التراسونیک سوخت دریایی سولفور
- سوخت های دریایی توسط مقررات جدید ، که نیاز به محتوای گوگرد از 0.5 ٪ متر/متر و یا کمتر تحت تاثیر قرار.
- التراسونیک کمک گوگرد اکسیداتیو (UAOD) یک روش تاسیس است که تسریع واکنش اکسیداسیون و یک فرایند مقرون به صرفه و امن است.
- فرآیندهای UAOD را می توان در دمای محیط و فشار اتمسفر اجرا و اجازه می دهد برای حذف انتخابی از ترکیبات گوگرد از سوخت هیدروکربنی.
- سیستم های اولتراسونیک با عملکرد بالا Hielscher آسان برای نصب و امن به کار بر روی هیئت مدیره و یا در ساحل.
سوخت های دریایی کم سولفور
سازمان بین المللی دریایی (IMO) مقررات جدید که توسط آن کشتی های دریایی در سراسر جهان مورد نیاز برای استفاده از سوخت های دریایی با محتوای گوگرد از 0.5 ٪ m/m با شروع از ژانویه ۲۰۲۰ اجرا شده است. این مقررات جدید تقاضا تغییرات عمیق در پردازش سوخت های دریایی: به منظور تحقق هنجارهای جدید برای سوخت گوگرد کم, یک فرآیند سولفور کارآمد مورد نیاز است.
التراسونیک کمک اکسیداتیو سولفور (UAOD) از سوخت هیدروکربنی مایع مانند بنزین ، نفتا ، دیزل ، سوخت دریایی ، و غیره یک روش بسیار کارآمد و قابل دوام برای حذف گوگرد از جریان حجم زیادی از سوخت های سنگین است.
فلوچارت 2 مرحله ای التراسونیک اکسیداتیو سولفور
سولفور اكسيداتيو
سولفور اکسیداتیو (ODS) یک جایگزین زیست محیطی دوستانه و اقتصادی برای hydrodesulphurization است (HDS) از آنجا که ترکیبات گوگرد اکسیده می تواند به طور قابل توجهی ساده تر از روغن های سوخت سنگین جدا شده است. پس از مرحله desuphurization اکسیداتیو ، ترکیبات گوگرد استخراج شده با روش های فیزیکی به عنوان مثال با استفاده از حلال های غیر مخلوط کننده قطبی و گرانش متعاقب آن ، جذب یا جداسازی گریز از مرکز جدا می شوند. متناوبا ، تجزیه حرارتی می تواند مورد استفاده قرار گیرد به حذف گوگرد اکسیده.
برای واکنش سولفور اکسیداتیو ، یک اکسیدان (به عنوان مثال ، H هیدروژنH2SاميدH2S، سدیم کلریت لوH2S، اکسید نیتروژن ازتH2SO, سدیم پریدات4) ، یک کاتالیزور (به عنوان مثال ، اسیدهای) و همچنین یک معرف انتقال فاز مورد نیاز است. معرف انتقال فاز کمک می کند تا به ترویج واکنش ناهمگن بین فاز آبی و نفت ، که گام محدود کننده سرعت واکنش ODS است.
- بسیار کارآمد – تا ۹۸ ٪ گوگرد
- مقرون به صرفه: سرمایه گذاری کم ، هزینه های عملیاتی پایین
- بدون مسمومیت با کاتالیزور
- آسان ، خطی مقیاس بالا
- امن برای کار
- خشکی & نصب و راه اندازی دریایی (پردازنده)
- سریع RoI
التراسونیک کمک اکسیداتیو سولفور
در حالی که hydrodesulphurization (HDS) نیاز به هزینه های سرمایه گذاری بالاتر ، درجه حرارت واکنش بالا تا ۴۰۰ º C ، و فشار بالا تا 100atm در راکتورهای ، سونوگرافی کمک فرایند گوگرد اکسیداتیو (UAOD) بسیار راحت تر ، کارآمد و سبزتر. UAOD تا حد زیادی افزایش واکنش از حذف سولفور کاتالیزوری و ارائه می دهد در همان زمان هزینه های عملیاتی پایین تر ، ایمنی بالاتر و حفاظت از محیط زیست است. سیستم راکتور جریان اولتراسونیک صنعتی افزایش میزان گوگرد به دلیل پراکندگی بسیار موثر و در نتیجه بهبود سینتیک واکنش. از آنجا که پردازش اولتراسونیک پراکندگی در مقیاس نانو فراهم می کند ، انتقال جرم بین مراحل مختلف در واکنش ناهمگن به شدت افزایش یافته است.
آلتراسونیک (صدا) کاویتاسیون افزایش سرعت واکنش و انتقال جرم توسط شرایط شدید ، که در داخل حفره نقاط داغ رسیده است. در طول انفجار حباب کاویتاسیون ، درجه حرارت بسیار بالا از حدود 5 ، 000K ، نرخ خنک کننده بسیار سریع ، فشار حدود 2 ، 000 atm و بر این اساس دمای شدید و تفاوت فشار به صورت محلی رسیده است. انفجار از حباب کاویتاسیون نیز در جت مایع تا 280 متر/ثانیه سرعت ، که ایجاد نیروهای برشی بسیار بالا منجر شود. این نیروهای مکانیکی فوق العاده سرعت بخشیدن به زمان واکنش اکسیداسیون و افزایش بهره وری تبدیل گوگرد در عرض چند ثانیه.
حذف سولفور کامل تر
در حالی که مركاپتانها ، تیواسترها ، سولفید و disulfides را می توان با روش معمول hydrodesulphurization (HDS) حذف ، برای حذف تیوفنس ، benzothiophens (BT) ، dibenzothiophenes () و 4 ، 6-dimethyldibenzothiophenes (4 ، 6-DMDBT) روش پیچیده تر مورد نیاز است. التراسونیک اکسیداتیو سولفور بسیار موثر است که آن را به حذف حتی به سختی قابل جابجایی گوگرد ترکیبات نسوز (به عنوان مثال ، 4 ، 6-dimethyldibenzothiophene و دیگر آلکیل جایگزین مشتقات تیوفن) می آید. ابراهیمی و همکاران (۲۰۱۸) گزارش گوگرد بهره وری تا ۹۸/۲۵ ٪ با استفاده از یک Hielscher sonoreactor بهینه شده برای حذف گوگرد. علاوه بر این ، ترکیبات گوگرد التراسونیک اکسیده را می توان از طریق شستشو آب پایه جدا کرد.
تأثير فرايند UAOD چند مرحله ای در پارامترهاي بهينه
تست امکان سنجی سولفور التراسونیک با UP400S
شایگان و همکاران ۲۰۱۳ ترکیب امواج فراصوت (UP400S) با پراکسید هیدروژن به عنوان اکسیدان ، FeSO به عنوان کاتالیزور ، اسید استیک به عنوان تنظیم pH و متانول به عنوان حلال استخراج به منظور کاهش مقدار گوگرد روغن گاز.
ثابت نرخ واکنش در طول سولفور اکسیداتیو می تواند تا حد زیادی با اضافه کردن یون های فلزی به عنوان کاتالیزور و با استفاده از فراصوت افزایش یافته است. انرژی اولتراسوند می تواند انرژی فعال شدن واکنش را کاهش دهد. درمان امواج فراصوت معافیت لایه مرزی بین کاتالیزور جامد و معرف فراهم می کند و ترکیبی همگن از کاتالیزور و معرف – بهبود در نتیجه سینتیک واکنش.
فرآیند استخراج سولفور یک گام بسیار مهم در طول سولفور با هدف بازیابی حجم کل روغن گاز desulphurized است. با استفاده از استخراج مایع-مایع با استفاده از متانول به عنوان حلال یک فرایند استخراج ساده است ، اما برای اطمینان از راندمان بالا یک اختلاط کارآمد از مراحل غیر قابل امتزاج ضروری است. تنها زمانی که یک رابط حداکثر و پس از آن حداکثر انتقال جرم می گیرد بین مراحل ، نرخ استخراج بالا به دست آورد. امواج فراصوت و نسل آکوستیک کاویتاسیون اختلاط شدید از فاز واکنش دهنده فراهم می کند و باعث کاهش انرژی فعال شدن واکنش.
واحد های اولتراسونیک با عملکرد بالا برای سوخت های دریایی سولفور
Hielscher فرا صوت رهبر بازار از سیستم های اولتراسونیک قدرت بالا برای درخواست برنامه های کاربردی مانند UAOD در مقیاس صنعتی است. دامنه بالا تا ۲۰۰ μm ، 24/7 عملیات تحت بار کامل و سنگین ، نیرومندی و کاربر دوستی ، ویژگی های کلیدی از ultrasonicators Hielscher است. سیستم های آلتراسونیک از کلاس های مختلف قدرت و لوازم جانبی مختلف از قبیل sonotrodes و جریان هندسه راکتور اجازه می دهد برای انطباق مناسب ترین سیستم اولتراسونیک به سوخت خاص خود را ، ظرفیت پردازش و محیط زیست است.
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
پردازنده های مافوق صوت با قدرت بالا از آزمایشگاه به خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات/منابع
- 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.
نتایج تحقیقات در التراسونیک کمک اکسیداتیو سولفور (UAOD)
Prajapati و همکاران (۲۰۱۸): سولفور نفت خام توسط اولتراسوند یکپارچه فن آوری اکسیداتیو. IJSRD – مجله بین المللی پژوهش های علمی & توسعه Vol. 6 ، شماره 02 ، ۲۰۱۸.
Prajapati و همکاران (۲۰۱۸) توصیف مزایای یک راکتور اولتراسونیک Hielscher برای سونوگرافی اکسیداتیو کمک گوگرد (UAOD). UAOD تبدیل به یک تکنولوژی جایگزین مناسب برای هیدرودرمان سنتی است که توسط سرمایه گذاری قابل توجهی و هزینه های عملیاتی به دلیل فشار بالا ، درجه حرارت بالا تجهیزات hydrodesulphurization ، دیگهای بخار ، گیاهان هیدروژن و واحد بازیابی سولفور. سونوگرافی کمک گوگرد اکسیداتیو اجازه انجام فرایند برای حذف عمیق از سولفور تحت شرایط بسیار خفیف تر ، سریعتر ، امن تر و خیلی بیشتر از لحاظ اقتصادی است.
سونوگرافی به کمک گوگرد اکسیداتیو (UAOD) فرایند به روغن دیزل و مواد اولیه نفت خام حاوی ترکیبات گوگرد مدل (benzothiophene ، dibenzothiophene و dimethyldibenzothiophene) اعمال شد. تاثیر مقدار اکسیدان ، حجم حلال برای مرحله استخراج ، زمان و دمای درمان اولتراسوند (UIP1000hdT، 20 کیلوهرتز ، ۷۵۰ وات ، عامل در ۴۰ ٪) بررسی شد. با استفاده از شرایط بهینه شده برای UAOD ، حذف سولفور تا ۹۹ درصد برای ترکیبات مدل در خوراک فرآورده های نفتی با استفاده از یک نسبت مولر به دست آمدH2SاميدH2S: اسید استیک: گوگرد 64:300:1 ، پس از 9min از درمان اولتراسوند در ۹۰ º C ، به دنبال استخراج با متانول (بهینه سازی حلال و نسبت روغن از ۰/۳۶). با استفاده از همان مقدار معرف و 9 دقیقه سونوگرافی ، حذف سولفور بالاتر از ۷۵ درصد برای نمونه های نفتی دیزل بود.
اهمیت دامنه مافوق صوت بالا
تشدید التراسونیک از گوگرد اکسیداتیو در مقیاس تجاری از نفت خام نیاز به استفاده از جریان اندازه صنعتی از طریق پردازنده مافوق صوت قادر به حفظ دامنه ارتعاش بالا در مورد ۸۰ – ۱۰۰ میکرونs. دامنه به طور مستقیم به شدت از نیروهای برشی مافوق صوت تولید می شود ، و باید در یک سطح به اندازه کافی بالا برای مخلوط کردن موثر باشد نگهداری می شود.
آزمایش های انجام شده توسط Prajapati و همکاران نشان می دهد که امواج فراصوت باعث افزایش واکنش گوگرد. كارايي گوگرد حدود ۹۳/۲ درصد بود. هنگامی که اولتراسوند با عملکرد بالا اعمال می شود.
شایگان و همکاران (۲۰۱۳): حذف گوگرد روغن گاز با استفاده از فرآیند اکسیداتیو کاتالیزوری کمک کاتالیستی و بررسی شرایط بهینه آن. مجله کره ای مهندسی شیمی 30 (9) ، سپتامبر ۲۰۱۳. 1751-1759.
سونوگرافی به کمک فرایند گوگرد اکسیداتیو (UAOD) به منظور کاهش ترکیبات گوگرد روغن گاز حاوی انواع مختلف گوگرد استفاده شد. مقررات زیست محیطی نیاز به یک گوگرد بسیار عمیق برای از بین بردن ترکیبات گوگرد. UAOD یک تکنولوژی امیدوار کننده با هزینه های عملیاتی پایین تر و ایمنی بالاتر و حفاظت از محیط زیست است. برای اولین بار عامل انتقال فاز معمولی (تترااکتیل-آمونیوم-برمید) با ایزوبوتانول جایگزین شد زیرا با استفاده از ایزوبوتانول بسیار مقرون به صرفه تر از TOAB ، تحمیل هیچ آلودگی است. واکنش در نقطه بهینه با دماهای مختلف ، تک ، دو و سه مرحله ای انجام شد ، بررسی اثر افزایش تدریجی HH2SاميدH2S و توراب به جای ایزوبوتانول استفاده می شود. غلظت کل گوگرد در فاز نفت با استفاده از روش ASTM-D3120 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بیشترین حذف حدود ۹۰ درصد برای روغن گاز حاوی ۹,۵۰۰ میلی گرم بر کیلوگرم گوگرد در سه مرحله در طی 17 دقیقه در دمای 2 ± 62 درجه سانتی گراد به دست آمد که ۱۸۰/۳ میلی مول HH2SاميدH2S مورد استفاده و استخراج توسط متانول انجام شد.
اکبری و همکاران (۲۰۱۴): بررسی متغیرهای فرآیندی و اثرات تشدید سونوگرافی های مورد استفاده در گوگرد اکسیداتیو مدل دیزلی بر روی صدای گاو3/AlH2Sاميد3 کاتالیست. فرا صوت آواشیمی 21 (2) ، مارس ۲۰۱۴. 692-705.
جدید ناهمگن سیستم سونوکاتالیست متشکل از یک صدای گاو3/AlH2Sاميد3 کاتالیست و HH2SاميدH2S همراه با امواج فراصوت به منظور بهبود و سرعت بخشیدن به اکسیداسیون مدل گوگرد ترکیبات دیزل ، و در نتیجه افزایش قابل توجهی در بهره وری فرآیند مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر اولتراسوند بر خواص ، فعالیت و ثبات کاتالیزور در جزئیات با استفاده از تکنیک های GC-FID ، PSD ، SEM و BET مورد بررسی قرار گرفت. در بالا ۹۸% تبدیل از این مدل ها در گازوئیل حاوی ۱۰۰۰ میکروگرم بر گرم گوگرد به دست آمد.H2SاميدH2S/نسبت مولر گوگرد از 3 ، دمای ۳۱۸ K و دوز کاتالیست 30 g/L بعد از 30 دقیقه واکنش ، بر خلاف تبدیل ۵۵ ٪ به دست آمده در طول فرآیند خاموش. این بهبود بطور قابل توجهی توسط پارامترهای عملیاتی و خواص کاتالیست تحت تاثیر قرار گرفت. اثرات متغیرهای فرایند اصلی با استفاده از روش سطح پاسخ در فرآیند خاموش در مقایسه با امواج فراصوت بررسی شد. سونوگرافی یک پراکندگی خوب از کاتالیزور و اکسیدان را با شکست پیوند هیدروژن و انحلال آنها در فاز نفت ارائه شده است. انباشت ناخالصی ها بر روی سطح کاتالیزور باعث غیر فعال سازی سریع در آزمایش های خاموش شد و تنها 5 درصد از اکسیداسیون از آن را پس از 6 سیکل واکنش خاموش با کاتالیزور بازیافتی به دست گرفت. بالاتر از ۹۵ درصد از آن پس از 6 چرخه اولتراسوند کمک به بهبود بزرگ در ثبات با تمیز کردن سطح در طول امواج فراصوت اکسیده شد. کاهش اندازه ذرات قابل توجهی نیز پس از فراصوت 3h که می تواند پراکندگی بیشتر از کاتالیزور در سوخت مدل ارائه شد مشاهده شد.
افضل نیا و همکاران (۲۰۱۶): التراسونیک به کمک فرایند گوگرد اکسیداتیو سوخت مایع با اسید فسفوتنگستیک در یک interpenetrating آمین-عاملدار روی (دوم) بر اساس وزارت مالیه به عنوان کاتالیزور محصور شده. فرا صوت آواشیمی ۲۰۱۶
در این کار ، سونوگرافی به کمک گوگرد اکسیداتیو (UAOD) از سوخت های مایع انجام شده با فوق العاده ناهمگن Keggin نوعی اسید فسفوتنگستیک (H3PW12اميد۴۰, PTA) کاتالیست که محصور شده را به وزارت مالیه آمینه عاملدار (دانشگاه تربیت مدرس-17-NH2). نمایشگاه کامپوزیت آماده فعالیت کاتالیزوری بالا و قابلیت تجدید پذیری در گوگرد اکسیداتیو سوخت مدل. سونوگرافی به کمک گوگرد اکسیداتیو (UAOD) یک راه جدید برای انجام واکنش اکسیداسیون گوگرد حاوی ترکیبات به سرعت در حال ، اقتصادی ، محیط زیست دوستانه و با خیال راحت ، تحت شرایط خفیف است. امواج اولتراسوند می تواند به عنوان یک ابزار کارآمد برای کاهش زمان واکنش و بهبود عملکرد سیستم گوگرد اکسیداتیو اعمال شود. PTA @ دانشگاه تربیت مدرس-17-NH2 می تواند به طور کامل انجام گوگرد از روغن مدل توسط 20 میلی گرم کاتالیزور, O/S نسبت مولر از 1:1 در حضور MeCN به عنوان حلال استخراج. نتایج به دست آمده نشان داد که تبدیل های DBTO2 به ۹۸ درصد پس از 15 دقیقه در دمای محیط به دست می آید. در این کار ، ما دانشگاه تربیت مدرس-17-NH2 و PTA/دانشگاه تربیت مدرس-17-NH2 با امواج اولتراسوند برای اولین بار و به کار در روند UAOD آماده شده است. کاتالیزور آماده نمایشگاه قابل استفاده مجدد بدون شستشوی PTA و از دست دادن فعالیت است.