હાઇડ્રોડેસલ્ફ્યુરાઇઝેશન માટે અલ્ટ્રાસોનિક વૈકલ્પિક

ઓઇલ રિફાઇનરીઓ સલ્ફરયુક્ત ક્રૂડ ઓઇલ, કહેવાતા ખાટા ક્રૂડના સતત સપ્લાયનો સામનો કરી રહી છે, જ્યારે તે જ સમયે ગેસોલિનની ઓછી સલ્ફર સામગ્રી માટે પર્યાવરણીય નિયમોનું દબાણ છે. તેની સાથે જ, જરૂરી હાઇડ્રોજનને કારણે પરંપરાગત હાઇડ્રોડસલ્ફ્યુરાઇઝેશન (એચડીએસ)નો ખર્ચ વધી રહ્યો છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન ટ્રીટમેન્ટ એ ક્રૂડ ઓઇલમાંથી સલ્ફરને દૂર કરવાની અસરકારક વૈકલ્પિક પદ્ધતિ છે.

સોનિકેશન સાથે તેલમાં સલ્ફર ધોરણોને મળો

અશ્મિભૂત ઇંધણમાં સલ્ફર સંયોજનો હોય છે. આ અશ્મિભૂત ઇંધણની કુદરતી રચના દરમિયાન સલ્ફર ધરાવતા જૈવિક પદાર્થોના અધોગતિના પરિણામે થાય છે.

વાહનો, જેમ કે કાર, એરક્રાફ્ટ અને દરિયાઈ જહાજો અથવા પાવર પ્લાન્ટ પેટ્રોલિયમ બળતણના દહનના પરિણામે સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ (SO2) ઉત્સર્જનનું કારણ બને છે. એ જ સલ્ફર – ખૂબ ઓછી સાંદ્રતામાં પણ – પેટ્રોલિયમ રિફાઇનરીઓમાં ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉત્પ્રેરક સુધારણામાં ઉમદા મેટલ ઉત્પ્રેરકોને નુકસાન પહોંચાડે છે. નવીનતમ પર્યાવરણીય નિયમોને અલ્ટ્રા-લો સલ્ફર ડીઝલ (ULSD) સ્પષ્ટીકરણોને પહોંચી વળવા માટે ખૂબ જ ઊંડા ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશનની જરૂર છે.
 

ક્રૂડ ઓઇલના ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન માટે 192 kW હાઇ-પાવર સોનિકેટર્સ સાથે ઇન્સ્ટોલેશન

પૃષ્ઠભૂમિ – હાઇડ્રોડસલ્ફ્યુરાઇઝેશન (એચડીએસ)

હાઇડ્રોડસલ્ફ્યુરાઇઝેશન (એચડીએસ) પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનોમાંથી સલ્ફરને દૂર કરવા માટેની પ્રમાણભૂત ઉત્પ્રેરક પ્રક્રિયા છે. આ પ્રક્રિયામાં, ક્રૂડ તેલના સલ્ફરયુક્ત અપૂર્ણાંકોને હાઇડ્રોજન સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પર પ્રતિક્રિયા કરવા માટે ઉત્પ્રેરક બને છે. સામાન્ય રીતે, ઉત્પ્રેરકમાં કોબાલ્ટ અને મોલીબડેનમથી ગર્ભિત એલ્યુમિના બેઝનો સમાવેશ થાય છે. જેમ જેમ તેલનો પુરવઠો વધુ ખાટો થતો જાય છે, તેમ ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન માટે ઉચ્ચ દબાણ અને વૈકલ્પિક ઉત્પ્રેરકની જરૂર પડે છે. રિકેલસીટ્રન્ટ એરોમેટિક સલ્ફર સંયોજનો (દા.ત. 4,6-ડાઈમેથાઈલડીબેન્ઝોથિઓફીન) તેમની ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતાને કારણે હાઈડ્રોડસલ્ફ્યુરાઈઝેશનનો ઉપયોગ કરીને દૂર કરી શકાતા નથી.

અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન

હાઇડ્રોડસલ્ફ્યુરાઇઝેશનનો વિકલ્પ અલ્ટ્રાસોનિકલી આસિસ્ટેડ ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન છે. ઉચ્ચ તીવ્રતાના અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોના પ્રવાહીના સંપર્કમાં એકોસ્ટિક પોલાણનું કારણ બને છે. આ નાના શૂન્યાવકાશ (પોલાણ) પરપોટાની રચના અને અનુગામી હિંસક પતન છે. સ્થાનિક રીતે, દરેક બબલના હિંસક પતનથી આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓ ઊભી થાય છે:

• તાપમાન: 5000 કેલ્વિન સુધી
• દબાણ: 2000 વાતાવરણ સુધી
• લિક્વિડ જેટ્સ: 1000km/hr સુધી.

આવી પરિસ્થિતિઓ ઉન્નત માઇક્રો-મિશ્રણ દ્વારા ઉત્પ્રેરકની સારી સપાટી રસાયણશાસ્ત્રને પ્રોત્સાહન આપે છે. ખાસ કરીને ઉચ્ચ સ્થાનિક તાપમાન ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન પ્રક્રિયાના રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્રમાં ફેરફાર કરે છે. આ અસર વૈકલ્પિક માટે પરવાનગી આપે છે – ઓછુ ખર્ચાળ – ઉત્પ્રેરક અથવા વૈકલ્પિક ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન રસાયણશાસ્ત્રનો ઉપયોગ કરવો. દેશપાંડે વગેરે. (2004) ડીઝલ અને એસેટોનાઇટ્રાઇલની બાયફાસિક સિસ્ટમમાં સોડિયમ કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડથી બનેલી ઓક્સિડેટીવ સિસ્ટમની તપાસ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન બાયફેસિક સિસ્ટમ પર લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. અભ્યાસે ડીઝલના નમૂનાઓમાં DMDBT સામગ્રીમાં 90% થી વધુનો ઘટાડો હાંસલ કર્યો છે.

ક્રૂડના ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સોનીકેટર

Hielscher વિશ્વભરમાં ઉચ્ચ ક્ષમતાવાળા સોનિકેટર્સના અગ્રણી સપ્લાયર છે. Hielscher એક ઉપકરણ દીઠ 16kW પાવર સુધીના ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન કરે છે, પ્લાન્ટના કદ અથવા પ્રક્રિયા ક્ષમતામાં કોઈ મર્યાદા નથી. ઘણી 16kW સિસ્ટમ્સના ક્લસ્ટરનો ઉપયોગ મોટા વોલ્યુમના પ્રવાહની પ્રક્રિયા માટે કરવામાં આવે છે. ઔદ્યોગિક બળતણ પ્રક્રિયાને વધુ અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાની જરૂર નથી. UIP1000hdT જેવા બેન્ચ-ટોપ સોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને વાસ્તવિક ઊર્જા જરૂરિયાત નક્કી કરી શકાય છે. આવા બેન્ચ-ટોપ ટ્રાયલ્સના તમામ પરિણામોને સંપૂર્ણપણે રેખીય રીતે માપી શકાય છે, જે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન સ્કેલ પર અલ્ટ્રાસોનિક ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન પ્રક્રિયાને અમલમાં મૂકવાની સુવિધા આપે છે.

જો જરૂરી હોય તો, ATEX પ્રમાણિત અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ (દા.ત. UIP1000-Exd) જોખમી વાતાવરણમાં સોનિકેશન માટે ઉપલબ્ધ છે.

અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ખર્ચ

અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ એક અસરકારક પ્રોસેસિંગ ટેકનોલોજી છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ ખર્ચ મુખ્યત્વે રોકાણનું પરિણામ છે
અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો, ઉપયોગિતા ખર્ચ અને જાળવણી માટે. ઉત્કૃષ્ટ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા (જુઓ ચાર્ટ) Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો ઉપયોગિતા ખર્ચ ઘટાડવા માટે મદદ કરે છે.

સાહિત્ય

દેશપાંડે, એ., બસ્સી, એ., પ્રકાશ, એ. (2004): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-આસિસ્ટેડ, બાયફાસિક ડીઝલ-એસેટોનાઇટ્રાઇલ સિસ્ટમમાં 4,6-ડાઇમેથિલ્ડિબેન્ઝોથિઓફીનનું બેઝ-કેટલાઇઝ્ડ ઓક્સિડેશન; માં: એનર્જી ફ્યુઅલ, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei H., Mei BW, Yen TF (2003): અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત ઓક્સિડેટીવ ડિસલ્ફ્યુરાઇઝેશન દ્વારા અલ્ટ્રા-લો સલ્ફર ડીઝલ ઇંધણ મેળવવા માટેની નવી પદ્ધતિ; માં: ઇંધણ, વોલ્યુમ 82, નંબર 4, માર્ચ 2003, પૃષ્ઠ 405-414(10), 2003.