Risultati della ricerca sulla desolforazione ossidativa a ultrasuoni (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Desolforazione del petrolio greggio mediante tecnologia ossidativa integrata ad ultrasuoni. IJSRD – Rivista internazionale per la ricerca scientifica & Sviluppo Vol. 6, edizione 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) descrivono i vantaggi di un reattore ad ultrasuoni Hielscher per la desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni (UAOD). L'UAOD è diventata una valida tecnologia alternativa all'idrotrattamento tradizionale, che è penalizzata da notevoli costi di investimento e di esercizio a causa delle apparecchiature di idrodesolforazione ad alta pressione e ad alta temperatura, delle caldaie, degli impianti a idrogeno e delle unità di recupero dello zolfo. La desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni permette di eseguire il processo di rimozione profonda dello zolfo in condizioni molto più miti, più veloce, più sicura e molto più economica.
Il processo di desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni (UAOD) è stato applicato al gasolio e alle materie prime dei prodotti petroliferi contenenti composti di zolfo modello (benzotiofene, dibenzotiofene e dimetildibenzotiofene). L'influenza della quantità di ossidante, il volume del solvente per la fase di estrazione, il tempo e la temperatura del trattamento ad ultrasuoni (UIP1000hdT(20 kHz, 750 W, operante al 40%) è stato studiato. Utilizzando le condizioni ottimizzate per gli UAOD, la rimozione dello zolfo fino al 99% è stata ottenuta per i composti modello in materie prime di prodotti petroliferi utilizzando una proporzione molare per H₂O₂acido acetico: acido acetico: zolfo 64:300:1, dopo 9 minuti di trattamento ad ultrasuoni a 90ºC, seguito da estrazione con metanolo (rapporto ottimizzato solvente e olio di 0,36). Utilizzando la stessa quantità di reagente e 9 minuti di ultrasuoni, la rimozione dello zolfo è stata superiore al 75% per i campioni di gasolio.
L'importanza delle ampiezze ultrasoniche elevate
L'intensificazione ad ultrasuoni della desolforazione ossidativa del petrolio greggio su scala commerciale richiede l'uso di un processore ad ultrasuoni a flusso continuo di dimensioni industriali in grado di mantenere ampiezze di vibrazione elevate di circa 80 – 100 microns. Le ampiezze sono direttamente correlate all'intensità delle forze di taglio generate dalle cavitazioni ultrasoniche e devono essere mantenute ad un livello sufficientemente alto perché la miscelazione sia efficiente.
Gli esperimenti condotti da Prajapati et al. dimostrano che l'ultrasonicazione aumenta la reazione di desolforazione. L'efficienza di desolforazione è stata di circa il 93,2%. quando si applicano gli ultrasuoni ad alte prestazioni.

Shayegan et al. (2013): Rimozione dello zolfo del gasolio mediante processo di ossidazione catalitica assistita da ultrasuoni e studio delle sue condizioni ottimali.. Korean Journal of Chemical Engineering 30(9), settembre 2013. 1751-1759.
Il processo di desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni (UAOD) è stato applicato per ridurre i composti solforati del gasolio contenente vari tipi di zolfo. La normativa ambientale richiede una desolforazione molto profonda per eliminare i composti dello zolfo. UAOD è una tecnologia promettente con costi di esercizio inferiori e maggiore sicurezza e protezione ambientale. Per la prima volta il tipico agente di trasferimento di fase (tetraottil-ammonio-bromuro) è stato sostituito con isobutanolo perché l'uso di isobutanolo è molto più economico del TOAB, non imponendo alcuna contaminazione. La reazione è stata effettuata in un punto ottimale a varie temperature, in procedure a una, due e tre fasi, studiando l'effetto del graduale aumento di H₂O₂ e TOAB al posto dell'isobutanolo. La concentrazione totale di zolfo in fase oleosa è stata analizzata con il metodo ASTM-D3120. La massima rimozione di circa il 90% per il gasolio contenente 9.500 mg/kg di zolfo è stata ottenuta in tre fasi durante 17 minuti di processo a 62±2°C quando 180,3 mmol di H₂O₂ e l'estrazione è stata effettuata con metanolo.

Akbari et al. (2014): Analisi delle variabili di processo e degli effetti di intensificazione degli ultrasuoni applicati nella desolforazione ossidativa del modello diesel su MoO₃/Al₂O₃ stimolo. Ultrasonics Sonochemistry 21(2), marzo 2014. 692–705.
Un nuovo sistema sonocatalitico eterogeneo costituito da un MoO₃/Al₂O₃ e H₂O₂ combinato con l'ultrasonicazione è stato studiato per migliorare e accelerare l'ossidazione dei composti di zolfo modello di diesel, con conseguente significativo miglioramento dell'efficienza del processo. L'influenza degli ultrasuoni sulle proprietà, l'attività e la stabilità del catalizzatore è stata studiata in dettaglio mediante tecniche GC-FID, PSD, SEM e BET. Una conversione superiore al 98% del DBT in un modello diesel contenente 1000 μg/g di zolfo è stata ottenuta mediante una nuova desolforazione ultrasonica a H₂O₂/rapporto molare di 3, temperatura di 318 K e dosaggio del catalizzatore di 30 g/L dopo 30 minuti di reazione, contrariamente alla conversione del 55% ottenuta durante il processo silenzioso. Questo miglioramento è stato notevolmente influenzato dai parametri operativi e dalle proprietà dei catalizzatori. Gli effetti delle principali variabili di processo sono stati studiati utilizzando la metodologia della superficie di risposta in processo silenzioso rispetto all'ultrasonicazione. Gli ultrasuoni hanno fornito una buona dispersione di catalizzatore e ossidante per rottura del legame idrogeno e deagglomerazione degli stessi nella fase oleosa. La deposizione di impurità sulla superficie del catalizzatore ha causato una rapida disattivazione in esperimenti silenziosi con conseguente ossidazione del DBT solo del 5% dopo 6 cicli di reazione silenziosa da parte del catalizzatore riciclato. Oltre il 95% del DBT è stato ossidato dopo 6 cicli di ultrasuoni, dimostrando un grande miglioramento della stabilità grazie alla pulizia della superficie durante l'ultrasuono. Una notevole riduzione delle dimensioni delle particelle è stata osservata anche dopo la sonicazione 3h che potrebbe fornire una maggiore dispersione del catalizzatore nel carburante modello.

Afzalinia et al. (2016): Processo di desolforazione ossidativa ultrasonoro assistito di combustibile liquido mediante acido fosfotungstico incapsulato in un MOF compenetrante a base di Zn(II)-ammino-funzionalizzato Zn(II) come catalizzatore.. Ecografia Sonochimica 2016
In questo lavoro, la desolforazione ossidativa ultrasonica assistita (UAOD) di combustibili liquidi eseguita con un nuovo acido fosfotungstico (H₃PW₁₂O₄₀PTA) che incapsulato in un MOF ammino-funzionalizzato (TMU-17 -NH2). Il composito preparato presenta un'elevata attività catalitica e riutilizzabilità nella desolforazione ossidativa del carburante modello. La desolforazione ossidativa ultrasonica assistita (UAOD) è un nuovo modo per eseguire la reazione di ossidazione di composti contenenti zolfo in modo rapido, economico, ecologico e sicuro, in condizioni miti. Le onde ultrasoniche possono essere applicate come strumento efficace per ridurre il tempo di reazione e migliorare le prestazioni del sistema di desolforazione ossidativa. PTA@TMU-17-NH2 potrebbe essere completamente eseguita desolforazione dell'olio modello da 20 mg di catalizzatore, rapporto molare O/S di 1:1 in presenza di MeCN come solvente di estrazione. I risultati ottenuti indicano che le conversioni di DBT in DBTO2 raggiungono il 98% dopo 15 minuti a temperatura ambiente. In questo lavoro, abbiamo preparato per la prima volta i compositi TMU-17-NH2 e PTA/TMU-17-NH2 mediante irradiazione ad ultrasuoni e utilizzati nel processo UAOD. Il catalizzatore preparato mostra un'eccellente riusabilità senza lisciviazione di PTA e perdita di attività.