Ултразвуково Assisted окислително десулфуриране (UAODS)

Съдържащите сяра съединения в суровия нефт, нефта, дизела и други горивни масла включват сулфиди, тиоли, тиофени, заместени бензо- и дибензотиофени (BTs и DBT), бензонафтотиофен (BNT) и много по-сложни молекули, в които кондензираните тиофени са най-често срещаните форми. Hielscher ултразвукови реактори подпомагат процеса на окислително дълбоко десулфуризация, необходими, за да отговарят на днешните строги екологични разпоредби и ултра-ниско съдържание на сяра дизел (ULSD, 10ppm сяра) спецификации.

Окислително десулфуриране (ODS)

Дибензотиофен Molecule Преди оксидиращото отстраняване на сяратаОкислително десулфуриране с водороден пероксид и последваща екстракция с разтворител е двустепенна технология дълбоко десулфуриране да се намали количеството на organosulfur съединения в горива. Hielscher ултразвукови реактори са използвани в двата етапа да се подобри реакционни кинетики фаза-трансфер и разтваряне в проценти системи фаза течност-течност.

Намаляване на сяра в рафинерия

Схема за ултразвуково Assisted оксидиращото отстраняване на сярата - 2 етапа

Схема за ултразвуково Assisted оксидиращото отстраняване на сярата – 2 етапа

В първия етап на ултразвуково подпомага окислително десулфуриране, водороден пероксид е използван като окислител за селективно окисление на сяра-съдържащи молекули, които присъстват в горива за техните съответни сулфоксиди или сулфони при меки условия, за да се повиши тяхната разтворимост в полярни разтворители с увеличение в своята полярност. Оксидиращото отстраняване на сярата от Dibenzotiophene да сулфоксид и сулфонНа този етап, неразтворимостта на полярен водната фаза и неполярен органичен фаза е значителен проблем в процеса на окислително десулфуриране като двете фази реагират помежду си само в междинната. Без ултразвук, това води до ниска скорост на реакция и бавно превръщане на organosulfur в тази двуфазна система.

Инсталациите за рафиниране изискват тежко промишлено оборудване, подходящо за обработка с голям обем 24/7. Вземи Hielscher!

Ултразвукова емулгиране

Ултразвукова смесване на емулсия ChemistryМаслената фаза и водната фаза се смесват и изпомпват в статичен миксер, за да се получи основна емулсия с постоянно обемно съотношение, която след това се подава към ултразвуковия реактор за смесване. Там ултразвуковата кавитация произвежда високо хидравлично срязване и разбива водната фаза на субмикронни и наноразмерни капчици. Тъй като специфичната повърхност на фазовата граница оказва влияние върху химическата скорост на реакцията, това значително намаляване на диаметъра на капчиците подобрява кинетиката на реакцията и намалява или елиминира необходимостта от агенти за фазов трансфер. Използвайки ултразвук, обемният процент на пероксид може да бъде намален, тъй като по-фините емулсии се нуждаят от по-малък обем, за да осигурят същата контактна повърхност с маслената фаза.

Ултразвуковата Assisted окисляване

Ултразвукова кавитация при 1500 ватаУлтразвукова кавитация произвежда интензивно локално отопление (~ 5000K), високо налягане (~ 1000atm), огромен отопление и охлаждане проценти (>109 K / sec) и потоци от течни струи (~ 1000 km / h). Тази изключително реактивна среда окислява тиофените в маслената фаза по-бързо и по-пълно до по-голям полярен сулфоксид и сулфони. Катализаторът може допълнително да подпомогне процеса на окисляване, но те не са от съществено значение. Катализатори на амфифилни емулсии или катализатори на фазов пренос (PTC), такива като кватернерни амониеви соли с уникалната им способност да се разтварят както във водни, така и в органични течности, се инкорпорират с окислителя и го транспортират от фазата на взаимодействие до реакционната фаза, повишавайки скоростта на реакцията. Реагентът на Фентън може да се добави, за да се подобри окислителната десулфуризационна ефективност на дизеловите горива и показва добър синергетичен ефект със синьо-окислителната обработка.

Подобрен масов трансфер чрез мощност-ултразвук

Когато organosulfur съединения реагират на границата фаза, сулфоксиди и сулфони натрупват на водна капчица повърхност и блокират други серни съединения от взаимодействие на водна фаза. Хидравличната срязване, причинени от Cavitational струйни потоци и акустично резултат стрийминг в турбулентен поток и материал транспорт от и до капчица повърхности и води до многократно срастване и последващо образуване на нови капчици. Както окислението прогресира във времето, ултразвук увеличава експозицията и взаимодействието на реагентите.

Фазов трансфер Екстракция на Сулфони

Емулсия за Ултразвукова екстракция течност-течностСлед окисляването и отделянето от водната фаза (H2O2), сулфоните могат да бъдат извлечени с помощта на полярен разтворител, като ацетонитрил на втория етап. Сулфоните ще се прехвърлят на фазовата граница между двете фази към фазата на разтворителя за тяхната по-висока полярност. Подобно на първия етап, ултразвуковите реактори Hielscher стимулират екстракцията течност-течност, като правят турбулентна емулсия с фин размер на фазата на разтворителя в маслената фаза. Това увеличава фазовата контактна повърхност и води до екстракция и намалено използване на разтворителя.

Свържете се с нас / Попитай за повече информация

Свържете се с нас за вашите изисквания за обработка. Ние ще ви препоръча най-подходящите настройки и обработка на параметрите за вашия проект.





Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


От лабораторни изпитания за пилотен мащаб и производство

Hielscher Ultrasonics предлага оборудване за тестване, провери и да използват тази технология по всяко мащаб. По принцип това е направено в 4 стъпки, само.

  1. Смесете масло с H2O2 и ултразвук за окисляване на серните съединения
  2. Центрофугира се за отделяне водна фаза
  3. Разбърква маслена фаза с разтворител и разрушете с ултразвук за извличане на сулфоните
  4. Центрофугира се за отделяне на разтворителя с сулфони

На скалата на лабораторията, може да се използва UP200Ht за доказване на концепцията и да коригира основните параметри, като концентрация пероксид, температура процес, време ултразвук и интензитет, както и катализатор или използване на разтворител.
На пейка-топ ниво мощен соникатор като UIP1000hdT или UIP2000hdT позволява да се симулират и двата етапа независимо при скорости на потока от 100 до 1000L / час (25 до 250 гал / час) и да се оптимизират параметрите на процеса и ултразвук. Hielscher ултразвуково оборудване е предназначено за линейно мащабиране до по-големи обеми на обработка в пилотен или производствен мащаб. Инсталациите Hielscher са доказали, че работят надеждно за процеси с голям обем, включително рафиниране на гориво. Hielscher произвежда контейнеризирани системи, комбинирайки няколко от нашите устройства с висока мощност 10kW или 16kW в клъстери за лесна интеграция. Предлагат се и проекти, които отговарят на изискванията за опасна среда. Таблицата по-долу изброява обемите на обработка и препоръчителните размери на оборудването.

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
5 до 200mL 50 до 500 ml / мин Uf200 ः т, UP400S
00,1 до 2L 00,25 до 2m3/ час UIP1000hd, UIP2000hd
00.4 до 10 л 1 до 8 м3/ час UIP4000
п.а. 4 до 30 метра3/ час UIP16000
п.а. горе трийсетметра3/ час струпване на UIP10000 или UIP16000
Ултразвукова Смесване система - 2 нишки на 6x10kW (2x120m3 / час)

Ултразвукова система за смесване – 2 нишки на 6x10kW (2x120m3/ Час)

Hielscher доставки до повече приложения в маслото & Газова промишленост

  • Киселинен Естерификационна
  • Alkaline трансестерификация
  • Aquafuels (вода / масло)
  • Офшорни Oil Почистване на сензора
  • Получаване на сондажни течности

Ползите от използването на Ultrasonication

UAODS предлага значителни предимства в сравнение с HDS. Тиофени, заместени бензо и дибензотиофени се окисляват при ниска температура и налягане. Следователно, скъп водород не се изисква вземане на този процес по-подходящи за малки и средни рафинерии или изолира рафинерии не се намира в близост до водороден тръбопровод. Повишената скорост на реакция и лека реакционната температура и налягането се избегне наемането на скъпи безводни или апротонни разтворители.
Интегриране на ултразвуково подпомага окислително десулфуриране (UAODS) единица с конвенционален хидротретиране единица може да се подобри ефективността на производството на ниски и / или ултра-ниски дизелови горива сяра. Тази технология може да се използва преди или след конвенционална hydrotreatement за понижаване на нивото на сяра.
Процесът на UAODS може да понижи оценката капиталови разходи с повече от половината в сравнение с цената на нов хидроочистка високо налягане.

Недостатъци на Хидроочистка (HDS)

Докато хидродесулфурирането (HDS) е високоефективен метод за отстраняване на тиоли, сулфиди и дисулфиди, е трудно да се отстранят огнеупорни сярасъдържащи съединения като дибензотиофен и неговите производни (например 4,6-диметилдибензотиофен 4,6-DMDBT) до ултра ниско ниво. Високите температури, високите налягания и високата консумация на водород повишават капиталовите и оперативните разходи на HDS за ултра дълбоко десулфуриране. Високите капиталови и оперативни разходи са неизбежни. Оставащите следи от сяра могат да отровиха катализаторите от благородния метал, използвани в процеса на реформиране и трансформиране, или електродите катализатори, използвани в купчините горивни клетки.


Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Да се свържем.