Ուլտրաձայնային ծովային վառելիքի անջատում
- Ծովային վառելիքները ազդում են նոր կանոնակարգերի վրա, որոնց համար անհրաժեշտ է 0,5% մ / մ ծծմբի պարունակություն:
- Ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդատիվ desulfurization (UAOD) սահմանված մեթոդ է, որը արագացնում է օքսիդացման ռեակցիան և հանդիսանում է տնտեսական և անվտանգ գործընթաց:
- UAOD գործընթացները կարող են իրականացվել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում և մթնոլորտային ճնշմամբ և թույլ տալ ածխաջրածինային վառելիքից ծծմբի միացությունների ընտրովի հեռացում:
- Hielscher– ի բարձրորակ ուլտրաձայնային համակարգերը հեշտ են տեղադրվել և անվտանգ օգտագործել օդանավակայանում կամ ափամերձ տարածքում:
Lowածր ծծմբի ծովային վառելիք
Ծովային միջազգային կազմակերպությունը (IMO) իրականացրել է նոր կանոնակարգեր, որոնց համաձայն ծովային նավերը աշխարհում պարտավոր են օգտագործել ծովային վառելիք `0,5% մ / մ ծծմբ պարունակությամբ: Այս նոր կանոնակարգերը պահանջում են խորքային փոփոխություններ ծովային վառելիքների վերամշակման մեջ. Sulfածր ծծմբային վառելիքի համար նոր նորմերը կատարելու համար պահանջվում է արդյունավետ desulfurization գործընթաց:
Հեղուկ ածխաջրածինային վառելիքի, ինչպիսիք են բենզինը, նեֆթան, դիզելային, ծովային վառելիքը և այլն, ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդատիվ ջրազերծումը (UAOD) `ծանր վառելիքի մեծ ծավալի հոսքերից ծծումբը հանելու համար:
2-փուլային ուլտրաձայնային օքսիդատիվ desulphurization- ի գծապատկեր
Օքսիդացնող ջրազրկում
Օքսիդացվող ջրազրկելը (ODS) հիդրոդուլֆուրացման (HDS) էկոլոգիապես մաքուր և տնտեսական այլընտրանք է, քանի որ օքսիդացված ծծմբի միացությունները կարող են զգալիորեն հեշտությամբ առանձնացվել ծանր վառելիքի յուղերից: Օքսիդացնող հուսահատման քայլից հետո արդյունահանվող ծծմբի միացությունները տարանջատվում են ֆիզիկական մեթոդներով, օրինակ `օգտագործելով ոչ-բյուրեղային բևեռային լուծիչ և հետագա ծանրության, ներծծման կամ կենտրոնախույս տարանջատում: Այլապես, ջերմային տարրալուծումը կարող է օգտագործվել օքսիդացված ծծումբը հեռացնելու համար:
Օքսիդացնող ջրազերծման ռեակցիայի համար օքսիդիչ է (օրինակ ՝ ջրածնի Հ2The2, նատրիումի քլորիթ NaClO2, ազոտային օքսիդ N2O, նատրիումի պարբերական NaIO4) պահանջվում է կատալիզատոր (օրինակ ՝ թթուներ), ինչպես նաև փուլային փոխանցման ռեակտիվ: Փուլային փոխանցման ռեակտիվը նպաստում է ջրային և յուղային փուլերի միջև եղած տարասեռ արձագանքի խթանմանը, ինչը ODS- ի ռեակցիայի արագության սահմանափող քայլ է:
- բարձր արդյունավետ – մինչև 98% ջրազրկում
- տնտեսական. ցածր ներդրումներ, գործառնական ցածր ծախսեր
- ոչ մի կատալիզատոր թունավորում
- հեշտ, գծային մասշտաբով
- անվտանգ գործելու համար
- ծովափ & օֆշորային (օդանավակայանում) տեղադրում
- արագորեն
Ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդատիվ դեուլֆուրացում
Մինչդեռ հիդրոդուլֆուրացումը (HDS) պահանջում է ավելի մեծ ներդրումային ծախսեր, մինչև 400ºC ջերմաստիճանի բարձր արձագանքման ջերմաստիճանը և ռեակտորներում մինչև 100 արմ բարձր ճնշում, ուլտրաձայնային օքսիդացնող ջրազերծման գործընթացը (UAOD) շատ ավելի հարմար է, արդյունավետ և կանաչ: UAOD- ն մեծապես ուժեղացնում է կատալիտիկ ծծմբի հեռացման ռեակտիվությունը և միևնույն ժամանակ առաջարկում է ավելի ցածր գործառնական գին, ավելի բարձր անվտանգություն և շրջակա միջավայրի պաշտպանություն: Արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոսքի ռեակտորի համակարգերը մեծացնում են ջրազրկման արագությունը ՝ խիստ արդյունավետ ցրման և դրանով իսկ բարելավված ռեակցիայի կինետիկայի շնորհիվ: Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումը ապահովում է նանո-մասշտաբային ցրումներ, հետերոգեն ռեակցիայի տարբեր փուլերի միջև զանգվածային փոխանցումը կտրուկ աճում է:
Ուլտրաձայնային (ձայնային) cavitation մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը և զանգվածային փոխանցումը ծայրահեղ պայմաններով, որոնք հասնում են խոռոչային թեժ կետերում: Խավիարային փուչիկի պայթյունի ընթացքում շատ բարձր ջերմաստիճան է մոտավորապես: 5000K, շատ արագ հովացման սակագներ, մոտավոր ճնշումներ: Տեղականորեն հասնում են 2,000 և միջին մակարդակի ջերմաստիճանի և ճնշման տարբերություններ: Խավիարային պղպջակի պայթյունը հանգեցնում է նաև հեղուկ ինքնաթիռների մինչև 280 մ / վ արագության, ինչը ստեղծում է շատ բարձր կտրող ուժեր: Այս արտակարգ մեխանիկական ուժերը արագացնում են օքսիդացման ռեակցիայի ժամանակը և վայրկյանների ընթացքում մեծացնում են ծծմբի վերափոխման արդյունավետությունը:
Ավելի ամբողջական ծծմբի հեռացում
Մինչդեռ mercaptans- ը, thioethers- ը, sulfides- ը և disulfides- ը կարող են հանվել սովորական հիդրոդուլֆուրացման (HDS) գործընթացով, Thiophenes, benzothiophens (BT), dibenzothiophenes (DBT) և 4,6-dimethyldibenzothiophenes (4,6-DMDBT) հեռացման համար: պահանջվում է բարդ մեթոդ: Ուլտրաձայնային օքսիդացնող desulphurization- ը խիստ արդյունավետ է, երբ խոսքը վերաբերում է նույնիսկ հազիվ շարժվող ծծմբի հրակայուն միացությունների հեռացմանը (օրինակ ՝ 4,6-dimethyldibenzothiophene և այլ ալկիլային փոխարինող տիոֆենային ածանցյալներ): Ebrahimi et al. (2018) զեկույց ա desulfurization արդյունավետությունը մինչև 98.25% ՝ օգտագործելով Hielscher Sonoreactor- ը օպտիմիզացված է ծծմբի հեռացման համար: Ավելին, ուլտրաձայնայինորեն օքսիդացված ծծմբային միացությունները կարող են առանձնացվել ջրի հիմնական լվացման միջոցով:
Բազմամյա UAOD գործընթացի ազդեցությունը օպտիմալ պարամետրերով
Ուլտրաձայնային անջատման հնարավորության թեստ UP400S- ով
Shayegan et al. 2013 համակցված ուլտրաձայնացում (UP400S) ջրածնի պերօքսիդի հետ որպես օքսիդիչ, FeSO- ը `որպես կատալիզատոր, քացախաթթուը որպես pH կարգավորիչ և մեթանոլը որպես արդյունահանող լուծիչ` գազի յուղի ծծմբի քանակը նվազեցնելու համար:
Օքսիդացնող ջրազրկման ժամանակ ռեակցիայի արագության կայունությունը կարող է մեծապես աճել `ավելացնելով մետաղական իոնները որպես կատալիզատոր և օգտագործելով սոնիկացիա: Ուլտրաձայնային էներգիան կարող է նվազեցնել ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան: Ուլտրաձայնային բուժումը կոտրում է սահմանային շերտը պինդ կատալիզատորների և ռեակտիվների միջև և ապահովում է կատալիզատորների և ռեակտիվների միատարր խառնուրդ – դրանով բարելավելով ռեակցիայի կինետիկան:
Ծծմբի արդյունահանման գործընթացը ապուլֆուրացման ընթացքում խիստ կարևոր քայլ է `նպատակաուղղված վերականգնելու ջրազրկված գազի յուղի ընդհանուր ծավալը: Օգտագործելով հեղուկ-հեղուկ արդյունահանում `օգտագործելով մեթանոլը, քանի որ լուծիչը պարզ արդյունահանման գործընթաց է, բայց բարձր արդյունավետության ապահովման համար անխուսափելի փուլերի արդյունավետ խառնուրդը անհրաժեշտ է: Միայն այն դեպքում, երբ փուլերի միջև տեղի է ունենում առավելագույն ինտերֆեյս և հետագայում զանգվածային առավելագույն փոխանցում, արդյունքի է հանվում բարձր արդյունքը: Ուլտրաձայնացումը և ձայնային կավիացիայի սերունդն ապահովում են ռեակտանտ փուլերի ինտենսիվ խառնումը և իջեցնում է ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան:
Ծովային վառելիքի ջրահեռացման համար բարձրորակ ուլտրաձայնային ստորաբաժանումներ
Hielscher Ultrasonics- ը բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային համակարգերի շուկայի առաջատարն է, պահանջելով այնպիսի արտադրանքներ, ինչպիսիք են UAOD- ը արդյունաբերական մասշտաբներով: Մինչև 200 մկմ բարձր ծավալը, 24/7-ի շահագործումը լիարժեք ծանրաբեռնվածության պայմաններում և ծանրաբեռնվածությունը, կայունությունը և օգտագործողի բարեկամությունը Hielscher- ի ուլտրաձայնային սարքերի հիմնական հատկանիշներն են: Տարբեր ուժային դասերի ու տարբեր պարագաների ուլտրաձայնային համակարգերը, ինչպիսիք են սոնոտրոդները և հոսքի ռեակտորի երկրաչափությունները, թույլ են տալիս ուլտրաձայնային համակարգի առավելագույն հարմարեցումը ձեր հատուկ վառելիքին, վերամշակման կարողություններին և միջավայրին:
Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:
| խմբաքանակի Volume | Ծախսի Rate | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 10-ից մինչեւ 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / վրկ | UP400St |
| 01-ից մինչեւ 20 լ | 02-ից 4 լ / րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| na | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| na | ավելի մեծ | Կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Բարձր էներգիայի ուլտրաձայնային պրոցեսորներ լաբորատորից փորձնական եւ արդյունաբերական մասշտաբով:
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 օքսիդացնող ջրահեռացման (UAOD) հետազոտության արդյունքները
Prajapati et al. (2018): Ուլտրաձայնային ինտեգրված օքսիդացնող տեխնոլոգիայի միջոցով հում նավթի ապագուլֆուրացում. IJSRD – Գիտական հետազոտությունների միջազգային ամսագիր & Զարգացման ծավալ. 6, թիվ 02, 2018:
Prajapati et al. (2018) նկարագրեք Hielscher- ի ուլտրաձայնային ռեակտորի առավելությունները ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդացնող ջրազրկման համար (UAOD): UAOD- ը դարձել է ավանդական հիդրոարտադրման կենսունակ այլընտրանքային տեխնոլոգիա, որը արժեզրկվում է զգալի ներդրումային և գործառնական ծախսերով `բարձր ճնշման, բարձր ջերմաստիճանի հիդրոդուլֆուրացման սարքավորումների, կաթսաների, ջրածնի բույսերի և ծծմբի վերականգնման միավորների պատճառով: Ուլտրաձայնային օգնությամբ օքսիդացնող ջրազրկելը թույլ է տալիս ծծմբի խորը հեռացման գործընթացը իրականացնել ավելի մեղմ պայմաններում ՝ ավելի արագ, անվտանգ և շատ ավելի տնտեսապես:
Ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդացնող desulfurization (UAOD) գործընթացը կիրառվել է դիզելային յուղի և նավթամթերքի պարենային ապրանքների համար, որոնք պարունակում են մոդելային ծծմբային միացություններ (բենզոթիոֆեն, դիբենզոթիոֆեն և դիմեթիլդիբենզոտիոֆեն): Օքսիդիչ քանակի ազդեցությունը, լուծիչի ծավալը արդյունահանման քայլին, ուլտրաձայնային բուժման ժամանակն ու ջերմաստիճանը (UIP1000hdTՈւսումնասիրվել է 20 կՀց, 750 Վտ, գործում է 40% -ով: Օգտագործելով UAOD- ի համար օպտիմիզացված պայմանները, ծծմբի հեռացումը մինչև 99% ձեռք բերվեց նավթային արտադրանքի պարենային ապրանքատեսակների մոդելային միացությունների համար `օգտագործելով մոլային համամասնություն H- ի համար:2The2: քացախաթթու. ծծումբ 64: 300: 1, ուլտրաձայնային բուժման 9min ջերմաստիճանում 90 ° C- ից հետո, որին հաջորդում է մեթանոլով արդյունահանումը (օպտիմիզացված լուծիչ և յուղի հարաբերակցությունը 0,36): Նույն ռեագենտի քանակի և ուլտրաձայնի 9 րոպե օգտագործմամբ ծծմբի հեռացումը 75% -ից բարձր էր դիզելային յուղի նմուշների համար:
Բարձր ուլտրաձայնային ամպերի կարևորությունը
Անմշակ յուղի առևտրային մասշտաբի օքսիդացնող ջրազրկման ուլտրաձայնային ուժեղացումը պահանջում է արդյունաբերական չափսի հոսքի միջոցով ուլտրաձայնային պրոցեսորի օգտագործումը, որը կարող է պահպանել մոտավոր թրթռման ամպլիտուդներ 80 – 100 միկրոս. Ամպլիտուդներն ուղղակիորեն առնչվում են ուլտրաձայնային խոռոչների կողմից առաջացած կտրող ուժերի ինտենսիվությանը և պետք է պահպանվեն բավարար բարձր մակարդակի վրա, որպեսզի խառնուրդը լինի արդյունավետ:
Փրաջապատի և այլոց կատարած փորձերը: ցույց տալ, որ ուլտրաձայնացումը ուժեղացնում է desulfurization- ի ռեակցիան: Չեղտաջրերի արդյունավետությունը կազմում էր մոտ 93,2% երբ կիրառվում է բարձրորակ ուլտրաձայնային միջոց:
Shayegan et al. (2013): Գազի յուղի ծծմբի հեռացում ուլտրաձայնային օժանդակ կատալիտիկ օքսիդացնող պրոցեսի միջոցով և դրա օպտիմալ պայմանների ուսումնասիրություն. Korean Journal of Chemical Engineering 30 (9), 2013 թ. Սեպտեմբեր: 1751-1759:
Ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդատիվ desulfurization գործընթացը (UAOD) կիրառվել է `գազի յուղի ծծմբային միացությունների կրճատման համար, որոնք պարունակում են ծծմբի տարբեր տեսակներ: Բնապահպանական կարգավորումը ծծմբի միացությունները վերացնելու համար պահանջում է շատ խորը ջրազերծում: UAOD- ը խոստումնալից տեխնոլոգիա է `ցածր գործառնական արժեքով և ավելի բարձր անվտանգության և շրջակա միջավայրի պաշտպանությամբ: Առաջին անգամ տիպային ֆազային փոխանցման գործակալը (տետրաոկտիլ-ամոնիում-բրոմիդ) փոխարինվեց իզոբութանոլով, քանի որ իզոբութանոլ օգտագործելը շատ ավելի տնտեսական է, քան TOAB- ը ՝ չառաջացնելով որևէ աղտոտում: Արձագանքումն իրականացվել է օպտիմալ կետում `տարբեր ջերմաստիճաններով, մեկ-, երկու և երեք փուլային ընթացակարգերով` ուսումնասիրելով Հ-ի աստիճանական բարձրացման ազդեցությունը2The2 և TOAB- ը օգտագործվում է իզոբութանոլի փոխարեն: Նավթի փուլում ծծմբի ընդհանուր կոնցենտրացիան վերլուծվել է ASTM-D3120 մեթոդով: 9,500 մգ / կգ ծծումբ պարունակող գազի յուղի մոտ 90% -ի առավելագույն հեռացումը հասավ երեք փուլով ընթացքի 17 րոպեի ընթացքում 62 ± 2 ° C ջերմաստիճանում, երբ 180.3 մմոլ H2The2 օգտագործվել և արդյունահանվել է մեթանոլով:
Akbari et al. (2014 թ.): ՄՄ-ի մոդելային դիզելային դիզելային օքսիդացման գործընթացում կիրառված ուլտրաձայնային գործընթացի փոփոխականության ու ուլտրաձայնային ազդեցության ուսումնասիրություն3/ Ալ2The3 կատալիզատոր. Ուլտրաձայնային սոնոկիմիա 21 (2), մարտ 2014. 692–705:
ԱՀ-ից բաղկացած նոր տարասեռ սոնոկատալիտիկ համակարգ3/ Ալ2The3 կատալիզատոր և Հ2The2 ուլտրաձայնացման հետ համատեղ ուսումնասիրվել է դիզելային ծծմբային միացությունների մոդելային ծծմբային միացությունների օքսիդացումը բարելավելու և արագացնելու համար, ինչը հանգեցրել է գործընթացի արդյունավետության զգալի բարելավմանը: Ուլտրաձայնային ազդեցությունը կատալիզատորի հատկությունների, գործունեության և կայունության վրա մանրամասն ուսումնասիրվեց GC-FID, PSD, SEM և BET տեխնիկայի միջոցով: DBT- ի 98% վերափոխումը 1000 մկգ / գ ծծմբ պարունակող մոդելային դիզելում վերափոխումը ստացավ նոր ուլտրաձայնային օժանդակ ջրահեռացման միջոցով H- ում2The2/ 3-ի ծծմբային մոլային հարաբերակցությունը, 318 Կ ջերմաստիճանը և 30 րոպե ռեակցիայի արդյունքում 30 գ / լ կատալիզատոր դեղաչափը, հակառակ լուռ գործընթացի ընթացքում ստացված 55% փոխակերպմանը: Այս բարելավման վրա զգալիորեն ազդել են շահագործման պարամետրերը և կատալիզատորի հատկությունները: Հիմնական գործընթացի փոփոխականների հետևանքները ուսումնասիրվել են լուռ գործընթացում արձագանքման մակերևույթի մեթոդաբանության կիրառմամբ ՝ համեմատած ուլտրաձայնացման հետ: Ուլտրաձայնը ապահովեց կատալիզատորի և օքսիդիչի լավ ցրումը ջրածնի կապի խզման միջոցով և դրանց deagglomeration- ի միջոցով նավթի փուլում: Կատալիզատորի մակերևույթին կեղտաջրերի պահպանումը հանգեցրել է արագ անջատման լուռ փորձարկումների արդյունքում, որի արդյունքում վերամշակված կատալիզատորի կողմից լուռ արձագանքի 6 ցիկլից հետո DBT- ի օքսիդացումը կազմում է ընդամենը 5%: DBT- ի 95% -ից վեր օքսիդացվեց ուլտրաձայնային օգնության 6 ցիկլերից հետո, որը ցույց տվեց կայունության մեծ բարելավում ՝ ուլտրաձայնայինացման ընթացքում մակերեսը մաքրելով: Զգալի մասնիկների չափսերի իջեցում է նկատվել նաև 3-ժամյա հյուծումից հետո, որը կարող է ապահովել մոդելային վառելիքում կատալիզատորի ավելի մեծ ցրվածություն:
Afzalinia et al. (2016 թ.): Ֆոսֆոտունգինաթթվի միջոցով հեղուկ վառելիքի ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդացնող ջրազերծման գործընթացը ներծծված է amine- ֆունկցիոնալացված Zn (II) հիմքով գործող MOF- ի վրա որպես կատալիզատոր. Ուլտրաձայնային սոնոքիմիա 2016
Այս աշխատանքում հեղուկ վառելիքների ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդատիվ desulfurization (UAOD) կատարումը կատարվել է նոր հետերոգեն բարձր ցրված Keggin տիպի ֆոսֆոտունգաթթու (H3PW12The40-ը, PTA) կատալիզատոր, որը ընդգրկվել է ամինֆունկցիոնալ MOF- ի մեջ (TMU-17-NH2): Պատրաստված կոմպոզիտը ցուցաբերում է բարձր կատալիտիկ ակտիվություն և նորից օգտագործելիություն մոդելի վառելիքի օքսիդատիվ ջրազրկման մեջ: Ուլտրաձայնային օժանդակ օքսիդացնող ջրազրկումը (UAOD) հանդիսանում է ծծմբի պարունակող միացությունների օքսիդացման ռեակցիան իրականացնելու նոր միջոց ՝ արագ, տնտեսապես, շրջակա միջավայրի համար ապահով և անվտանգ, մեղմ պայմաններում: Ուլտրաձայնային ալիքները կարող են կիրառվել որպես արդյունավետ գործիք `ռեակցիայի ժամանակը նվազեցնելու և օքսիդատիվ ջրազրկման համակարգի կատարողականը բարելավելու համար: PTA @ TMU-17-NH2- ը կարող էր ամբողջությամբ իրականացնել մոդելի յուղի desulfurization 20 մգ կատալիզատորով, O / S մոլային հարաբերակցությունը 1: 1-ի առկայությամբ MeCN- ի ՝ որպես արդյունահանման վճարունակ: Ձեռք բերված արդյունքները ցույց են տվել, որ DBT- ի DBTO2- ի վերափոխումները հասնում են 98% -ի `շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում 15 րոպե անց: Այս աշխատության մեջ մենք նախապատրաստեցինք TMU-17-NH2 և PTA / TMU-17-NH2 կոմպոզիտ ՝ ուլտրաձայնային ճառագայթման միջոցով առաջին անգամ օգտագործելով և ներգրավեցինք UAOD գործընթացում: Պատրաստված կատալիզատորը գերազանց վերաակտիվություն է ցուցաբերում ՝ առանց PTA- ի արտահոսքի և գործունեության կորստի: