Ծովային վառելիքի ուլտրաձայնային ծծմբազրկում
- Ծովային վառելիքի վրա ազդում են նոր կանոնակարգերը, որոնք պահանջում են ծծմբի 0,5% մ/մ կամ ավելի քիչ պարունակություն:
- Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկումը (UAOD) հաստատված մեթոդ է, որն արագացնում է օքսիդացման ռեակցիան և տնտեսական և անվտանգ գործընթաց է:
- UAOD գործընթացները կարող են իրականացվել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում և մթնոլորտային ճնշման ներքո և թույլ են տալիս ընտրովի հեռացնել ծծմբային միացությունները ածխաջրածնային վառելիքից:
- Hielscher բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային համակարգերը հեշտ են տեղադրվում և անվտանգ են գործում ինքնաթիռում կամ ափին:
Ցածր ծծմբի ծովային վառելանյութեր
Միջազգային ծովային կազմակերպությունը (IMO) ներդրել է նոր կանոնակարգեր, որոնց համաձայն՝ ծովային նավերը 2020 թվականի հունվարից սկսած պետք է օգտագործեն ծովային վառելիք՝ 0,5% մ/մ ծծմբի պարունակությամբ: Այս նոր կանոնակարգերը պահանջում են խորը փոփոխություններ ծովային վառելիքի վերամշակման մեջ. Ծծմբի ցածր պարունակությամբ վառելիքի նոր նորմերը կատարելու համար անհրաժեշտ է արդյունավետ ծծմբազրկման գործընթաց:
Հեղուկ ածխաջրածնային վառելիքների, ինչպիսիք են բենզինը, նաֆտան, դիզելը, ծովային վառելիքը և այլն, ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ապածծմբացում (UAOD) ծանր վառելիքի մեծ ծավալների հոսքերից ծծումբը հեռացնելու բարձր արդյունավետ և կենսունակ մեթոդ է:
Օքսիդատիվ ծծմբազրկում
Օքսիդատիվ ծծմբազերծումը (ODS) էկոլոգիապես մաքուր և տնտեսական այլընտրանք է հիդրոդսուլֆուրացմանը (HDS), քանի որ օքսիդացված ծծմբի միացությունները կարող են զգալիորեն ավելի հեշտ տարանջատվել ծանր մազութ յուղերից: Օքսիդատիվ դեզֆուրիզացիայի փուլից հետո արդյունահանվող ծծմբի միացությունները առանձնացվում են ֆիզիկական մեթոդներով, օրինակ՝ չխառնվող բևեռային լուծիչի և հետագա ձգողականության, կլանման կամ կենտրոնախույս տարանջատման միջոցով: Որպես այլընտրանք, ջերմային տարրալուծումը կարող է օգտագործվել օքսիդացված ծծմբի հեռացման համար:
Օքսիդատիվ ապածծմբացման ռեակցիայի համար օքսիդանտ (օրինակ՝ ջրածին H2Օ2, նատրիումի քլորիտ NaClO2, ազոտի օքսիդ Ն2O, նատրիումի պարոդատ NaIO4), պահանջվում է կատալիզատոր (օրինակ՝ թթուներ), ինչպես նաև փուլային ռեագենտ։ Ֆազային փոխանցման ռեագենտն օգնում է խթանել տարասեռ ռեակցիան ջրային և յուղային փուլերի միջև, ինչը ODS ռեակցիայի արագությունը սահմանափակող քայլն է:
- Բարձր արդյունավետություն – մինչև 98% ծծմբազրկում
- տնտեսական. ցածր ներդրումներ, ցածր գործառնական ծախսեր
- ոչ կատալիզատորի թունավորում
- հեշտ, գծային մասշտաբը
- Անվտանգ է շահագործման
- ափին & օֆշորային (բորտ) տեղադրում
- Արագ ROI
Ուլտրաձայնային օժանդակությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկում
Թեև հիդրոսուլֆուրացումը (HDS) պահանջում է ավելի մեծ ներդրումային ծախսեր, ռեակցիայի բարձր ջերմաստիճան՝ մինչև 400ºC և բարձր ճնշում մինչև 100 ատմ ռեակտորներում, ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազերծման գործընթացը (UAOD) շատ ավելի հարմար է, արդյունավետ և ավելի կանաչ: UAOD-ը մեծապես բարձրացնում է կատալիտիկ ծծմբի հեռացման ռեակտիվությունը և միևնույն ժամանակ առաջարկում է ավելի ցածր գործառնական ծախսեր, ավելի բարձր անվտանգություն և շրջակա միջավայրի պաշտպանություն: Արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոսքի ռեակտորային համակարգերը մեծացնում են ծծմբազրկման արագությունը բարձր արդյունավետ ցրման և դրանով իսկ բարելավված ռեակցիայի կինետիկայի շնորհիվ: Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումն ապահովում է նանո մասշտաբի դիսպերսիաներ, տարասեռ ռեակցիայի տարբեր փուլերի միջև զանգվածային փոխանցումը կտրուկ ավելանում է:
Ուլտրաձայնային (ակուստիկ) կավիտացիա մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը և զանգվածի փոխանցումը ծայրահեղ պայմաններով, որոնք հասնում են կավիտացիոն թեժ կետերում: Կավիտացիոն պղպջակների պայթեցման ժամանակ շատ բարձր ջերմաստիճանները մոտ. 5000K, հովացման շատ արագ տեմպեր, ճնշումներ մոտ. 2000 ատմ և, համապատասխանաբար, ջերմաստիճանի և ճնշման ծայրահեղ տարբերությունները տեղային են: Կավիտացիոն պղպջակի պայթումը նաև հանգեցնում է մինչև 280 մ/վ արագությամբ հեղուկի շիթերի, ինչը ստեղծում է շատ բարձր կտրող ուժեր: Այս արտասովոր մեխանիկական ուժերը արագացնում են օքսիդացման ռեակցիայի ժամանակը և վայրկյանների ընթացքում բարձրացնում ծծմբի փոխակերպման արդյունավետությունը:
Ծծմբի ավելի ամբողջական հեռացում
Մինչդեռ մերկապտանները, թիոեթերները, սուլֆիդները և դիսուլֆիդները կարող են հեռացվել սովորական հիդրոսուլֆուրացման (HDS) գործընթացով, թիոֆենների, բենզոթիոֆենների (BT), դիբենզոթիոֆենների (DBT) և 4,6-դիմեթիլդիբենզոթիոֆենների (4,6-դիմեթիլդիբենզոթիոֆենների (4,6-D) հեռացման համար (4,6-D) պահանջվում է բարդ մեթոդ. Ուլտրաձայնային օքսիդատիվ ապածծմբազրկումը շատ արդյունավետ է, երբ խոսքը վերաբերում է նույնիսկ հազիվ շարժվող ծծմբի հրակայուն միացությունների հեռացմանը (օրինակ՝ 4,6-դիմեթիլդիբենզոթիոֆեն և ալկիլով փոխարինված թիոֆենի այլ ածանցյալներ): Էբրահիմին և այլք։ (2018) հաշվետվություն ա ծծմբազերծման արդյունավետությունը մինչև 98,25%՝ օգտագործելով Hielscher sonoreactor օպտիմիզացված ծծմբի հեռացման համար: Ավելին, ուլտրաձայնային օքսիդացված ծծմբի միացությունները կարող են առանձնացվել հիմնական ջրի լվացման միջոցով:
Ուլտրաձայնային ծծմբազերծման իրագործելիության թեստ UP400S-ով
Շայեգանը և այլք։ 2013 համակցված ուլտրաձայնային հետազոտություն (UP400S) ջրածնի պերօքսիդով՝ որպես օքսիդանտ, FeSO՝ որպես կատալիզատոր, քացախաթթու՝ որպես pH կարգավորիչ և մեթանոլ՝ որպես արդյունահանող լուծիչ՝ գազի նավթի ծծմբի քանակությունը նվազեցնելու համար։
Ռեակցիայի արագության հաստատունները օքսիդատիվ ծծմբազերծման ժամանակ կարող են մեծապես աճել՝ որպես կատալիզատոր ավելացնելով մետաղական իոններ և օգտագործելով ձայնային ախտահանում: Ուլտրաձայնային էներգիան կարող է նվազեցնել ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան: Ուլտրաձայնային բուժումը կոտրում է պինդ կատալիզատորների և ռեակտիվների միջև սահմանային շերտը և ապահովում կատալիզատորների և ռեակտիվների համասեռ խառնուրդ: – դրանով իսկ բարելավելով ռեակցիայի կինետիկան:
Ծծմբի արդյունահանման գործընթացը կարևոր քայլ է ծծմբաթափման ընթացքում՝ նպատակ ունենալով վերականգնել ծծմբազերծված գազի նավթի ընդհանուր ծավալը: Մեթանոլը որպես լուծիչ օգտագործելով հեղուկ-հեղուկ արդյունահանումը պարզ արդյունահանման գործընթաց է, սակայն բարձր արդյունավետություն ապահովելու համար անհրաժեշտ է չխառնվող փուլերի արդյունավետ խառնումը: Միայն այն դեպքում, երբ փուլերի միջև տեղի է ունենում առավելագույն միջերես և, հետևաբար, առավելագույն զանգվածի փոխանցում, ձեռք է բերվում արդյունահանման բարձր արագություն: Ultrasonication-ը և ակուստիկ կավիտացիայի առաջացումը ապահովում են ռեակտիվների փուլերի ինտենսիվ խառնումը և նվազեցնում ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան:
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային միավորներ ծովային վառելիքի ծծմբազրկման համար
Hielscher Ultrasonics-ը բարձր հզորության ուլտրաձայնային համակարգերի շուկայի առաջատարն է այնպիսի պահանջկոտ ծրագրերի համար, ինչպիսիք են UAOD-ը արդյունաբերական մասշտաբով: Մինչև 200 մկմ բարձր ամպլիտուդները, 24/7 աշխատանքը լրիվ ծանրաբեռնվածության և ծանր պարտականությունների ներքո, ամրությունը և օգտագործողի համար հարմարավետությունը Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի հիմնական առանձնահատկություններն են: Տարբեր էներգիայի դասերի ուլտրաձայնային համակարգերը և տարբեր աքսեսուարները, ինչպիսիք են սոնոտրոդները և հոսքային ռեակտորի երկրաչափությունները, թույլ են տալիս ուլտրաձայնային համակարգի ամենահարմար հարմարեցումը ձեր հատուկ վառելիքին, մշակման հզորությանը և շրջակա միջավայրին:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
---|---|---|
10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP400 Փ |
0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազերծման (UAOD) հետազոտության արդյունքները
Prajapati et al. (2018): Հում նավթի ծծմբազրկում ուլտրաձայնային ինտեգրված օքսիդատիվ տեխնոլոգիայով. IJSRD – Գիտական հետազոտությունների միջազգային հանդես & Զարգացում Հատ. 6, թողարկում 02, 2018 թ.
Prajapati et al. (2018) նկարագրում է Hielscher ուլտրաձայնային ռեակտորի առավելությունները ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկման համար (UAOD): UAOD-ը դարձել է ավանդական հիդրոմշակման կենսունակ այլընտրանքային տեխնոլոգիա, որը խաթարվում է զգալի ներդրումային և գործառնական ծախսերի պատճառով՝ բարձր ճնշման, բարձր ջերմաստիճանի հիդրոսուլֆուրացման սարքավորումների, կաթսաների, ջրածնի կայանների և ծծմբի վերականգնման ստորաբաժանումների պատճառով: Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկումը թույլ է տալիս իրականացնել ծծմբի խորը հեռացման գործընթացը շատ ավելի մեղմ պայմաններում, ավելի արագ, անվտանգ և շատ ավելի տնտեսապես:
Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկման (UAOD) գործընթացը կիրառվել է դիզելային յուղի և նավթամթերքի հումքի վրա, որը պարունակում է մոդելային ծծմբային միացություններ (բենզոթիոֆեն, դիբենզոթիոֆեն և դիմեթիլդիբենզոտիոֆեն): Օքսիդանտի քանակի, լուծիչի ծավալի ազդեցությունը արդյունահանման փուլի, ուլտրաձայնային բուժման ժամանակի և ջերմաստիճանի վրա (UIP1000hdTՀետազոտվել է 20 կՀց, 750 Վտ, գործող 40%): Օգտագործելով UAOD-ի համար օպտիմալացված պայմանները, ծծմբի հեռացումը մինչև 99% ձեռք է բերվել նավթամթերքի հումքի մոդելային միացությունների համար՝ օգտագործելով H-ի մոլային համամասնությունը:2Օ2Քացախաթթու: ծծումբ 64:300:1, 9 րոպե ուլտրաձայնային մշակումից հետո 90ºC ջերմաստիճանում, որին հաջորդում է արդյունահանումը մեթանոլով (լուծիչի և յուղի օպտիմալացված հարաբերակցությունը 0.36): Օգտագործելով նույն ռեագենտի քանակությունը և 9 րոպե ուլտրաձայնային հետազոտությունը, դիզելային յուղի նմուշների դեպքում ծծմբի հեռացումը 75%-ից բարձր էր:
Բարձր ուլտրաձայնային ամպլիտուդների կարևորությունը
Հում նավթի առևտրային մասշտաբի օքսիդատիվ ծծմբազրկման ուլտրաձայնային ուժեղացումը պահանջում է արդյունաբերական չափի ուլտրաձայնային պրոցեսորի օգտագործումը, որը կարող է պահպանել մոտ թրթռման բարձր ամպլիտուդներ: 80 – 100 միկրոնս. Ամպլիտուդները ուղղակիորեն վերաբերում են ուլտրաձայնային կավիտացիաների արդյունքում առաջացած կտրող ուժերի ինտենսիվությանը և պետք է պահպանվեն բավական բարձր մակարդակի վրա, որպեսզի խառնումն արդյունավետ լինի:
Պրաջապատիի և այլոց կատարած փորձերը։ ցույց են տալիս, որ ուլտրաձայնայինացումն ուժեղացնում է ծծմբազրկման ռեակցիան: Ծծմբազրկման արդյունավետությունը կազմել է մոտ 93,2% երբ կիրառվում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հետազոտություն:
Շայեգանը և այլք։ (2013): Գազի նավթի ծծմբի հեռացում ուլտրաձայնային օգնությամբ կատալիտիկ օքսիդատիվ գործընթացի միջոցով և դրա օպտիմալ պայմանների ուսումնասիրություն. Korean Journal of Chemical Engineering 30 (9), Սեպտեմբեր 2013. 1751-1759.
Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբաթափման գործընթացը (UAOD) կիրառվել է գազի նավթի ծծմբային միացությունները նվազեցնելու համար, որոնք պարունակում են տարբեր տեսակի ծծմբի պարունակություն: Բնապահպանական կանոնակարգը պահանջում է շատ խորը ծծմբիացում՝ ծծմբի միացությունները վերացնելու համար: UAOD-ը խոստումնալից տեխնոլոգիա է՝ ավելի ցածր գործառնական արժեքով և ավելի բարձր անվտանգության և շրջակա միջավայրի պաշտպանությամբ: Առաջին անգամ տիպիկ փուլային փոխանցման նյութը (տետրաօկտիլ-ամոնիում-բրոմիդ) փոխարինվեց իզոբութանոլով, քանի որ իզոբութանոլի օգտագործումը շատ ավելի խնայող է, քան TOAB-ը, որը չի առաջացնում աղտոտում: Ռեակցիան իրականացվել է օպտիմալ կետում՝ տարբեր ջերմաստիճաններով, մեկ, երկու և երեք փուլային պրոցեդուրաներով՝ ուսումնասիրելով H-ի աստիճանական աճի ազդեցությունը։2Օ2 և TOAB-ն օգտագործվում է իզոբութանոլի փոխարեն: Ծծմբի ընդհանուր կոնցենտրացիան նավթային փուլում վերլուծվել է ASTM-D3120 մեթոդով: 9500 մգ/կգ ծծումբ պարունակող գազի նավթի մոտ 90%-ի առավելագույն հեռացումը ձեռք է բերվել երեք քայլով 17 րոպե տեւողությամբ 62±2°C ջերմաստիճանում, երբ 180,3 մմոլ Հ.2Օ2 օգտագործվել և արդյունահանվել է մեթանոլով։
Աքբարին և այլք։ (2014): Գործընթացի փոփոխականների և ուլտրաձայնի ուժեղացման էֆեկտների ուսումնասիրություն, որը կիրառվում է մոդելային դիզելային վառելիքի օքսիդատիվ ծծմբազերծման ժամանակ MoO-ի վրա3/Ալ2Օ3 կատալիզատոր. Ultrasonics Sonochemistry 21 (2), Մարտ 2014. 692–705.
Նոր տարասեռ սոնոկատալիտիկ համակարգ, որը բաղկացած է MoO-ից3/Ալ2Օ3 կատալիզատոր և Հ2Օ2 Ուլտրաձայնային հետ համատեղ ուսումնասիրվել է դիզելային վառելիքի մոդելային ծծմբային միացությունների օքսիդացումը բարելավելու և արագացնելու համար, ինչը հանգեցրել է գործընթացի արդյունավետության զգալի բարելավմանը: Ուլտրաձայնի ազդեցությունը կատալիզատորի հատկությունների, ակտիվության և կայունության վրա մանրամասն ուսումնասիրվել է GC-FID, PSD, SEM և BET տեխնիկայի միջոցով: 1000 μg/g ծծումբ պարունակող մոդելային դիզելային դիզելում DBT-ի 98%-ից ավելի փոխակերպումը ստացվել է նոր ուլտրաձայնային օգնությամբ ծծմբազերծման միջոցով Հ.2Օ2/ծծմբի մոլային հարաբերակցությունը 3, ջերմաստիճանը 318 Կ և կատալիզատորի չափաբաժինը 30 գ/լ 30 րոպե ռեակցիայից հետո, հակառակ լուռ գործընթացի ընթացքում ստացված 55% փոխակերպման: Այս բարելավման վրա զգալիորեն ազդել են շահագործման պարամետրերը և կատալիզատորի հատկությունները: Հիմնական գործընթացի փոփոխականների ազդեցությունները հետազոտվել են՝ օգտագործելով պատասխան մակերեսի մեթոդաբանությունը լուռ գործընթացում՝ համեմատած ուլտրաձայնային: Ուլտրաձայնային հետազոտությունը ապահովում է կատալիզատորի և օքսիդանտի լավ ցրում՝ ջրածնային կապի խզման և յուղային փուլում դրանց ապաագլոմերացիայի միջոցով: Կատալիզատորի մակերեսի վրա կեղտերի նստեցումը լուռ փորձերում առաջացրել է արագ ապաակտիվացում, որի արդյունքում DBT-ի օքսիդացումն ընդամենը 5%-ն է վերամշակված կատալիզատորի կողմից լուռ ռեակցիայի 6 ցիկլերից հետո: DBT-ի 95%-ից ավելին օքսիդացել է ուլտրաձայնային օգնությամբ 6 ցիկլերից հետո՝ ցույց տալով կայունության մեծ բարելավում՝ ուլտրաձայնային ախտահանման ընթացքում մակերեսը մաքրելով: Մասնիկների չափի զգալի կրճատում է նկատվել նաև 3 ժամ ձայնագրությունից հետո, որը կարող է ապահովել կատալիզատորի ավելի շատ ցրում մոդելային վառելիքում:
Աֆզալինիան և այլք: (2016): Հեղուկ վառելիքի ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազերծման գործընթացը ֆոսֆոտնգստաթթվի միջոցով, որը պարփակված է փոխներթափանցող ամինով ֆունկցիոնալացված Zn(II)-ի վրա հիմնված MOF-ում որպես կատալիզատոր:. Ultrasonics Sonochemistry 2016 թ
Այս աշխատանքում ուլտրաձայնային օգնությամբ հեղուկ վառելիքի օքսիդատիվ ապածծմբացում (UAOD) իրականացվել է նոր տարասեռ բարձր ցրված Keggin տիպի ֆոսֆոտունգստաթթուով (H3PW12Օ40, PTA) կատալիզատոր, որը պարփակվում է ամինաֆունկցիոնալացված MOF-ի մեջ (TMU-17 -NH2): Պատրաստված կոմպոզիտը ցուցադրում է բարձր կատալիտիկ ակտիվություն և կրկնակի օգտագործման հնարավորություն մոդելային վառելիքի օքսիդատիվ ծծմբազրկման ժամանակ: Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդատիվ ծծմբազրկումը (UAOD) ծծմբ պարունակող միացությունների օքսիդացման ռեակցիան արագ, տնտեսապես, էկոլոգիապես մաքուր և անվտանգ, մեղմ պայմաններում իրականացնելու նոր միջոց է: Ուլտրաձայնային ալիքները կարող են կիրառվել որպես արդյունավետ գործիք՝ նվազեցնելու ռեակցիայի ժամանակը և բարելավում է օքսիդատիվ ծծմբաթափման համակարգի աշխատանքը: PTA@TMU-17-NH2-ը կարող էր ամբողջությամբ կատարել մոդելային յուղի ծծմբազրկում 20 մգ կատալիզատորով, O/S մոլային հարաբերակցությունը 1:1 MeCN-ի առկայության դեպքում որպես արդյունահանման լուծիչ: Ստացված արդյունքները ցույց են տվել, որ DBT-ի փոխակերպումները DBTO2-ի հասնում են 98%-ի 15 րոպե հետո շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում: Այս աշխատանքում մենք առաջին անգամ պատրաստեցինք TMU-17-NH2 և PTA/TMU-17-NH2 կոմպոզիտները ուլտրաձայնային ճառագայթման միջոցով և օգտագործեցինք UAOD գործընթացում: Պատրաստված կատալիզատորը ցուցադրում է գերազանց կրկնակի օգտագործման հնարավորություն՝ առանց PTA տարրալվացման և ակտիվության կորստի: