Rafinerije nafte suočavaju se sa sve većom opskrbom sumpornom sirovom naftom, takozvanom kiselom sirovom naftom, dok istodobno pritišću ekološke propise na niži sadržaj sumpora u benzinu. Istodobno, troškovi konvencionalne hidrodesulfurizacije (HDS) rastu zbog potrebnog vodika. Ultrazvučni kavitacija tretman je učinkovita alternativna metoda za uklanjanje sumpora iz sirove nafte.

Zadovoljavajte sumporne standarde u ulju sa ultrazvukom

Fosilna goriva sadrže sumporne spojeve. Oni su rezultat razgradnje biološke tvari koja sadrži sumpor tijekom prirodnog stvaranja fosilnih goriva.

Vozila, kao što su automobili, zrakoplovi i morska plovila ili elektrane, uzrokuju emisije sumpornog dioksida (SO2) kao rezultat izgaranja naftnog goriva. Isti sumpor – čak i u vrlo niskim koncentracijama – uzrokuje štetu na katalizatorima plemenitih metala u nizvodnoj katalitičkoj reformi u naftnim rafinerijama. Najnoviji propisi o zaštiti okoliša zahtijevaju vrlo duboku odsumporavanje kako bi se zadovoljile specifikacije ultra-niskog sumpornog dizela (ULSD).
 

Instalacija sa 192 kW sonikatora velike snage za odsumporavanje sirovih ulja

pozadina – Hidrodesulfurizacija (HDS)

Hidrodesulfurizacija (HDS) je standardni katalitički proces za uklanjanje sumpora iz naftnih derivata. U tom procesu, sumporne frakcije sirove nafte miješaju se s vodikom i katalizatorom za reakciju na sumporovodik. Tipično, katalizator se sastoji od baze glinice impregnirane kobaltom i molibdenom. Kako zalihe nafte postaju sve kiselije, za odsumporavanje su potrebni veći tlakovi i alternativni katalizatori. Neposlušni aromatski sumporni spojevi (npr. 4,6-dimetildibenzotiopen) ne mogu se ukloniti hidrodesulfurizacijom zbog njihove niske reaktivnosti.

ultrazvučno pomagao odsumporavanje

Alternativa hidrodesulfurizaciji je ultrazvučno potpomognuta odsumporavanje. Izlaganje tekućina ultrazvučnim valovima visokog intenziteta uzrokuje akustičnu kavitaciju. To je stvaranje i naknadno nasilno urušavanje malih vakuumskih (kavitacija) mjehurića. Lokalno, ekstremni uvjeti proizlaze iz nasilnog kolapsa svakog mjehurića:

• Temperatura: do 5000 Kelvina
• Pritisak: do 2000 atmosferom
• Tekući mlaznice: do 1000 kilometarskog / h.

Takvi uvjeti potiču bolju površinsku kemiju katalizatora pojačanim mikro-miješanjem. Konkretno, visoke lokalne temperature mijenjaju kinetiku kemijske reakcije procesa odsumporavanja. Ovaj učinak omogućuje alternativu – jeftiniji – katalizatori ili alternativna kemija odsumporavanja koja će se koristiti. (2004) istražuje oksidativni sustav sastavljen od natrijevog karbonata i vodikovog peroksida u dvofaznom sustavu dizela i acetonitrila. Ultrasonication je primijenjen na dvofazni sustav. Studija je postigla smanjenje sadržaja DMDBT-a za više od 90% u uzorcima dizela.

Sonicator visokih performansi za odsumporavanje sirove nafte

Hielscher je vodeći dobavljač sonikatora velikog kapaciteta, širom svijeta. Kao Hielscher dizajnira i proizvodi ultrazvučne procesore visokih performansi snage do 16kW po jednom uređaju, nema ograničenja u veličini postrojenja ili kapacitetu obrade. Klasteri nekoliko sustava snage 16 kW koriste se za obradu većih tokova volumena. Industrijska obrada goriva ne treba puno ultrazvučne energije. Stvarna potreba za energijom može se odrediti pomoću stolnog ultrazvukom kao što je UIP1000hdT. Svi rezultati takvih bench-top ispitivanja mogu se proširiti potpuno linearno, što olakšava provedbu ultrazvučnog procesa odsumporavanja na ljestvici industrijske proizvodnje.

Ako je potrebno, ATEX certificirani ultrasonicators (npr UIP1000-Exd) su dostupni za ultrazvukom u opasnim okruženjima.

Troškovi ultrazvukom

Ultrasonication je učinkovit tehnologije obrade. Ultrazvučni troškovi obrade rezultat uglavnom od ulaganja
za ultrazvučne uređaje, komunalne troškove i održavanje. Izvanredna energetska učinkovitost (vidi grafikon) Od Hielscher ultrazvučnih uređaja pomaže smanjenju komunalnih troškova.

Književnost

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): Ultrazvuk-Assisted, Base-kataliziranu oksidaciju 4,6-Dimethyldibenzothiophene u dvofaznom sustavu Diesel-Acetonitril; u: Energy Goriva, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei H., Mei tež, Yen T. F. (2003): Novi postupak za dobivanje ultra-niske sumpora dizelskog goriva preko ultrazvuk pomoć oksidacijskog odsumporavanja; u: Gorivo, Volume 82, Number 4, ožujak 2003, str 405-414 (10), 2003.,