Ultraäänivaihtoehto rikinpoistolle
Öljynjalostamoilla on yhä enemmän rikkipitoista raakaöljyä, niin sanottua hapanta raakaöljyä, samalla kun ympäristömääräykset painostavat bensiinin rikkipitoisuuden alentamiseen. Samaan aikaan perinteisen rikinpoiston (HDS) kustannukset nousevat tarvittavan vedyn vuoksi. Ultraäänikavitaatiohoito on tehokas vaihtoehtoinen menetelmä rikin poistamiseksi raakaöljystä.
Täytä öljyn rikkistandardit sonikaatiolla
Fossiiliset polttoaineet sisältävät rikkiyhdisteitä. Nämä johtuvat rikkiä sisältävän biologisen aineen hajoamisesta fossiilisten polttoaineiden luonnollisen muodostumisen aikana.
Ajoneuvot, kuten autot, lentokoneet ja merialukset tai voimalaitokset, aiheuttavat rikkidioksidipäästöjä (SO2) öljypolttoaineen palamisen seurauksena. Sama rikki – jopa hyvin pieninä pitoisuuksina – aiheuttaa vahinkoa jalometallikatalyytteille öljynjalostamoiden loppupään katalyyttisessä reformoinnissa. Uusimmat ympäristömääräykset edellyttävät erittäin syvää rikinpoistoa erittäin vähärikkisen dieselin (ULSD) vaatimusten täyttämiseksi.

UIP16000hdT – korkean suorituskyvyn sonikaattori, jolla on 16 000 watin ultraääniteho raakaöljyn rikinpoistoon
Tausta – Rikinpoisto (HDS)
Rikinpoisto (HDS) on standardikatalyyttinen prosessi rikin poistamiseksi öljytuotteista. Tässä prosessissa raakaöljyn rikkifraktiot sekoitetaan vedyn ja katalyytin kanssa reagoimaan rikkivetyyn. Tyypillisesti katalyytti koostuu alumiinioksidiemäksestä, joka on kyllästetty koboltilla ja molybdeenillä. Kun öljyvarat muuttuvat happamammiksi, rikinpoistoon tarvitaan korkeampia paineita ja vaihtoehtoisia katalyyttejä. Vastahakoisia aromaattisia rikkiyhdisteitä (esim. 4,6-dimetyylidibentsotiofeenia) ei voida poistaa rikinpoistolla niiden alhaisen reaktiivisuuden vuoksi.
Ultraäänellä avustettu rikinpoisto
Vaihtoehto rikinpoistolle on ultraäänellä avustettu rikinpoisto. Nesteiden altistuminen korkean intensiteetin ultraääniaalloille aiheuttaa akustista kavitaatiota. Tämä on pienten tyhjiö (kavitaatio) kuplien muodostuminen ja sitä seuraava väkivaltainen romahtaminen. Paikallisesti äärimmäiset olosuhteet johtuvat kunkin kuplan väkivaltaisesta romahtamisesta:
- Lämpötila: jopa 5000 Kelviniä
- Paine: jopa 2000 ilmakehää
- Nestemäiset suihkut: jopa 1000 km / h.
Tällaiset olosuhteet edistävät katalyyttien parempaa pintakemiaa tehostamalla mikrosekoitusta. Erityisesti korkeat paikalliset lämpötilat muuttavat rikinpoistoprosessin kemiallista reaktiokinetiikkaa. Tämä vaikutus mahdollistaa vaihtoehtoisen – Halvempaa – katalyytit tai käytettävä vaihtoehtoinen rikinpoistokemia. (2004) tutkii natriumkarbonaatista ja vetyperoksidista koostuvaa oksidatiivista järjestelmää dieselin ja asetonitriilin kaksivaiheisessa järjestelmässä. Ultrasonicationia sovellettiin kaksivaiheiseen järjestelmään. Tutkimuksessa saavutettiin DMDBT-pitoisuuden väheneminen yli 90% dieselnäytteissä.
Korkean suorituskyvyn sonikaattori raakaöljyn rikinpoistoon
Hielscher on johtava suurikapasiteettisten sonikoijien toimittaja maailmanlaajuisesti. Koska Hielscher suunnittelee ja valmistaa korkean suorituskyvyn ultraääniprosessoreita, joiden teho on enintään 16 kW yksittäistä laitetta kohti, laitoksen kokoa tai käsittelykapasiteettia ei ole rajoitettu. Useiden 16 kW: n järjestelmien klustereita käytetään suurempien tilavuusvirtojen käsittelyyn. Teollisuuden polttoaineen käsittely ei tarvitse paljon ultraäänienergiaa. Todellinen energiantarve voidaan määrittää käyttämällä penkki-top-sonikaattoria, kuten UIP1000hdT. Kaikki tällaisten penkkikokeiden tulokset voidaan skaalata täysin lineaarisiksi, mikä helpottaa ultraäänirikinpoistoprosessin toteuttamista teollisen tuotannon mittakaavassa.
Tarvittaessa ATEX-sertifioidut ultraäänilaitteet (esim. UIP1000-Exd) ovat käytettävissä sonikaatioon vaarallisissa ympäristöissä.
Ultrasonicationin kustannukset
Ultrasonication on tehokas käsittelytekniikka. Ultraäänikäsittelykustannukset johtuvat pääasiassa investoinnista
ultraäänilaitteille, käyttökustannuksille ja ylläpidolle. Erinomainen energiatehokkuus (ks. kaavio) Hielscherin ultraäänilaitteista auttaa vähentämään käyttökustannuksia.
Kirjallisuus
Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): 4,6-dimetyylidibentsotiofeenin ultraääniavusteinen, emäskatalisoitu hapetus kaksivaiheisessa diesel-asetonitriilijärjestelmässä; julkaisussa: Energy Fuels, 19 (1), 28 -34, 2005.
Mei H., Mei B.W., Jeni T.F. (2003): Uusi menetelmä erittäin vähärikkisen dieselpolttoaineen saamiseksi ultraääniavusteisen oksidatiivisen rikinpoiston avulla; julkaisussa: Fuel, Volume 82, Number 4, maaliskuu 2003, s. 405-414(10), 2003.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.