水素化脱硫に代わる超音波

製油所は、硫黄原油、いわゆるサワー原油の供給の増加に直面していると同時に、ガソリンの硫黄含有量を減らすための環境規制圧力に直面しています。同時に、水素が必要なため、従来の水素脱硫(HDS)のコストは上昇しています。超音波キャビテーション処理は、原油から硫黄を除去するための効果的な代替方法です。

超音波処理で油中の硫黄基準を満たす

化石燃料には硫黄化合物が含まれています。これらは、化石燃料が自然に形成される際に、硫黄を含む生物学的物質が分解されることに起因します。

自動車、航空機、船舶、発電所などの車両は、石油燃料の燃焼の結果として二酸化硫黄(SO2)を排出します。同じ硫黄 – 非常に低濃度でも – 石油精製所の下流の触媒改質における貴金属触媒に損傷を与えます。最新の環境規制では、超低硫黄ディーゼル(ULSD)の仕様を満たすために、非常に徹底的な脱硫が求められています。
 

原油の脱硫のための192kWの高出力ソニケーターによる設置

バックグラウンド – 水素化脱硫(HDS)

水素化脱硫(HDS) は、石油製品から硫黄を除去するための標準的な触媒プロセスです。このプロセスでは、原油の硫黄分を水素と混合し、触媒で硫化水素と反応させます。典型的には、触媒は、コバルトとモリブデンを含浸させたアルミナベースからなる。石油供給が酸っぱくなると、脱硫にはより高い圧力と代替触媒が必要になります。難治性の芳香族硫黄化合物(例:4,6-ジメチルジベンゾチオフェン)は、反応性が低いため、水素化脱硫を使用して除去することはできません。

超音波支援脱硫

水素化脱硫の代替手段は、超音波支援脱硫です。液体が高強度の超音波にさらされると、音響キャビテーションが発生します。これは、小さな真空(キャビテーション)気泡の形成とその後の激しい崩壊です。局所的には、各バブルの激しい崩壊から極端な状況が発生します。

• 温度:最大5000ケルビン
• 圧力:最大2000気圧
• リキッドジェット:最大1000km / hr。

このような条件は、マイクロミキシングを強化することにより、触媒の表面化学を改善します。特に、局所的な温度が高いと、脱硫プロセスの化学反応速度が変化します。この効果により、別の – 安価 – 使用する触媒または代替の脱硫化学。Deshpande et al. (2004) は、ディーゼルとアセトニトリルの二相系における炭酸ナトリウムと過酸化水素からなる酸化系を調査しています。超音波処理を二相系に適用した。この研究では、ディーゼルサンプルのDMDBT含有量を90%以上削減することを達成しました。

原油の脱硫のための高性能ソニケーター

ヒールシャーは、世界中で、大容量の超音波発生器の大手サプライヤーです。ヒールシャーは、単一のデバイスあたり最大16kWの電力の高性能超音波プロセッサを設計および製造しているため、プラントのサイズや処理能力に制限はありません。複数の16kWシステムのクラスターは、より大きな体積流量の処理に使用されています。工業用燃料処理は、超音波エネルギーをあまり必要としません。実際のエネルギー要件は、UIP1000hdTなどのベンチトップソニケーターを使用して決定できます。このようなベンチトップ試験からのすべての結果は、完全に線形にスケールアップすることができ、これにより工業生産規模での超音波脱硫プロセスの実施が容易になります。

必要に応じて、ATEX認定の超音波装置(例:UIP1000-Exd)は、危険な環境での超音波処理に利用できます。

超音波処理の費用

超音波処理は効果的な処理技術です。超音波処理コストは、主に投資から生じます
超音波装置の場合、光熱費とメンテナンス。優れたエネルギー効率( チャート)ヒールシャー超音波装置の光熱費を削減するのに役立ちます。

文学

Deshpande、A.、Bassi、A.、Prakash、A.(2004): 二相性ディーゼル-アセトニトリル系における4,6-ジメチルジベンゾチオフェンの超音波支援塩基触媒酸化;で:エネルギー燃料、19(1)、28 -34、2005。

メイH.、メイBW、イェンTF(2003): 超音波支援酸化脱硫を介して超低硫黄ディーゼル燃料を得るための新しい方法。in: Fuel, Volume 82, Number 4, March 2003, pp. 405-414(10), 2003.