yanacağının Desulfurizasiyası
- Dəniz yanacaqlarına kükürdün 0,5% m/m və ya daha az olmasını tələb edən yeni qaydalar təsir edir.
- Ultrasəslə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə (UAOD) oksidləşmə reaksiyasını sürətləndirən müəyyən edilmiş üsuldur və qənaətcil və təhlükəsiz bir prosesdir.
- UAOD prosesləri ətraf mühitin temperaturunda və atmosfer təzyiqində həyata keçirilə bilər və karbohidrogen yanacaqlarından kükürd birləşmələrinin seçici şəkildə çıxarılmasına imkan verir.
- Hielscher yüksək performanslı ultrasəs sistemləri quraşdırmaq asandır və gəmidə və ya sahildə işləmək üçün təhlükəsizdir.
Aşağı Kükürdlü Dəniz Yanacaqları
Beynəlxalq Dəniz Təşkilatı (IMO) 2020-ci ilin yanvar ayından etibarən bütün dünya üzrə dəniz gəmilərinin tərkibində 0,5% m/m kükürd olan dəniz yanacaqlarından istifadə etmələrini tələb edən yeni qaydaları tətbiq etmişdir. Bu yeni qaydalar dəniz yanacaqlarının emalı sahəsində köklü dəyişikliklər tələb edir: Az kükürdlü yanacaqlar üçün yeni normaların yerinə yetirilməsi üçün effektiv desülfürizasiya prosesi tələb olunur.
Benzin, nafta, dizel, dəniz yanacağı və s. kimi maye karbohidrogen yanacaqlarının ultrasəs köməyi ilə oksidləşdirici kükürddən təmizlənməsi (UAOD) ağır yanacaqların böyük həcmli axınlarından kükürdün çıxarılması üçün yüksək səmərəli və səmərəli üsuldur.
2-mərhələli ultrasəs oksidləşdirici desülfürizasiyanın axın sxemi
Oksidləşdirici desulfurizasiya
Oksidləşdirici kükürddən təmizləmə (ODS) hidrodesülfürləşdirməyə (HDS) ekoloji cəhətdən təmiz və qənaətcil alternativdir, çünki oksidləşmiş kükürd birləşmələri ağır yanacaq yağlarından əhəmiyyətli dərəcədə asanlıqla ayrıla bilər. Oksidləşdirici desufurizasiya mərhələsindən sonra ekstraksiya edilmiş kükürd birləşmələri fiziki üsullarla, məsələn, qarışmayan qütb həlledicidən istifadə etməklə və sonrakı çəkisi, adsorbsiya və ya mərkəzdənqaçma ilə ayrılması ilə ayrılır. Alternativ olaraq, oksidləşmiş kükürdün çıxarılması üçün termal parçalanma istifadə edilə bilər.
Oksidləşdirici kükürdləşmə reaksiyası üçün oksidləşdirici (məsələn, hidrogen H2O2, natrium xlorit NaClO2, azot oksidi N2O, natrium periodat NaIO4), katalizator (məsələn, turşular), həmçinin faza ötürücü reagent tələb olunur. Faza köçürmə reagenti ODS reaksiyasının sürətini məhdudlaşdıran addımı olan sulu və yağ fazaları arasında heterojen reaksiyanın inkişafına kömək edir.
- Yüksək Səmərəli – 98%-ə qədər kükürdsüzləşdirmə
- iqtisadi: aşağı investisiya, aşağı əməliyyat xərcləri
- katalizator zəhərlənməsi yoxdur
- asan, xətti genişlənmə
- Əməliyyat üçün təhlükəsiz
- quruda & dənizdə (bortda) quraşdırma
- Sürətli ROI
Ultrasonik Yardımlı Oksidləşdirici Desülfürizasiya
Hidrodesulfurizasiya (HDS) daha yüksək investisiya xərcləri, 400ºC-ə qədər yüksək reaksiya temperaturu və reaktorlarda 100atm-ə qədər yüksək təzyiq tələb etsə də, ultrasəslə oksidləşdirici kükürddən təmizlənmə prosesi (UAOD) daha rahat, səmərəli və daha yaşıldır. UAOD katalitik kükürdün çıxarılmasının reaktivliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və eyni zamanda daha aşağı əməliyyat xərcləri, yüksək təhlükəsizlik və ətraf mühitin mühafizəsi təklif edir. Sənaye ultrasəs axın reaktor sistemləri yüksək effektiv dispersiya və bununla da təkmilləşdirilmiş reaksiya kinetikasına görə desulfurizasiya dərəcəsini artırır. Ultrasonik emal nano-miqyaslı dispersiyaları təmin etdiyindən, heterojen reaksiyada müxtəlif fazalar arasında kütləvi köçürmə kəskin şəkildə artır.
Ultrasəs (akustik) kavitasiya kavitasiya qaynar nöqtələri daxilində əldə edilən ekstremal şəraitdə reaksiya sürətini və kütlə ötürülməsini artırır. Kavitasiya qabarcığının partlaması zamanı çox yüksək temperaturlar təqribən. 5,000K, çox sürətli soyutma dərəcələri, təqribən təzyiqlər. 2000atm və buna uyğun olaraq həddindən artıq temperatur və təzyiq fərqləri yerli olaraq əldə edilir. Kavitasiya qabarcığının partlaması həmçinin 280 m/s sürətə çatan maye reaktivləri ilə nəticələnir ki, bu da çox yüksək kəsmə qüvvələri yaradır. Bu qeyri-adi mexaniki qüvvələr oksidləşmə reaksiya vaxtını sürətləndirir və saniyələr ərzində kükürdün çevrilmə səmərəliliyini artırır.
Kükürdün Daha Tam Təmizlənməsi
Merkaptanlar, tioefirlər, sulfidlər və disulfidlər ənənəvi hidrodesülfürləşdirmə (HDS) prosesi ilə çıxarıla bilsələr də, tiofenlər, benzotiofenlər (BT), dibenzotiofenlər (DBT) və 4,6-dimetildibenzotiofenlər (4,6) a daha çox. mürəkkəb üsul tələb olunur. Ultrasəs oksidləşdirici desülfürizasiya, hətta çətin çıxarılan kükürdün odadavamlı birləşmələrinin (məsələn, 4,6-dimetildibenzotiofen və digər alkil-əvəz edilmiş tiofen törəmələri) çıxarılmasına gəldikdə yüksək effektivdir. Ebrahimi və başqaları. (2018) hesabat a Hielscher sonoreaktorundan istifadə edərək kükürdsüzləşdirmə səmərəliliyi 98,25%-ə qədər kükürdün çıxarılması üçün optimallaşdırılmışdır. Bundan əlavə, ultrasəs oksidləşmiş kükürd birləşmələri əsas su ilə yuyulma yolu ilə ayrıla bilər.
Optimal parametrlərdə çox mərhələli UAOD prosesinin təsiri
UP400S ilə ultrasəs kükürdsüzləşdirmə texniki-iqtisadi test
Shayegan və b. 2013 kombinə edilmiş ultrasəs (UP400S) oksidləşdirici kimi hidrogen peroksid, katalizator kimi FeSO, pH tənzimləyicisi kimi sirkə turşusu və qaz neftinin kükürd miqdarını azaltmaq üçün ekstraksiya həlledicisi kimi metanol ilə.
Oksidləşdirici desülfürizasiya zamanı reaksiya sürəti sabitləri katalizator kimi metal ionlarının əlavə edilməsi və sonikasiyadan istifadə etməklə xeyli artırıla bilər. Ultrasəs enerjisi reaksiyanın aktivləşmə enerjisini azalda bilər. Ultrasonikasiya müalicəsi bərk katalizatorlar və reagentlər arasındakı sərhəd qatını pozur və katalizatorların və reagentlərin homojen qarışığını təmin edir. – bununla da reaksiya kinetikasını yaxşılaşdırır.
Kükürdün çıxarılması prosesi kükürddən təmizlənmiş qaz neftinin ümumi həcmini bərpa etmək məqsədi ilə desülfürizasiya zamanı həlledici addımdır. Solvent kimi metanoldan istifadə edərək maye-maye ekstraksiyasından istifadə sadə ekstraksiya prosesidir, lakin yüksək effektivliyi təmin etmək üçün qarışmayan fazaların səmərəli qarışdırılması vacibdir. Yalnız fazalar arasında maksimum interfeys və sonradan maksimum kütlə ötürülməsi baş verdikdə, yüksək hasilat dərəcəsi əldə edilir. Ultrasonikasiya və akustik kavitasiyanın yaranması reaktiv fazaların intensiv qarışmasını təmin edir və reaksiyanın aktivləşmə enerjisini aşağı salır.
Dəniz Yanacağının Desulfurizasiyası üçün Yüksək Performanslı Ultrasəs Bölmələri
Hielscher Ultrasonics, sənaye miqyasında UAOD kimi tələbkar tətbiqlər üçün yüksək güclü ultrasəs sistemlərinin bazar lideridir. 200µm-ə qədər yüksək amplitüdlər, tam yük altında və ağır yük altında 24/7 əməliyyat, möhkəmlik və istifadəçi üçün rahatlıq Hielscher ultrasəs aparatlarının əsas xüsusiyyətləridir. Müxtəlif güc siniflərinin ultrasəs sistemləri və sonotrodlar və axın reaktoru həndəsiləri kimi müxtəlif aksesuarlar ultrasəs sisteminin xüsusi yanacaq, emal gücü və ətraf mühitə ən uyğun uyğunlaşmasına imkan verir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Laboratoriyadan pilot və sənaye miqyasına qədər yüksək güclü ultrasəs prosessorları.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): Sonoreactor optimization for ultrasound assisted oxidative desulfurization of liquid hydrocarbon. Petroleum Science and Technology Vol. 36, Issue 13, 2018.
- Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desulphurization of Crude Oil by Ultrasound Integrated Oxidative Technology. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development Vol. 6, Issue 02, 2018.
- Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): Sulfur removal of gas oil using ultrasound-assisted catalytic oxidative process and study of its optimum conditions. Korean J. Chem. Eng., 30(9), 2013. 1751-1759.
- Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): Characterization of Ultrasonic Homogenizers for Shipbuilding Industry.
Ultrasonik Yardımlı Oksidləşdirici Desulfurizasiya (UAOD) üzrə Tədqiqatın Nəticələri
Prajapati və başqaları. (2018): Ultrasəs İnteqrasiya edilmiş oksidləşdirici texnologiya ilə xam neftin kükürddən təmizlənməsi. IJSRD – Beynəlxalq Elmi Tədqiqat Jurnalı & İnkişaf Cild. 6, Sayı 02, 2018.
Prajapati və başqaları. (2018) ultrasəs köməyi ilə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə (UAOD) üçün Hielscher ultrasəs reaktorunun faydalarını təsvir edir. UAOD yüksək təzyiqli, yüksək temperaturlu hidrodesülfürləşdirmə avadanlığı, qazanlar, hidrogen qurğuları və kükürd çıxarma qurğuları səbəbindən əhəmiyyətli investisiya və istismar xərcləri ilə zədələnən ənənəvi hidrotəmizləmə üçün əlverişli alternativ texnologiyaya çevrilmişdir. Ultrasəs köməyi ilə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə kükürdün dərindən çıxarılması prosesini daha mülayim, daha sürətli, daha təhlükəsiz və daha qənaətli şəkildə həyata keçirməyə imkan verir.
Tərkibində model kükürd birləşmələri (benzotiofen, dibenzotiofen və dimetildibenzotiofen) olan dizel yağı və neft məhsullarının xammal ehtiyatına ultrasəslə oksidləşdirici desülfürizasiya (UAOD) prosesi tətbiq edilmişdir. Oksidləşdirici miqdarının təsiri, ekstraksiya mərhələsi üçün həlledicinin həcmi, ultrasəs müalicəsinin vaxtı və temperaturu (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 Vt, 40% ilə işləyən tədqiq edilmişdir. UAOD üçün optimallaşdırılmış şərtlərdən istifadə edərək, H üçün molar nisbətdən istifadə edərək, neft məhsullarının xammalındakı model birləşmələr üçün kükürdün 99%-ə qədər çıxarılmasına nail olunmuşdur.2O2:sirkə turşusu:kükürd 64:300:1, 90ºC-də 9 dəqiqə ultrasəs müalicəsindən sonra, ardınca metanol ilə ekstraksiya (optimallaşdırılmış həlledici və yağ nisbəti 0,36). Eyni reagent miqdarından və 9 dəqiqəlik ultrasəsdən istifadə edərək dizel yağı nümunələri üçün kükürdün çıxarılması 75%-dən yüksək olmuşdur.
Yüksək ultrasəs amplitüdlərinin əhəmiyyəti
Xam neftin kommersiya miqyaslı oksidləşdirici kükürdsüzləşdirilməsinin ultrasəs intensivləşdirilməsi üçün təxminən 100-ə yaxın yüksək vibrasiya amplitüdlərini saxlaya bilən sənaye ölçülü axın ultrasəs prosessorunun istifadəsini tələb edir. 80 – 100 mikrons. Amplitüdlər birbaşa ultrasəs kavitasyonlarının yaratdığı kəsmə qüvvələrinin intensivliyinə aiddir və qarışdırmanın səmərəli olması üçün kifayət qədər yüksək səviyyədə saxlanmalıdır.
Prajapati et al tərəfindən həyata keçirilən təcrübələr. ultrasonication desulfurization reaksiya artırır göstərir. Kükürdsüzləşdirmə səmərəliliyi təxminən 93,2% idi yüksək effektiv ultrasəs tətbiq edildikdə.
Shayegan və b. (2013): Ultrasəs köməyi ilə katalitik oksidləşdirici prosesdən istifadə etməklə qazoytun kükürdün çıxarılması və onun optimal şəraitinin öyrənilməsi. Korean Journal of Chemical Engineering 30(9), Sentyabr 2013. 1751-1759.
Tərkibində müxtəlif növ kükürd tərkibli qazoytun kükürd birləşmələrini azaltmaq üçün ultrasəslə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə prosesi (UAOD) tətbiq edilmişdir. Ətraf mühitin tənzimlənməsi kükürd birləşmələrini aradan qaldırmaq üçün çox dərin kükürdsüzləşdirmə tələb edir. UAOD aşağı əməliyyat dəyəri və yüksək təhlükəsizlik və ətraf mühitin qorunması ilə perspektivli texnologiyadır. İlk dəfə tipik faza ötürmə agenti (tetraoktil-ammonium-bromid) izobutanol ilə əvəz olundu, çünki izobutanoldan istifadə TOAB-dan daha qənaətlidir və heç bir çirklənmə yaratmır. Reaksiya müxtəlif temperaturlarda optimal nöqtədə, tək, iki və üç pilləli prosedurlarda H-nin tədricən artmasının təsirini araşdıraraq aparılmışdır.2O2 və izobutanol əvəzinə TOAB istifadə olunur. Neft fazasında ümumi kükürd konsentrasiyası ASTM-D3120 üsulu ilə təhlil edilmişdir. Tərkibində 9500 mq/kq kükürd olan qazoylu üçün ən yüksək 90%-lik xaricetmə 180,3 mmol H 62±2°C-də 17 dəqiqəlik proses ərzində üç addımda əldə edilmişdir.2O2 istifadə edilmiş və hasilatı metanolla həyata keçirilmişdir.
Əkbəri və b. (2014): Model dizelin MoO üzərində oksidləşdirici desulfurizasiyasında tətbiq olunan ultrasəsin proses dəyişənlərinin və intensivləşdirmə təsirlərinin tədqiqi3/Al2O3 katalizator. Ultrasonics Sonochemistry 21(2), Mart 2014. 692-705.
MoO-dan ibarət yeni heterojen sonokatalitik sistem3/Al2O3 katalizator və H2O2 ultrasəs ilə birlikdə dizelin model kükürd birləşmələrinin oksidləşməsini yaxşılaşdırmaq və sürətləndirmək üçün tədqiq edilmişdir, nəticədə proses səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Ultrasəsin katalizatorun xassələrinə, aktivliyinə və dayanıqlığına təsiri GC-FID, PSD, SEM və BET üsulları ilə ətraflı öyrənilmişdir. Tərkibində 1000 μq/q kükürd olan model dizeldə DBT-nin 98%-dən yuxarı çevrilməsi H-də yeni ultrasəs köməyi ilə kükürdsüzləşdirmə yolu ilə əldə edilmişdir.2O2/kükürdün molyar nisbəti 3, temperatur 318 K və katalizator dozası 30 dəqiqəlik reaksiyadan sonra 30 q/L, səssiz proses zamanı əldə edilən 55% çevrilmənin əksinə. Bu təkmilləşdirmə əməliyyat parametrləri və katalizator xüsusiyyətlərindən əhəmiyyətli dərəcədə təsirləndi. Əsas proses dəyişənlərinin təsirləri ultrasəslə müqayisədə səssiz prosesdə cavab səthi metodologiyasından istifadə edilərək tədqiq edilmişdir. Ultrasəs katalizator və oksidantın hidrogen bağının qırılması və neft fazasında deaglomerasiyası ilə yaxşı dispersiyasını təmin etdi. Katalizatorun səthində çirklərin çökməsi səssiz təcrübələrdə tez deaktivasiyaya səbəb oldu və təkrar emal edilmiş katalizatorun 6 dövrü səssiz reaksiyasından sonra DBT oksidləşməsinin yalnız 5%-i nəticələndi. DBT-nin 95%-dən çoxu 6 ultrasəs yardımlı dövrədən sonra oksidləşdi və ultrasəs zamanı səthi təmizləyərək sabitlikdə böyük irəliləyiş göstərdi. Model yanacaqda katalizatorun daha çox dispersiyasını təmin edə bilən 3 saat sonikasiyadan sonra əhəmiyyətli hissəcik ölçüsünün azalması da müşahidə edildi.
Afzalinia və b. (2016): Katalizator kimi bir-birinə nüfuz edən amin funksiyalı Zn(II) əsaslı MOF ilə əhatə olunmuş fosfotunqstik turşu ilə maye yanacağın ultrasəslə oksidləşdirici kükürddən təmizlənməsi prosesi. Ultrasonik Sonokimya 2016
Bu işdə maye yanacaqların ultrasəs köməyi ilə oksidləşdirici kükürddən təmizlənməsi (UAOD) yeni heterojen yüksək dispers Keggin tipli fosfotunqstik turşu (H) ilə həyata keçirilir.3PW12O40, PTA) amin-funksionallaşdırılmış MOF-a (TMU-17 -NH2) daxil olan katalizator. Hazırlanmış kompozit yüksək katalitik aktivlik və model yanacağın oksidləşdirici kükürddən təmizlənməsində təkrar istifadəyə yararlılıq nümayiş etdirir. Ultrasəslə oksidləşdirici kükürdsüzləşdirmə (UAOD) mülayim şəraitdə kükürd tərkibli birləşmələrin sürətli, iqtisadi, ətraf mühitə uyğun və təhlükəsiz oksidləşmə reaksiyasını həyata keçirməyin yeni üsuludur. Ultrasəs dalğaları reaksiya vaxtını azaltmaq və oksidləşdirici kükürddən təmizləmə sisteminin işini yaxşılaşdırmaq üçün səmərəli vasitə kimi tətbiq oluna bilər. PTA@TMU-17-NH2 model neftin 20 mq katalizatorla kükürddən təmizlənməsi, ekstraksiya həlledicisi kimi MeCN-nin iştirakı ilə 1:1 O/S molyar nisbəti ilə tamamilə həyata keçirilə bilər. Əldə edilən nəticələr göstərdi ki, DBT-nin DBTO2-yə çevrilməsi ətraf mühitin temperaturunda 15 dəqiqədən sonra 98%-ə çatır. Bu işdə biz ilk dəfə ultrasəs şüalanması ilə TMU-17-NH2 və PTA/TMU-17-NH2 kompozit hazırladıq və UAOD prosesində istifadə etdik. Hazırlanmış katalizator PTA-nın yuyulması və aktivliyini itirmədən əla təkrar istifadəyə yararlılıq nümayiş etdirir.