सल्फर युक्त यौगिकों कच्चे तेल, पेट्रोलियम, डीजल और अन्य ईंधन तेल में सल्फाइड, thiols, thiophenes, प्रतिस्थापित शामिल benzo- और dibenzothiophenes (बीटीएस और DBTs), Benzonaphthothiophene (BNT), और कई और अधिक जटिल अणुओं, जिसमें गाढ़ा thiophenes सबसे सामान्य रूप है। Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों की सहायता ऑक्सीडेटिव गहरी desulfurization प्रक्रिया आज के कड़े पर्यावरण नियमों और अति कम सल्फर डीजल (ULSD, 10ppm सल्फर) विनिर्देशों को पूरा करने के लिए आवश्यक।

ऑक्सीडेटिव Desulfurization (ODS)

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और बाद में विलायक निष्कर्षण के साथ ऑक्सीडेटिव desulfurization ईंधन तेल में organosulfur यौगिकों की मात्रा को कम करने के लिए एक दो चरण गहरी desulfurization तकनीक है। Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों दोनों चरणों में उपयोग किया जाता है तरल-तरल चरण प्रणालियों में चरण हस्तांतरण प्रतिक्रिया गतिकी और भंग की दर में सुधार करने के लिए।

Ultrasonically असिस्टेड ऑक्सीडेटिव Desulfurization के लिए फ़्लोचार्ट – 2 चरणों

ultrasonically सहायता प्रदान की ऑक्सीडेटिव desulfurization के पहले चरण में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक ऑक्सीडेंट के रूप में चुनिंदा उनकी संगत sulfoxides या sulfones को सल्फर युक्त अणुओं है कि ईंधन तेल में मौजूद हैं आक्सीकृत करने के लिए हल्के परिस्थितियों में वृद्धि के साथ ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में उनके घुलनशीलता बढ़ाने के लिए प्रयोग किया जाता है उनके polarity में। इस स्तर पर, ध्रुवीय जलीय चरण और अध्रुवीय जैविक चरण के अविलेयता ऑक्सीडेटिव desulfurization की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण समस्या के रूप में दोनों चरणों केवल interphase पर दूसरे के साथ प्रतिक्रिया है। ultrasonics के बिना, यह एक कम प्रतिक्रिया की दर और इस दो चरण प्रणाली में organosulfur की एक धीमी रूपांतरण का परिणाम है।

अल्ट्रासोनिक Emulsification

तेल चरण और जलीय चरण मिश्रित कर रहे हैं एक स्थिर मिक्सर में पंप कर रहे हैं एक निरंतर अनुमापी अनुपात है कि तब अल्ट्रासोनिक मिश्रण रिएक्टर के लिए तंग आ गया है की एक बुनियादी पायस उत्पादन करने के लिए। वहाँ में, अल्ट्रासोनिक गुहिकायन उच्च हाइड्रोलिक कतरनी पैदा करता है और उप माइक्रोन और nanosize बूंदों में जलीय चरण टूट जाता है। चरण सीमा के विशिष्ट सतह क्षेत्र के रूप में प्रतिक्रिया के रासायनिक दर छोटी बूंद व्यास में इस महत्वपूर्ण कमी प्रतिक्रिया गतिकी में सुधार और कम कर देता है या चरण-ट्रांसफर एजेंट की आवश्यकता समाप्त के लिए प्रभावशाली है। ultrasonics का उपयोग करना, पेरोक्साइड की मात्रा प्रतिशत, कम किया जा सकता है क्योंकि महीन इमल्शन कम मात्रा तेल चरण के साथ ही संपर्क सतह प्रदान करने के लिए की जरूरत है।

Ultrasonically असिस्टेड ऑक्सीकरण

अल्ट्रासोनिक गुहिकायन तीव्र स्थानीय हीटिंग (~ 5000K), उच्च दबाव (~ 1000atm), भारी हीटिंग और कूलिंग दर (पैदा करता है>10⁹ के / सेक), और तरल जेट धाराओं (~ 1000 किमी / घंटा)। यह अत्यंत प्रतिक्रियाशील वातावरण तेल चरण में तेजी से और अधिक पूरी तरह से अधिक ध्रुवीय सल्फोक्साइड और सल्फोन के लिए thiophenes ऑक्सीकरण करता है। उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रक्रिया का समर्थन कर सकते हैं लेकिन वे आवश्यक नहीं हैं। एम्फिफिलिक इमल्शन उत्प्रेरक या चरण-हस्तांतरण उत्प्रेरक (पीटीसी), जैसे क्वाटरनेरी अमोनियम नमक, जलीय और कार्बनिक तरल पदार्थ दोनों में भंग करने की उनकी अनूठी क्षमता के साथ ऑक्सीडेंट के साथ शामिल किया गया है और इसे इंटरफ़ेस चरण से प्रतिक्रिया चरण तक ले जाया गया है, जिससे प्रतिक्रिया दर में वृद्धि। फेंटन के अभिकर्मक को डीजल ईंधन के लिए ऑक्सीडेटिव desulfurization दक्षता बढ़ाने के लिए जोड़ा जा सकता है और यह sono-oxidation प्रसंस्करण के साथ एक अच्छा सहक्रियात्मक प्रभाव दिखाता है।

बढ़ी बड़े पैमाने पर स्थानांतरण

organosulfur यौगिकों एक चरण सीमा पर प्रतिक्रिया करते हैं, sulfoxides और sulfones जलीय छोटी बूंद सतह पर जमा और जलीय चरण पर बातचीत से अन्य सल्फर यौगिकों को ब्लॉक। हाइड्रोलिक cavitational जेट धाराओं और अशांत प्रवाह और सामग्री परिवहन में ध्वनिक स्ट्रीमिंग परिणाम की वजह से कतरनी और सतहों छोटी बूंद और दोहराया संघीकरण और नए बूंदों के बाद गठन की ओर जाता है। ऑक्सीकरण समय के साथ प्रगति, sonication के जोखिम और अभिकर्मकों की बातचीत अधिकतम करता है।

Sulfones के चरण स्थानांतरण निष्कर्षण

ऑक्सीकरण और जलीय चरण से अलग होने (एच के बाद₂हे₂), Sulfones इस तरह के दूसरे चरण में acetonitrile के रूप में, एक ध्रुवीय विलायक का उपयोग कर निकाला जा सकता है। sulfones अपनी उच्च polarity के लिए विलायक चरण के लिए दोनों चरणों के बीच चरण सीमा पर स्थानांतरित करेंगे। बहुत पहले चरण में की तरह, Hielscher अल्ट्रासोनिक रिएक्टरों तेल चरण में विलायक चरण का जुर्माना आकार अशांत पायस बनाकर तरल-तरल निष्कर्षण को बढ़ावा देने के। इस चरण संपर्क सतह और परिणाम निकासी और कम विलायक उपयोग बढ़ जाती है।

लैब टेस्टिंग से पायलट स्केल और उत्पादन करने के लिए

Hielscher Ultrasonics, परीक्षण की पुष्टि करने और किसी भी स्तर पर इस तकनीक का उपयोग करने के लिए उपकरण प्रदान करता है। मूल रूप से यह केवल 4 चरणों में किया जाता है,।

1. एच के साथ तेल मिक्स₂हे₂ और सल्फर यौगिकों का ऑक्सीकरण के लिए sonicate
2. अपकेंद्रित्र जलीय चरण अलग करने के लिए
3. विलायक के साथ तेल चरण से मिलाएं और sulfones निकालने के लिए sonicate
4. अपकेंद्रित्र sulfones साथ विलायक चरण अलग करने के लिए

प्रयोगशाला पैमाने पर, आप अवधारणा को प्रदर्शित करने के लिए एक UP200Ht उपयोग कर सकते हैं और इस तरह के पेरोक्साइड एकाग्रता, प्रक्रिया तापमान, sonication समय और तीव्रता के साथ ही उत्प्रेरक या विलायक उपयोग के रूप में बुनियादी मानकों, समायोजित करने के लिए।
बेंच-टॉप स्तर एक पर UIP1000hd, 100 से 1000L / घंटा (25 करने के लिए 250 gal / घंटा) के प्रवाह दरों पर स्वतंत्र रूप से दोनों चरणों अनुकरण करने के लिए और इस प्रक्रिया और sonication मानकों का अनुकूलन करने की अनुमति देता है। Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण रेखीय पायलट या उत्पादन बड़े पैमाने पर बड़ा प्रसंस्करण संस्करणों के पैमाने अप के लिए बनाया गया है। Hielscher प्रतिष्ठानों ईंधन को परिष्कृत करने सहित उच्च मात्रा प्रक्रियाओं, के लिए मज़बूती से काम करने के लिए साबित हो रहे हैं। Hielscher कंटेनरीकृत प्रणालियों पैदा करता है, आसानी से एकीकरण के लिए समूहों के लिए हमारी उच्च शक्ति 10kW या 16kW उपकरणों के कई संयोजन। डिजाइन को पूरा करने के खतरनाक माहौल आवश्यकताओं उपलब्ध हैं, भी। प्रसंस्करण संस्करणों सूचियों और सिफारिश की उपकरण आकार नीचे दी गई तालिका।

अल्ट्रासोनिक मिश्रण प्रणाली – 6x10kW के 2 किस्में (2x120m³/ घंटा)

Ultrasonication का उपयोग करने के लाभ

UAODS महत्वपूर्ण लाभ HDS के साथ तुलना में प्रदान करता है। Thiophenes, benzo- प्रतिस्थापित और dibenzothiophenes कम तापमान और दबाव की स्थिति के तहत ऑक्सीकरण कर रहे हैं। इसलिए, महंगा हाइड्रोजन छोटे और मध्यम आकार रिफाइनरियों के लिए इस प्रक्रिया को अधिक उपयुक्त बनाने की आवश्यकता नहीं है, या अलग-थलग एक हाइड्रोजन पाइप लाइन के करीब नहीं स्थित रिफाइनरियों। वृद्धि की प्रतिक्रिया की दर और हल्के प्रतिक्रिया तापमान और दबाव महंगा निर्जल या aprotic सॉल्वैंट्स के रोजगार से बचें।
एक पारंपरिक hydrotreating यूनिट के साथ एक ultrasonically सहायता प्रदान की ऑक्सीडेटिव desulfurization (UAODS) इकाई का घालमेल कम और / या अति कम सल्फर डीजल ईंधन के उत्पादन में दक्षता में सुधार कर सकते हैं। यह तकनीक सल्फर स्तर को कम करने के लिए पहले या पारंपरिक hydrotreatement के बाद इस्तेमाल किया जा सकता।
UAODS प्रक्रिया आधे से अधिक से अनुमान पूंजी लागत कम जब एक नई उच्च दबाव hydrotreater की लागत की तुलना में कर सकते हैं।

Hydrodesulfurization का नुकसान (HDS)

जबकि हाइड्रोड्सफुराइजेशन (एचडीएस) थियोल्स, सल्फाइड और डाइसल्फाइड को हटाने के लिए एक बेहद कुशल प्रक्रिया है, लेकिन अपवर्तक सल्फर युक्त यौगिकों जैसे डिबेंज़ोथियोपेन और इसके डेरिवेटिव्स को निकालना मुश्किल है (उदाहरण के लिए 4,6-डायमेथिडिबेनोजोथियोपेन 4,6-डीएमडीबीटी) एक अति-निम्न स्तर पर। उच्च तापमान, उच्च दबाव, और उच्च हाइड्रोजन खपत अति-गहरी desulfurization के लिए एचडीएस की राजधानी और परिचालन लागत को चला रहे हैं। उच्च पूंजी और परिचालन लागत अनिवार्य है। सल्फर के शेष ट्रेस स्तर फिर से बनाने और बदलने की प्रक्रिया या ईंधन सेल स्टैक्स में इस्तेमाल इलेक्ट्रोड उत्प्रेरक में उपयोग किए जाने वाले महान धातु उत्प्रेरक को जहर कर सकते हैं।