Hielscher Ultrasonics
Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.
Pozovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam mail: info@hielscher.com

Ultrazvučno potpomognuto oksidativno odsumporavanje (UAODS)

Jedinjenja koja sadrže sumpor u sirovoj nafti, nafti, dizelu i drugim loživim uljima uključuju sulfide, tiole, tiofene, supstituirane benzo- i dibenzotiofene (BTs i DBT), benzonaftotiofen (BNT) i mnoge složenije molekule, u kojima se nalaze thophenes najčešći oblici. Hielscher ultrazvučni reaktori pomažu proces oksidativnog dubokog odsumporavanja koji je potreban da bi se zadovoljili današnji strogi ekološki propisi i specifikacije dizela sa ultra-niskim sadržajem sumpora (ULSD, 10ppm sumpora).

Oksidativna desulfurizacija (ODS)

Molekul dibenzotiofena prije oksidativne desulfurizacijeOksidativno odsumporavanje vodonik peroksidom i naknadna ekstrakcija rastvaračem je dvostepena tehnologija dubinskog odsumporavanja za smanjenje količine organskih sumpornih spojeva u loživim uljima. Hielscher ultrazvučni reaktori se koriste u obje faze za poboljšanje kinetike reakcije prijenosa faze i brzine rastvaranja u sistemima tekuće-tekuće faze.

Redukcija sumpora u Rafineriji

Dijagram toka za ultrazvučno potpomognuto oksidativno odsumporavanje - 2 faze

Dijagram toka za ultrazvučno potpomognuto oksidativno odsumporavanje – 2 Faze

U prvoj fazi ultrazvučno potpomognutog oksidativnog odsumporavanja, vodikov peroksid se koristi kao oksidant za selektivnu oksidaciju molekula koji sadrže sumpor koji su prisutni u loživim uljima u odgovarajuće sulfokside ili sulfone pod blagim uslovima kako bi se povećala njihova rastvorljivost u polarnim otapalima. u njihovom polaritetu. Oksidativna desulfurizacija dibenzotiofena u sulfoksid i sulfonU ovoj fazi, nerastvorljivost polarne vodene faze i nepolarne organske faze je značajan problem u procesu oksidativnog odsumporavanja jer obje faze međusobno reagiraju samo u međufazi. Bez ultrazvuka, ovo rezultira niskom brzinom reakcije i sporom konverzijom organskog sumpora u ovom dvofaznom sistemu.

Instalacije za rafiniranje zahtevaju industrijsku opremu za teške uslove rada, pogodnu za preradu velikog obima 24/7. Nabavite Hielscher!

Ultrazvučna emulzifikacija

Ultrazvučno miješanje za hemiju emulzijaUljna faza i vodena faza se miješaju i pumpaju u statički mikser kako bi se dobila osnovna emulzija konstantnog volumetrijskog omjera koja se zatim dovodi u ultrazvučni reaktor za miješanje. Tamo, ultrazvučna kavitacija proizvodi visoki hidraulični smicanje i razbija vodenu fazu na submikronske i nanozne kapljice. Kako je specifična površina granice faze uticajna na hemijsku brzinu reakcije, ovo značajno smanjenje prečnika kapljica poboljšava kinetiku reakcije i smanjuje ili eliminiše potrebu za agensima za prenos faze. Koristeći ultrazvuk, volumni postotak peroksida se može smanjiti, jer je finijim emulzijama potreban manji volumen da bi se osigurala ista kontaktna površina sa uljnom fazom.

Ultrazvučno potpomognuta oksidacija

Ultrazvučna kavitacija od 1500 vatiUltrazvučna kavitacija proizvodi intenzivno lokalno grijanje (~5000K), visoke pritiske (~1000atm), enormne brzine grijanja i hlađenja (>109 K/sec) i mlaz tekućine (~1000 km/h). Ova izuzetno reaktivna sredina brže i potpunije oksidira tiofene u uljnoj fazi u veće polarne sulfokside i sulfone. Katalizatori mogu dodatno podržati proces oksidacije, ali nisu neophodni. Pokazalo se da se katalizatori amfifilne emulzije ili katalizatori faznog prijenosa (PTC), kao što su kvaternarne amonijeve soli sa svojom jedinstvenom sposobnošću otapanja i u vodenim i u organskim tekućinama, inkorporiraju s oksidansom i transportuju iz međufaze u fazu reakcije, čime se povećanje brzine reakcije. Fentonov reagens se može dodati kako bi se poboljšala efikasnost oksidativnog odsumporavanja za dizel goriva i pokazuje dobar sinergijski efekat sa sonooksidacionom obradom.

Poboljšani prijenos mase pomoću ultrazvuka

Kada organosumporna jedinjenja reaguju na granici faze, sulfoksidi i sulfoni se akumuliraju na površini vodene kapljice i blokiraju interakciju drugih jedinjenja sumpora u vodenoj fazi. Hidraulično smicanje uzrokovano kavitacijskim mlaznim strujama i akustičnim strujanjem rezultira turbulentnim strujanjem i transportom materijala od i do površina kapljica i dovodi do ponovljene koalescencije i naknadnog stvaranja novih kapljica. Kako oksidacija napreduje tokom vremena, sonikacija maksimizira izloženost i interakciju reagensa.

Ekstrakcija sulfona u fazi transfera

Emulzija za ultrazvučnu tečno-tečnu ekstrakcijuNakon oksidacije i odvajanja od vodene faze (H2O2), sulfoni se mogu ekstrahovati pomoću polarnog rastvarača, kao što je acetonitril u drugoj fazi. Sulfoni će prijeći na granici faza između obje faze u fazu rastvarača zbog svog većeg polariteta. Slično kao u prvoj fazi, Hielscher ultrazvučni reaktori pojačavaju ekstrakciju tekućina-tečnost tako što prave turbulentnu emulziju fine veličine faze rastvarača u uljnoj fazi. Ovo povećava kontaktnu površinu faze i rezultira ekstrakcijom i smanjenom upotrebom rastvarača.

Kontaktirajte nas / zatražite više informacija

Razgovarajte s nama o vašim zahtjevima obrade. Mi ćemo preporučiti najprikladnije parametre podešavanja i obrade za vaš projekat.





Molimo obratite pažnju na naše Politika privatnosti.


Od laboratorijskog testiranja do pilot skale i proizvodnje

Hielscher Ultrasonics nudi opremu za testiranje, provjeru i korištenje ove tehnologije u bilo kojoj mjeri. U osnovi se radi samo u 4 koraka.

  1. Pomiješajte ulje sa H2O2 i obradite sonikacijom da oksidirate jedinjenja sumpora
  2. Centrifugirati za odvajanje vodene faze
  3. Pomiješajte uljnu fazu sa rastvaračem i obradite sonikacijom da biste ekstrahirali sulfone
  4. Centrifugirajte da odvojite fazu rastvarača sa sulfonima

U laboratorijskoj skali možete koristiti UP200Ht da demonstrirate koncept i prilagodite osnovne parametre, kao što su koncentracija peroksida, temperatura procesa, vrijeme i intenzitet sonikacije, kao i upotreba katalizatora ili otapala.
Na vrhunskom nivou, moćni sonikator kao što je UIP1000hdT ili UIP2000hdT omogućava da se obe faze nezavisno simuliraju pri brzinama protoka od 100 do 1000L/h (25 do 250 gal/h) i da se optimizuju parametri procesa i sonikacije. Hielscher ultrazvučna oprema je dizajnirana za linearno povećanje do većih obima obrade u pilot ili proizvodnoj skali. Hielscher instalacije dokazano rade pouzdano za procese velikog obima, uključujući rafinaciju goriva. Hielscher proizvodi kontejnerske sisteme, kombinujući nekoliko naših uređaja velike snage 10kW ili 16kW u klastere za jednostavnu integraciju. Dostupni su i dizajni koji zadovoljavaju zahtjeve opasnog okruženja. U tabeli ispod su navedene količine obrade i preporučene veličine opreme.

Batch Volume Flow Rate Preporučeni uređaji
5 do 200 ml 50 do 500 ml/min UP200Ht, UP400S
0.1 do 2L 0.25 do 2m3/hr UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 do 10L 1 do 8m3/hr UIP4000
N / A 4 do 30m3/hr UIP16000
N / A iznad 30m3/hr klaster of UIP10000 ili UIP16000
Ultrazvučni sistem za miješanje - 2 niti od 6x10kW (2x120m3/h)

ultrazvučni sistem za mešanje – 2 niti 6x10kW (2x120m3/sat)

Hielscher opskrbljuje više aplikacija u Ulju & Gasna industrija

  • Acid Esterification
  • Alkalna transesterifikacija
  • Aquafuels (voda/ulje)
  • Čišćenje senzora za ulje na moru
  • Priprema tečnosti za bušenje

Prednosti korištenja ultrazvuka

UAODS nudi značajne prednosti u odnosu na HDS. Tiofeni, supstituisani benzo- i dibenzotiofeni se oksidiraju pod uslovima niske temperature i pritiska. Stoga nije potreban skupi vodonik, što ovaj proces čini pogodnijim za male i srednje rafinerije, ili izolirane rafinerije koje se ne nalaze u blizini cjevovoda vodika. Povećana brzina reakcije i blaga temperatura i pritisak reakcije izbjegavaju upotrebu skupih bezvodnih ili aprotonskih rastvarača.
Integracija jedinice za ultrazvučno potpomognuto oksidativno odsumporavanje (UAODS) sa konvencionalnom jedinicom za hidrotretman može poboljšati efikasnost u proizvodnji dizel goriva sa niskim i/ili ultra-niskim sadržajem sumpora. Ova tehnologija se može koristiti prije ili nakon konvencionalnog hidrotretmana kako bi se smanjio nivo sumpora.
UAODS proces može smanjiti procijenjene kapitalne troškove za više od polovine u poređenju sa troškovima novog hidropročistača pod visokim pritiskom.

Nedostaci hidrodesulfurizacije (HDS)

Dok je hidrodesulfurizacija (HDS) visoko efikasan proces za uklanjanje tiola, sulfida i disulfida, teško je ukloniti vatrostalna jedinjenja koja sadrže sumpor kao što su dibenzotiofen i njegovi derivati (npr. 4,6-dimetilibenzotiofen 4,6-DMDBT) na ultra nizak nivo. Visoke temperature, visoki pritisci i velika potrošnja vodonika povećavaju kapitalne i operativne troškove HDS-a za ultra-duboko odsumporavanje. Visoki kapitalni i operativni troškovi su neizbježni. Preostali nivoi sumpora u tragovima mogu otrovati katalizatore plemenitih metala koji se koriste u procesu ponovnog formiranja i transformacije ili katalizatore elektroda koji se koriste u gorivim ćelijama.


Biće nam drago da razgovaramo o vašem procesu.

Let's get in contact.