Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Ultrasònica combustible marí Desulphurization

  • Els combustibles marins es veuen afectats per les noves normatives, que requereixen un contingut de sofre de 0,5% m/m o menys.
  • La dessulfuració oxidativa assistida per ultrasons (UAOD) és un mètode establert que accelera la reacció d'oxidació i és un procés econòmic i segur.
  • Els processos UAOD es poden executar a temperatura ambient i pressió atmosfèrica i permeten una eliminació selectiva de compostos de sofre a partir de combustibles d'hidrocarburs.
  • Hielscher d'alt rendiment sistemes ultrasònics són fàcils d'instal lar i segur per operar a bord o a la costa.

Combustibles marins baix sofre

L'organització marítima internacional (IMO) ha implementat noves normatives per les quals els vaixells marins de tot el món estan obligats a utilitzar combustibles marins amb un contingut de sofre de 0,5% m/m a partir de gener de 2020. Aquestes noves normatives exigeixen canvis profunds en la tramitació dels combustibles marins: per tal de complir les noves normes per als combustibles de baix sofre, es requereix un procés de dessulrització eficient.
La dessulrització oxidativa assistida per ultrasons (UAOD) dels combustibles líquids d'hidrocarburs com la gasolina, la nafta, el gasoil, el combustible marí, etc. és un mètode molt eficient i viable per eliminar el sofre dels fluxos de grans volums de combustibles pesants.

De Desulphurization oxidatiu assistit per ultrasons (UAOD)

Diagrama de flux de dessulfuració oxidativa ultrasònica de 2 etapes

Desulphurització oxidativa

La Desulphurization oxidativa (ODS) és una alternativa mediambiental i econòmica a l'hidrodesulphurization (HDS) ja que els compostos de sofre oxidats poden ser significativament més fàcils separats dels olis de combustible pesat. Després del pas oxidatiu desuphurization, els compostos de sofre extrets estan separats per mètodes físics, per exemple, amb dissolvents polars no miscibles i la gravetat posterior, adsorció o separació centrífuga. Alternativament, la descomposició tèrmica es pot utilitzar per eliminar el sofre oxidat.
Per a la reacció de dessulrització oxidativa, un oxidant (p. ex., hidrogen2la2, clorit sòdic NaClO2, òxid nitrós N2O, periodate NaIO de sodi4), es requereixen un catalitzador (per exemple, àcids), així com un reactiu de transferència de fase. El reactiu de la transferència de fase ajuda a promoure la reacció heterogènia entre les fases aquoses i petrolieres, que és el pas limitador de tipus de la reacció dels ODS.

Beneficis de UAOD

  • alta eficiència – fins a un 98% de dessulfuració
  • econòmica: baixa inversió, baix cost operacional
  • no intoxicació per catalitzador
  • fàcil i lineal d'escala-up
  • segurs d'operar
  • onshore & instal·lació a alta mar (a bord)
  • ràpid RoI
Dessulfuració ultrasònica de combustibles de vaixells marins

Sol · licitud d'informació




Tingueu en compte la nostra Política de privacitat.


Desulphurization oxidatiu assistit per ultrasons

Mentre que la hidrodesulphurization (HDS) requereix costos d'inversió més alts, temperatura alta de reacció de fins a 400 º C, i alta pressió de fins a 100 ATM en els reactors, el procés de dessulfuració oxidativa assistida per ultrasons (UAOD) és molt més convenient, eficient i més verd. La UAOD millora considerablement la reactivitat de l'eliminació de sofre catalític i ofereix al mateix temps menor cost operatiu, major seguretat i protecció del medi ambient. Els sistemes de reactor de flux ultrasònics industrials augmenten la velocitat de dessulfuració a causa d'una dispersió altament eficaç i així millorava cinètica de reacció. Atès que el processament ultrasònic proporciona dispersions a escala Nano, la transferència de massa entre les diferents fases de la reacció heterogènia es va incrementar dràsticament.
cavitació ultrasònica de gran abastUltrasònic (acústic) cavitació augmenta la velocitat de reacció i la transferència de massa per les condicions extremes, que s'assoleixen en els punts calents cavitacionales. Durant la implosió bombolla de cavitació, temperatures molt elevades d'aproximadament 5, 000K, velocitats de refredament molt ràpides, pressions d'aproximadament 2, 000atm i consegüentment temperatura extrema i diferencials de pressió són a nivell local assolit. La implosió de la bombolla de cavitació també resulta en dolls de líquid de fins a 280m/s velocitat, que crea forces de cisallament molt altes. Aquestes extraordinàries forces mecàniques accelerar el temps de reacció d'oxidació i augmentar l'eficiència de conversió de sofre en qüestió de segons.

Eliminació de sofre més completa

Mentre que els mercaptans, thioethers, sulfurs i disulfurs poden ser remoguts pel procés convencional d'hidrodessulfuració (HDS), per a l'eliminació de tiofenes, benzotiofens (BT), dibenzotiofenes (DBT) i 4, 6-dimetildibenzotiofenes (4, 6-dmdbt) un es requereix un mètode més sofisticat. La desulfurització oxidativa ultrasònica és altament eficaç quan es tracta de l'eliminació dels compostos refractaris, fins i tot a penes extraïbles de sofre (per exemple, 4, 6-dimetildibenzotiofene i altres derivats de tiophene de l'alquilar). Ebrahimi et al. (2018) informar d'un eficiència de dessulfuració fins a un 98,25% utilitzant un sonoreactor Hielscher optimitzat per a l'eliminació de sofre. A més, els compostos de sofre ultrasònicament oxidats es poden separar a través d'un rentat d'aigua bàsica.

Amb un multi-pas assistit per ecografia oxidativa desulfurització (uaod) l'eliminació de sofre va ser significativament augmentat. (Shayegan et al. 2013)

Efecte de procés UAOD de diversos passos a paràmetres òptims

Prova de viabilitat de Desulphurization ultrasònica amb UP400S

Shayegan et al. 2013 ultrasons combinats (UP400S) amb peròxid d'hidrogen com oxidant, FeSO com a catalitzador, àcid acètic com a regulador de pH i metanol com a dissolvent d'extracció per reduir la quantitat de sofre d'oli de gas.
Les constants de velocitat de reacció durant la desulfurització oxidativa es poden incrementar en gran mesura afegint ions metàl·lics com a catalitzador i utilitzant sonicació. L'energia d'ultrasò pot reduir l'energia d'activació de la reacció. El tractament d'ultrasons trenca la capa límit entre catalitzadors sòlids i reactius i proporciona una barreja homogènia de catalitzadors i reactiu – millorant així la cinètica de reacció.
El procés d'extracció de sofre és un pas crucial durant la dessulrització amb l'objectiu de recuperar el volum total d'oli de gas dessulritzat. L'ús d'una extracció líquid-líquid utilitzant metanol com a dissolvent és un procés d'extracció simple, però per garantir una alta eficiència una barreja eficient de les fases immiscibles és essencial. Només quan es porta a terme una interfície màxima i, posteriorment, la transferència de massa màxima entre les fases, s'aconsegueix una elevada taxa d'extracció. Ultrasons i la generació de cavitació acústica proporciona la barreja intensa de les fases reactant i disminueix l'energia d'activació de la reacció.

Unitats ultrasòniques d'alt rendiment per a la Desulphurització de combustible marí

Hielscher Ultrasonics és el líder del mercat de sistemes ultrasònics d'alta potència per a aplicacions exigents com ara UAOD a escala industrial. Altes amplituds de fins a 200 μm, 24/7 operació sota càrrega completa i el deure pesat, la robustesa i la facilitat d'ús són les característiques clau dels ultrasonicators Hielscher. Els sistemes ultrasònics de diferents classes d'energia i diversos accessoris com ara sonotrodes i geometries del reactor de flux permeten l'adaptació més adequada del sistema ultrasònic al vostre combustible específic, capacitat de processament i medi ambient.
La següent taula dóna una indicació de la capacitat de processament aproximada de les ultrasonicators:

El volum de lot Velocitat de flux dispositius recomanats
10-2000 ml 20 a 400 ml / min UP400St
00,1-20 litres 00,2 a 4L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 a 10L / min UIP4000hdT
N. A. 10 a 100 L / min UIP16000
N. A. major raïm de UIP16000

Contacti amb nosaltres / Demana'ns!

Demanar més informació

Utilitzeu el formulari següent, si voleu sol·licitar informació addicional sobre l'homogeneïtzació d'ultrasons. Estarem encantats d'oferir-vos un sistema d'ultrasons que compleixi els vostres requisits.









Tingueu en compte que Política de privacitat.


Hielscher ultrasons fabrica ultrasonicators d'alt rendiment per a aplicacions sonoquímiques.

Processadors d'ultrasons d'alta potència de laboratori a escala pilot i industrial.

Literatura / Referències

  • Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): optimització de Sonoreactor per ecografia assistida dessulfuració oxidativa d'hidrocarbur líquid. Ciència i tecnologia del petroli vol. 36, número 13, 2018.
  • ↑ ««Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desulphurization de petroli cru per ultrasò integrat tecnologia oxidativa. IJSRD – Revista internacional d'investigació científica & Desenvolupament vol. 6, número 02, 2018.
  • L'Armi, Z.; De la seva, M.; A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): l'eliminació del sofre de l'oli de gas amb procés oxidatiu assistit per ultrasò i l'estudi de les seves condicions òptimes. Coreà J. Chem. Eng., 30 (9), 2013. 1751-1759.
  • A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): caracterització de homogeneïtzadors ultrasònics per a la indústria de la construcció naval.


Resultats de la investigació sobre la Dessulrització oxidativa assistida per ultrasons (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Desulphurization de petroli cru per ultrasò integrat tecnologia oxidativa. IJSRD – Revista internacional d'investigació científica & Desenvolupament vol. 6, número 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) descriure els beneficis d'un reactor ultrasònic Hielscher per a la dessulfuració oxidativa assistida per ultrasons (UAOD). UAOD s'ha convertit en una tecnologia alternativa viable per a la hidroteràpia tradicional, que es veu afectada per importants despeses d'inversió i operatius a causa de l'alta pressió, equips d'hidrodessulrització d'alta temperatura, calderes, plantes d'hidrogen, i unitats de recuperació de sofre. La dessulfuració oxidativa assistida per ultrasons permet dur a terme el procés d'extracció profunda de sofre sota condicions molt més suaus, més ràpides, segures i molt més econòmicament.
El procés de dessulfuració oxidativa assistida per ultrasò (UAOD) s'ha aplicat a gasoil i productes de petroli que contenen compostos de sulfurós model (benzotiofene, dibenzotiofene i dimetildibenzotiofènia). La influència de la quantitat oxidant, volum de dissolvent per al pas d'extracció, temps i temperatura de tractament d'ultrasons (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, operant en 40%) va ser investigat. Utilitzant les condicions optimitzades per a UAOD, l'eliminació de sofre fins al 99% es va aconseguir per a compostos de model en matèria de producte petrolífer utilitzant una proporció molar per H2la2: àcid acètic: sofre de 64:300:1, després de 9min de tractament d'ultrasons a 90 º C, seguit de l'extracció amb metanol (relació dissolvent i petroli optimitzada de 0,36). Utilitzant la mateixa quantitat de reactius i 9 min d'ultrasò, l'eliminació de sofre va ser superior al 75% per a les mostres de petroli dièsel.
La importància de les altes amplituds ultrasòniques
La intensificació ultrasònica de dessulfuració oxidativa d'escala comercial de petroli cru requereix l'ús d'una mida industrial de flux a través de processador ultrasònic capaç de mantenir altes amplituds de vibració d'aproximadament 80 – 100 micronss. les amplituds directament es relacionen amb la intensitat de les cavitacions ultrasòniques generades forces de cisallament i s'han de mantenir a un nivell suficientment alt per a la mescla per ser eficient.
Els experiments realitzats per Prajapati et al. mostren que l'ultrasons augmenta la reacció de dessulfuració. L'eficiència de dessulfuració era sobre 93,2% Quan s'aplica l'ecografia d'alt rendiment.


Shayegan et al. (2013): Eliminació de sofre d'oli de gas amb procés d'oxidació catalítica assistida per ultrasons i estudi de les seves condicions òptimes. Revista coreana d'Enginyeria Química 30 (9), setembre 2013. 1751-1759.
Procés de dessulfuració oxidativa assistida per ultrasò (UAOD) es va aplicar per reduir els compostos de sofre d'oli de gas que conté diversos tipus de contingut de sofre. La regulació mediambiental requereix una dessulfuració molt profunda per eliminar els compostos de sofre. UAOD és una tecnologia prometedora amb un cost d'operació més baix i una major seguretat i protecció del medi ambient. Per primera vegada, l'agent de transferència de fase típica (tetraoctyl-amoni-bromur) va ser substituït per isobutanol perquè l'ús d'isobutanol és molt més econòmic que el TOAB, imposant cap contaminació. La reacció es va dur a terme en un punt òptim amb diverses temperatures, en un únic, dos i tres passos, investigant l'efecte de l'augment gradual de l'H2la2 i TOAB s'utilitza en lloc d'isobutanol. La concentració total de sofre en la fase d'oli va ser analitzada pel mètode ASTM-D3120. L'extirpació més alta d'aproximadament 90% per a oli de gas que conté 9.500 mg/kg de sofre es va aconseguir en tres passos durant 17 minuts de procés a 62 ± 2 ° c quan 180,3 mmol de H2la2 va ser utilitzat i l'extracció duta a terme per metanol.


Akbari et al. (2014): Investigació de variables de procés i efectes d'intensificació de l'ecografia aplicada en dessulfuració oxidativa del model dièsel sobre MoO3/Al2la3 Catalitzador. Ultrasons Sonochemistry 21 (2), març 2014. 692 – 705.
Un nou sistema sonocatalitzador heterogeni format per un MoO3/Al2la3 catalitzador i H2la2 combinat amb ultrasons es va estudiar per millorar i accelerar l'oxidació dels compostos del sofre model de gasoil, resultant en una millora significativa en l'eficiència del procés. La influència de l'ecografia en les propietats, l'activitat i l'estabilitat del catalitzador es va estudiar detalladament mitjançant les tècniques GC-FID, PSD, SEM i BET. Per sobre de la conversió 98% de DBT en el model dièsel que contenen 1000 μg/g de sofre va ser obtinguda per nou dessulfuració assistida per ultrasò a H2la2/Sulfur molar de 3, temperatura de 318 K i catalitzador de dosificació de 30 g/L després de 30 min de reacció, contràriament a la conversió del 55% obtinguda durant el procés silenciós. Aquesta millora va ser considerablement afectada per paràmetres d'operació i propietats de catalitzador. Els efectes de les variables de procés principals van ser investigats utilitzant la metodologia de la superfície de resposta en el procés silenciós en comparació amb l'ultrasons. L'ultrasò va proporcionar una bona dispersió de catalitzador i oxidant per trencament d'Unió d'hidrogen i la desaglomeració d'ells en la fase d'oli. La deposició de les impureses a la superfície del catalitzador causat una ràpida desactivació en experiments silenciosos resultant només el 5% de l'oxidació DBT després de 6 cicles de reacció silenciosa per catalitzador reciclat. Per sobre del 95% de DBT es va oxidant després de 6 cicles de ultrasò que mostren una gran millora en l'estabilitat en netejar la superfície durant l'ultrasons. Una considerable reducció de la mida de partícula també es va observar després de 3h sonicació que podria proporcionar més dispersió de catalitzador en el combustible model.


Afzalinia et al. (2016): Procés de dessulfuració oxidativa assistida per ultrasò de combustible líquid per àcid fosfotungístic encapsulat en una Amina interpenetrant-funcionalitzada Zn (II)-based MOF com catalitzador. Ultrasonics Sonochemistry 2016
En aquest treball, l'ultrasò-assistida per dessulfuració oxidativa (UAOD) de combustibles líquids es realitza amb una novel • la de tipus3Pw12la40, PTA) catalitzador que encapsulat en un MOF aminofuncionalitzat (TMU-17-NH2). El compost preparat exhibeix una alta activitat catalítica i la reusabilitat en dessulfuració oxidativa de combustible model. L'ultrasò-assistida per dessulfuració oxidativa (UAOD) és una nova forma de realitzar la reacció d'oxidació de sofre-contenen compostos ràpidament, econòmicament, respectuós del medi ambient i amb seguretat, en condicions suaus. Les ones d'ultrasò es poden aplicar com una eina eficaç per disminuir el temps de reacció i millora el rendiment del sistema de dessulfuració oxidativa. PTA @ TMU-17-NH2 podria ser completament realitzat dessulfuració del model d'oli per 20 mg de catalitzador, O/S ràtio molar de 1:1 en presència de MeCN com dissolvent d'extracció. Els resultats obtinguts indicaven que les conversions de DBT a DBTO2 aconsegueixen un 98% després de 15 min en temperatura ambient. En aquest treball, hem preparat TMU-17-NH2 i PTA/TMU-17-NH2 compost per la irradiació d'ultrasons per primera vegada i emprat en el procés de UAOD. El catalitzador preparat exposa una excel·lent reutilització sense PTA lixiviació i pèrdua d'activitat.