Ultrazvukově asistovaná Oxidační odsíření (UAODS)

Sloučeniny obsahující síru v surové ropě, ropě, motorové naftě a jiných topných olejích zahrnují sulfidy, thioly, thiofeny, substituované benzo- a dibenzothiofeny (BT a DBT), benzonaphthothiofen (BNT) a mnoho složitějších molekul, ve kterých jsou kondenzované thiofeny nejběžnějšími formami. Hielscher ultrazvukové reaktory pomáhají oxidačnímu procesu hlubokého odsíření, který je nutný pro splnění dnešních přísných environmentálních předpisů a specifikací nafty s velmi nízkým obsahem síry (ULSD, 10ppm síry).

Oxidační odsíření (ODS)

Dibenzothiofen- Molecule před oxidační odsířeníOxidační odsíření s peroxidem vodíku a následnou extrakcí rozpouštědlem je dvoustupňový hluboké odsíření technologie pro snížení množství sloučeniny organosíry v topných olejích. Hielscher ultrazvukové reaktory se používají v obou fázích pro zlepšení přenosu fáze reakční kinetiky a rychlosti rozpouštění v systémech kapalina-kapalina fáze.

Snížení síry v rafinérii

Vývojový diagram pro ultrazvukem asistované oxidační odsíření - 2 Fáze

Vývojový diagram pro ultrazvukem asistované oxidační odsíření – 2 Etapy

V první fázi ultrazvukem asistované oxidační odsíření, peroxid vodíku se používá jako oxidační činidlo pro selektivní oxidaci molekul obsahujících síru, které jsou přítomny v palivové oleje na odpovídající sulfoxidy nebo sulfony za mírných podmínek, aby se zvýšila jejich rozpustnost v polárních rozpouštědlech, se zvýšením v jejich polaritě. Oxidační Odsíření Dibenzotiophene k sulfoxidu a sulfonuV této fázi, nerozpustnost polární vodné fáze a nepolární organické fáze je významným problémem v procesu oxidačního odsíření jako obě fáze navzájem reagovat pouze na mezifázi. Bez ultrazvukem, což má za následek nízkou reakční rychlostí a pomalé přeměně organosíry v tomto dvoufázovém systému.

Rafinace instalace vyžadují těžké průmyslové vybavení, vhodné pro zpracování velkého objemu 24/7. Získejte Hielscher!

ultrazvukové emulgace

Ultrazvukový Míchání pro emulzní chemiiOlejová fáze a vodná fáze se smísí a čerpají do statického směšovače, aby se vytvořila základní emulze s konstantním objemovým poměrem, která je pak přiváděna do ultrazvukového míchacího reaktoru. Tam ultrazvuková kavitace produkuje vysoký hydraulický střih a rozbíjí vodnou fázi na submikronové a nanosize kapičky. Vzhledem k tomu, že specifický povrch fázové hranice má vliv na chemickou rychlost reakce, toto významné snížení průměru kapek zlepšuje kinetiku reakce a snižuje nebo eliminuje potřebu činidel pro přenos fází. Pomocí ultrazvuku může být objemové procento peroxidu sníženo, protože jemnější emulze potřebují menší objem, aby poskytly stejnou kontaktní plochu s olejovou fází.

Ultrazvukově asistovaná Oxidace

Ultrazvukové kavitace na 1500 wattůUltrazvuková kavitace vytváří intenzivní místní topení (~ 5000K), vysoký tlak (~ 1000atm), enormní rychlosti zahřívání a ochlazování (>109 K / s) a proudu proudění kapaliny (~ 1000 km / h). Toto extrémně reaktivní prostředí oxiduje thiofeny v olejové fázi rychleji a úplněji na vyšší polární sulfoxid a sulfony. Katalyzátor může dále podporovat oxidační proces, ale nejsou podstatné. Bylo prokázáno, že amfifilní emulzní katalyzátory nebo katalyzátory fázového přenosu (PTC), jako jsou kvartérní amoniové soli s jejich jedinečnou schopností rozpouštění ve vodných i organických kapalinách, spolu s oxidačním činidlem a transportují z fáze rozhraní do reakční fáze, čímž zvýšení rychlosti reakce. Fentonovo činidlo může být přidáno pro zvýšení oxidativní odsíření účinnosti dieselových paliv a vykazuje dobrý synergický účinek se synoxidačním zpracováním.

Vylepšený přenos hmoty pomocí ultrazvuku

Když se sloučeniny organosíry reagují na fázové rozhraní, jsou sulfoxidy a sulfony se hromadí na povrchu vodné kapičky a blokovat jiné sloučeniny síry v interakci u vodné fáze. Hydraulické nůžky způsobené kavitačné proudových toků a akustickým důsledku streamování turbulentního proudění a transportu materiálu z a kapička povrchy a vede k opakovanému shlukování a následné vytvoření nových kapiček. Když produkt oxidační postupuje v průběhu času, sonikace maximalizuje expozici a interakci činidel.

Fáze Převod Extrakce sulfonů

Emulze Ultrazvukové extrakce kapalina-kapalinaPo oxidaci a separaci z vodné fáze (H2O2) mohou být sulfony extrahovány pomocí polárního rozpouštědla, jako je acetonitril ve druhém stupni. Sulfony se přenesou na hranici mezi oběma fázemi do rozpouštědlové fáze pro jejich vyšší polaritu. Stejně jako v první fázi, Hielscher ultrazvukové reaktory zvyšují extrakci kapalina-kapalina tím, že vytvoří jemnou turbulentní emulzi rozpouštědlové fáze v olejové fázi. Tím se zvětšuje fázový kontakt a výsledkem je extrakce a snížená spotřeba rozpouštědla.

Kontakt / požádat o další informace

Promluvte si s námi o vaše požadavky na zpracování. Doporučíme nejvhodnější nastavení a zpracování parametrů pro váš projekt.





Uvědomte si prosím naši Zásady ochrany osobních údajů,


Z laboratorních testů na Pilot Scale a výrobu

Hielscher Ultrazvuk nabízí vybavení pro testování, ověřování a využívat tuto technologii v jakémkoli měřítku. V podstatě se to dělá ve 4 krocích pouze.

  1. Smíchejte olej s H2O2 a sonikátem pro oxidaci sloučenin síry
  2. Odstředivka se oddělí vodná fáze
  3. Smíchejte olejovou fázi s rozpouštědlem a vystaví působení ultrazvuku k extrakci sulfonů
  4. Centrifuga pro separaci rozpouštědla fáze se sulfony

V laboratorním měřítku lze použít UP200Ht k prokázání koncepce a pro nastavení základních parametrů, jako je koncentrace peroxidu, teploty procesu, doba působení ultrazvukem a intenzity, stejně jako katalyzátor nebo použití rozpouštědla.
Na bench-top úrovni výkonný sonicator, jako je UIP1000hdT nebo UIP2000hdT, umožňuje simulovat oba stupně nezávisle při průtoku od 100 do 1000L / hod (25 až 250 gal / hod) a optimalizovat parametry procesu a sonikace. Hielscher ultrazvukové zařízení je určeno pro lineární škálování na větší objemy zpracování v pilotním nebo výrobním měřítku. Je prokázáno, že zařízení Hielscher spolehlivě pracují pro velkoobjemové procesy, včetně rafinace paliva. Hielscher vyrábí kontejnerové systémy, které kombinují několik našich vysoce výkonných zařízení 10kW nebo 16kW do klastrů pro snadnou integraci. K dispozici jsou také návrhy, které splňují požadavky na nebezpečné prostředí. V následující tabulce jsou uvedeny objemy zpracování a doporučené velikosti zařízení.

Hromadná dávka průtok Doporučené Devices
5 až 200 ml 50 až 500 ml / min Uf200 ः t, UP400S
00,1 do 2l 0,25-2metry3/ hod UIP1000hd, UIP2000hd
00,4 až 10L 1-8 m3/ hod UIP4000
na 4 až 30m3/ hod UIP16000
na nad 30 m3/ hod hrozen UIP10000 nebo UIP16000
Ultrazvukový systém míchání - 2 prameny 6x10kW (2x120m3 / h)

Ultrazvukový Míchání System – 2 pramínky 6x10kW (2x120m3/ H)

Hielscher dodává do více aplikací v oleji & Plynárenství

  • kyselina Esterifikace
  • Alkalická transesterifikace
  • Aquafuels (voda / olej)
  • Off-shore Oil čištění snímače
  • Příprava Drilling Fluids

Výhody použití ultrazvuku

UAODS nabízí významné výhody ve srovnání s HDS. Thiofeny, substituovaný benzo a dibenzothiofeny se oxidují při nízkých teplotních a tlakových podmínek. Z tohoto důvodu není nutné nákladné vodík aby byl tento proces vhodnější pro malé a středně velké rafinerie, nebo izolovat rafinerie nejsou umístěny v blízkosti vodíku potrubí. Zvýšená rychlost reakce a mírné reakční teplota a tlak se zabránilo zaměstnání drahých bezvodých nebo aprotických rozpouštědlech.
Integrace s ultrazvukem asistované oxidační odsiřování (UAODS) jednotka s konvenční hydrogenačního zařízení může zvýšit účinnost v produkci nízké a / nebo ultra nízkým obsahem síry, motorové nafty. Tato technologie může být použita před nebo po konvenčním hydrotreatement ke snížení obsahu síry.
Proces UAODS může snížit náklady na odhad kapitálu o více než polovinu ve srovnání s náklady na nové vysokotlaké hydrogenační rafinaci.

Nevýhody odsíření (HDS)

Zatímco hydrodesulfurization (HDS) je vysoce účinný způsob pro odstranění thioly, sulfidy, disulfidy a, je obtížné odstranit žáruvzdorné sloučeniny, obsahující síru, jako je dibenzothiofen a její deriváty (např 4,6-dimethydibenzothiophene 4,6-DMDBT) na ultra-nízké úrovni. Vysoké teploty, vysoké tlaky a vysoké spotřebě vodíku se zvyšování nákladů kapitálové a provozní HDS pro ultra-hluboké odsíření. Vysoká kapitálové a provozní náklady jsou nevyhnutelné. Zbývající hladina stopových síry mohou otrávit katalyzátory z ušlechtilých kovů použitých v re-tváření a transformuje procesu nebo elektrodě katalyzátory používané v palivových článků stohů.


Rádi probereme váš proces.

Pojďme se spojit.