Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonically Membantu Oksidatif Desulfurization (UAODS)

Senyawa yang mengandung sulfur dalam minyak mentah, minya bumi, dan minyak bahan bakar lainnya termasuk sulfida, thiols, thiophenes, dan , benzo- dan dibenzothiophenes (BTs and DBTs) benzo- dan dibenzothiophenes tersubstitusi (BT dan DBT), benzonaphthothiophene (BNT), dan banyak lagi molekul kompleks, dimana thiophenes terkondensasi adalah Bentuk yang paling umum. Reaktor ultrasonik Hielscher membantu desulfurisasi dalam oksidatif membantu proses desulfurisasi oksidatif yang diperlukan untuk memenuhi peraturan lingkungan yang ketat saat ini dan spesifikasi sulfur diesel ultra rendah (ULSD, 10ppm sulfur).
Sulfur Reduction di Kilang

Oksidatif Desulfurization (ODS)

Dibenzothiophen Molekul Sebelum oksidatif DesulfurisasiDesulfurisasi oksidatif dengan hidrogen peroksida dan ekstraksi pelarut berikutnya adalah teknologi desulfurisasi dalam dua tahap untuk mengurangi jumlah senyawa organosulfur dalam minyak bahan bakar. Reaktor ultrasonik Hielscher digunakan pada kedua tahap untuk memperbaiki kinetika reaksi transfer fase dan laju pelarutan dalam sistem fase cair-cair.

Flowchart untuk Ultrasonikasi membantu Oksidatif Desulfurisasi - 2 Tahapan

Flowchart untuk Ultrasonikasi membantu Oksidatif Desulfurisasi – 2 Tahap

Pada tahap pertama desulfurisasi oksidatif dibantu ultrasonik, hidrogen peroksida digunakan sebagai oksidan untuk secara selektif mengoksidasi molekul yang mengandung belerang, yang ada dalam minyak bahan bakar ke sulfoksida atau sulfonnya yang sesuai dalam kondisi ringan untuk meningkatkan kelarutannya di pelarut polar dengan peningkatan polaritasnya. Oksidatif Desulfurisasi dari Dibenzotiophene untuk sulfoksida dan SulfonePada tahap ini, ketidakterbatasan fasa air polar dan fasa organik nonpolar merupakan masalah yang signifikan dalam proses desulfurisasi oksidatif karena kedua fase bereaksi satu sama lain hanya pada interphase.Tanpa ultrasonik, ini menghasilkan laju reaksi rendah dan konversi organosulfur yang lambat dalam sistem dua fasa ini.

Instalasi penyulingan memerlukan peralatan industri berat, sesuai untuk pemrosesan volume tinggi 24/7. Dapatkan di Hielscher!

Teknologi emulsifikasi ultrasonik

Ultrasonic Mixing untuk Emulsi KimiaFasa minyak dan fasa berair dicampur dipompa ke dalam alat pengaduk statis untuk menghasilkan emulsi dasar dari rasio volumetrik konstan yang kemudian diumpankan ke reaktor pencampur ultrasonik. Di mana, kavitasi ultrasonik menghasilkan geser hidrolik tinggi dan memecahkan fasa berair menjadi sub-mikron dan tetesan nanosize. Karena luas permukaan spesifik dari batas fasa berpengaruh terhadap laju reaksi kimia, penurunan diameter droplet yang signifikan ini meningkatkan kinetika reaksi dan mengurangi atau menghilangkan kebutuhan agen pada fasa transfer. Dengan menggunakan ultrasonik, persentase volume peroksida dapat diturunkan, karena emulsi yang lebih halus membutuhkan volume yang lebih sedikit untuk menyediakan kontak permukaan yang sama dengan fasa minyak.

Ultrasonikasi Membantu Oksidasi

Ultrasonic kavitasi pada 1500 WattsUltrasonic cavitation menghasilkan pemanasan lokal yang intens (~ 5000K), tekanan tinggi (~ 1000atm), pemanasan dan pendinginan yang luar biasa (>109 K / detik), dan aliran jet cair (~ 1000 km / jam). Lingkungan yang sangat reaktif ini mengoksidasi thiophenes dalam fase minyak lebih cepat dan lebih lengkap menjadi polar sulfoksida dan sulfon yang lebih besar. Katalis dapat lebih mendukung proses oksidasi namun tidak penting. Katalis emulsi amfiphilik atau fasa pemindahan katalis (PTC), seperti garam ammonium kuartener dengan kemampuan uniknya untuk larut dalam cairan berair dan organik telah ditunjukkan untuk digabungkan dengan oksidan dan memindahkannya dari fasa interface ke fase reaksi, dengan demikian meningkatkan laju reaksi. Reagen Fenton dapat ditambahkan untuk meningkatkan efisiensi desulfurisasi oksidatif untuk bahan bakar diesel dan ini menunjukkan efek sinergis yang baik dengan pemrosesan sono-oksidasi.

Peningkatan Massa-Transfer

Bila senyawa organosulfur bereaksi pada fasa batas, sulfoksida dan sulfat terakumulasi pada permukaan tetesan berair dan lepaskan senyawa sulfur lainnya agar tidak berinteraksi pada fase berair. Lengan hidrolik yang disebabkan oleh aliran jet kavitis dan arus akustik menghasilkan aliran turbulen dan transportasi material dari dan ke permukaan tetesan dan menyebabkan koalesensi berulang dan pembentukan tetesan baru berikutnya. Seiring degan waktu saat oksidasi berlangsung, sonikasi memaksimalkan eksposur dan interaksi reagen

Fase Transfer Ekstraksi Sulfones

Emulsi untuk Ultrasonic Ekstraksi Cair-CairSetelah oksidasi dan pemisahan dari fasa air (H2O2), the sulfones can be extracted using a polar solvent, such as acetonitrile at the second stage. Sulfon akan ditransfer pada batas fasa antara kedua fasa ke fase pelarut untuk polaritas yang lebih tinggi. Sama seperti pada tahap pertama, reaktor ultrasonik Hielscher meningkatkan ekstraksi cair-cair dengan membuat bentuk emulsi turbulen yang halus dari fase pelarut di dalam fase minyak. Hal ini meningkatkan fasa kontak permukaan dan hasil ekstraksi serta mengurangi penggunaan pelarut.

Hubungi kami / informasi lebih lanjut

Hubungi kami mengenai kebutuhan pengolahan Anda. Kami akan merekomendasikan parameter setup dan pengolahan yang paling cocok untuk proyek Anda.





Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Dari Lab Pengujian untuk Skala Pilot dan Produksi

Hielscher Ultrasonics menawarkan peralatan untuk menguji, memverifikasi dan teknologi ini dapat digunakan pada skala apapun. Pada dasarnya hal ini dilakukan tanya dalam 4 langkah.

  1. Campur minyak dengan H2O2 dan sonikasi untuk mengoksidasi senyawa sulfur
  2. Centrifuge untuk memisahkan fasa air
  3. Fase campuran minyak dengan pelarut dan sonikasi untuk mengekstrak sulfones
  4. Centrifuge untuk memisahkan fase pelarut dengan sulfones

Pada skala lab, Anda dapat menggunakan UP200Ht untuk menunjukkan konsep dan untuk menyesuaikan parameter dasar, seperti konsentrasi peroksida, proses suhu, waktu untuk sonikasi, intensitas serta penggunaan katalis atau pelarut.
Tingkat bench-top UIP1000hd, Memungkinkan untuk mensimulasikan kedua tahap secara independen pada laju alir dari 100 sampai 1000L / jam (25 sampai 250 gal / jam) dan untuk mengoptimalkan parameter proses dan sonikasi. Peralatan ultrasonik Hielscher dirancang untuk skala linier hingga volume pemrosesan yang lebih besar pada skala pilot atau produksi. Instalasi Hielscher terbukti bekerja handal untuk proses volume tinggi, termasuk penyulingan bahan bakar. Hielscher memproduksi sistem kontainer, menggabungkan beberapa perangkat berkekuatan tinggi 10kW atau 16kW ke cluster untuk integrasi yang mudah. Desain untuk memenuhi persyaratan lingkungan yang berbahaya juga tersedia. Tabel di bawah ini berisi daftar volume pemrosesan dan ukuran peralatan yang direkomendasikan.

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
5-200mL 50-500mL/min UP200Ht, UP400S
0.1 sampai 2L 0.25 sampai 2m3/ jam UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 10L 1 sampai 8m3/ jam UIP4000
n.a. 4-30m3/ jam UIP16000
n.a. di atas 30m3/ jam cluster UIP10000 atau UIP16000
Ultrasonic Mixing Sistem - 2 Helai 6x10kW (2x120m3 / hr)

Sistem pencampuran ultrasonik – 2 Helai 6x10kW (2x120m3/ hr)

Hielscher menyediakan lebih banyak aplikasi dalam minyak & Gas industri

  • Asam Esterifikasi
  • Alkali Transesterifikasi
  • Aquafuels (Air/Minyak)
  • Off-Shore Oil Sensor Cleaning
  • Persiapan untuk Pengeboran Cairan

Manfaat Menggunakan Ultrasonikasi

UAODS menawarkan manfaat yang signifikan dibandingkan dengan HDS. Thiophenes, pengganti benzo - dan dibenzothiophenes teroksidasi pada kondisi suhu dan tekanan rendah. Oleh karena itu, hidrogen mahal tidak diperlukan membuat proses ini lebih cocok untuk ukuran penyulingan yang kecil dan menengah, atau kilang yang terisolasi tidak terletak dekat dengan pipa hidrogen. Laju reaksi meningkat dan suhu serta reaksi tekanan menghindari penggunaan pelarut aprotik anhidrat yang mahal.
Mengintegrasikan unit desulfurisasi oksidatif yang dibantu ultrasonik dengan unit hydrotreating konvensional dapat meningkatkan efisiensi dalam memproduksi bahan bakar diesel sulfur rendah dan / atau ultra-rendah. Teknologi ini dapat digunakan sebelum atau sesudah hydrotreatement konvensional untuk menurunkan kadar sulfur.
Proses UAODS dapat menurunkan perkiraan biaya modal lebih dari separuh bila dibandingkan dengan biaya hydrotreater tekanan tinggi baru.

Kerugian dari Hidrodesulfurisasi (HDS)

Sementara hidrodesulfurisasi (HDS) adalah proses yang sangat efisien untuk menghilangkan thiols, sulfida dan disulfides, sangat sulit untuk menghapus refrakter belerang yang mengandung senyawa seperti dibenzothiophene dan turunannya (misalnya 4,6-dimethydibenzothiophene 4,6-DMDBT) ke tingkat yang sangat rendah. Suhu tinggi, tekanan tinggi dan konsumsi tinggi hidrogen menaikkan modal dan biaya operasional dari HDS untuk desulfurization ultra mendalam. Modal yang tinggi dan biaya operasional yang tak terelakkan. Jejak kadar belerang yang tersisa dapat meracuni katalis logam mulia yang digunakan dalam proses membentuk kembali dan mengubah atau katalis elektroda yang digunakan dalam tumpukan sel bahan bakar.