Ultrasonically Assisted Oxidative Desulfurization (UAODS)

გოგირდის შემცველი ნაერთები ნედლი ნავთობის, ნავთობის, დიზელისა და სხვა საწვავის ნავთობებშია შეყვანილი გოგირდები, თიოზები, თიოფენები, შემცვლელი ბენზო და დიბენზოთიოპენი (BTs და DBTs), ბენზონაფთოთოფიანი (BNT) და მრავალი სხვა რთული მოლეკულა, რომელშიც შედედებული თიოფენებია ყველაზე გავრცელებული ფორმები. Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები დაეხმარება ოქსიდაციური ღრმა desulfurization პროცესი, რომელიც აუცილებელია დღევანდელი მკაცრი გარემოსდაცვითი რეგულაციების და ულტრაზე დაბალი გოგირდის დიზელის (ULSD, 10ppm გოგირდის) სპეციფიკაციების დასაკმაყოფილებლად.

Oxidative Desulfurization (ODS)

წყალბადის პეროქსიდის და შემდგომი გამხსნელი ექსტრაქციით ოქსიდაციური დეზულურიზაცია არის ორ ეტაპად ღრმა დეზოლუციალიზაციის ტექნოლოგია, რათა შეამციროს საწვავის ზეთებში ორგანოსფილური ნაერთების რაოდენობა. Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები გამოიყენება ორივე ეტაპზე, რათა გაუმჯობესდეს ფაზა-გადამცემი რეაქციის კინეტიკისა და თხევადი თხევადი ფაზის სისტემების გაცხელება.

Flowchart for Ultrasonically Assisted Oxidative Desulfurization – 2 ეტაპები

ულტრაბგერითი დახმარების ოქსიდაციური დეზულარიზაციის პირველი ეტაპზე წყალბადის პეროქსიდი გამოიყენება როგორც ჟანგვითი ნივთიერებების შერჩევით გოგირდის შემცველი მოლეკულების შერჩევით, რომლებიც წარმოადგენენ საწვავის ზეთებს მათი შესაბამისი sulfoxides ან sulfones- ზე რბილი პირობებში, რათა გაზარდონ თავიანთი ხსნარი პოლარული გამხსნელებით მათ პოლარობაში. ამ ეტაპზე პოლარული წყალხსნარების ფაზისა და არაპოლარული ორგანული ფაზის insolubility არის მნიშვნელოვანი პრობლემა ოქსიდაციური დეზულუალიზაციის პროცესში, როგორც ორივე ფაზის რეაგირება ერთმანეთთან მხოლოდ ინტერფეისით. გარეშე ultrasonics, ეს იწვევს დაბალი რეაქცია განაკვეთი და ნელი კონვერტაციის organosulfur ამ ორ ფაზაში სისტემა.

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია

ნავთობის ფაზა და შერეული ფაზა შერეული ხდება სტატიკური მიქსერისთვის, რათა წარმოქმნას მუდმივი მოცულობითი მოცულობის ძირითადი ემულსია, რომელიც მას შემდეგ იკვებება ულტრაბგერითი შერევით რეაქტორისთვის. იქ, ულტრაბგერითი cavitation აწარმოებს მაღალი ჰიდრავლიკური shear და არღვევს წყალხსნარში შევიდა sub-micron და nanosize droplets. როგორც ფაზის საზღვრის კონკრეტული ზედაპირი გავლენას ახდენს რეაქციის ქიმიური ტემპით, ამ მნიშვნელოვანი შემცირება droplet დიამეტრის გაუმჯობესებას აუმჯობესებს რეაქციის კინეტიკას და ამცირებს ან აღმოფხვრის ფაზა-გადარიცხვის აგენტების საჭიროებას. ულტრაბგერიკის გამოყენებით, პეროქსიდის მოცულობის პროცენტული შეფარდება შეიძლება შემცირდეს, რადგან უფრო მცირე მოცულობას საჭიროებს მინიმუმ მოცულობა, რომელიც უზრუნველყოფს იგივე კონტაქტს ზედაპირზე ზეთის ფაზაში.

Ultrasonically Assisted Oxidation

ულტრაბგერითი cavitation აწარმოებს ინტენსიურ ადგილობრივ გათბობას (~ 5000K), მაღალი წნევა (~ 1000 სმ), უზარმაზარი გათბობა და გაგრილების მაჩვენებლები (>10⁹ K / წ) და თხევადი გამანადგურებელი ნაკადები (~ 1000 კმ / სთ). ეს უკიდურესად რეაქტიული გარემო ნავთობის ფაზაში უფრო სწრაფად და უფრო მეტ პოლარული სულფოქსიდისა და სულფონებისადმი უფრო მეტად აძლიერებს თიოფენებს. კატალიზატორი ხელს შეუწყობს ჟანგვის პროცესს, მაგრამ არ არის აუცილებელი. Amphiphilic ემულსიური კატალიზატორები ან ფაზა-გადაცემის კატალიზატორები (PTC), როგორიცაა მეოთხეული ამონიუმის მარილები მათი უნიკალური შესაძლებლობების დაითხოვოს ორივე წყალმცენარეები და ორგანული სითხეები უკვე ნაჩვენები უნდა შეიცავდეს ჟანგბადის და ტრანსპორტირება საწყისი ინტერფეისი ეტაპი რეაქცია ეტაპზე რეაქციის სიჩქარის გაზრდა. Fenton- ის რეაგენტი შეიძლება დაემატოს დიზელის საწვავის ჟანგვითი პრეპარატების ეფექტურობის გაზრდას და ის გამოხატავს სინერგიულ ეფექტს sono-oxidation processing.

გაძლიერებული მასობრივი გადაცემის

როდესაც ორგანოსფილური ნაერთები რეაგირებს ფაზის საზღვართან, sulfoxides და sulfones აკუმულირდება წყალხსნარში ზედაპირზე ზედაპირზე და დაბლოკოს სხვა გოგირდოვანი ნაერთები ინტელექტუალური წყლების ფაზაში. გრავიტაციული ფურცელი, რომელიც გამოწვეულია cavitational jet ნაკადებით და აკუსტიკური ნაკადით, ტურბულენტური ნაკადებისა და მატერიალური სატრანსპორტო საშუალებების შედეგად და ზედაპირების დატკეპნით და იწვევს განმეორებითი coalescence და შემდგომი ფორმირების ახალი წვეთები. ვინაიდან ჟანგბადი დროთა განმავლობაში მიმდინარეობს, გამონაბოლქვი გაზრდის რეაგენტების ექსპოზიციასა და ურთიერთქმედებას.

Sulfones- ის ფაზის ტრანსფერის ექსტრაქცია

მას შემდეგ, რაც ჟანგვის და გამოყოფის წყლიანი ფაზის (H.₂ო₂), sulfones შეიძლება მოპოვებული გამოყენებით პოლარული გამხსნელი, როგორიცაა acetonitrile მეორე ეტაპზე. Sulfones გადასცემს ფაზაში საზღვრის ორივე ფაზის გამხსნელი ფაზის მათი უმაღლესი პოლარობის. პირველ ეტაპზე, Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები გაზრდის თხევადი თხევადი მოპოვების გზით ჯარიმის ზომის ტურბულენტური ემულსიური გამხსნელი ფაზაში ნავთობის ფაზაში. ეს ზრდის ფაზის კონტაქტს ზედაპირზე და იძლევა მოპოვების და შემცირებული გამხსნელების გამოყენებას.

საწყისი ლაბორატორიული ტესტირება Pilot Scale და წარმოება

Hielscher Ultrasonics- ი გთავაზობთ ტექნიკის შემოწმებას, შემოწმებას და გამოყენებას ამ ტექნოლოგიის ნებისმიერ მასშტაბში. ძირითადად ის გაკეთდა 4 ნაბიჯით, მხოლოდ.

1. შეურიეთ ნავთობი H₂ო₂ და sonicate to oxidize გოგირდის ნაერთები
2. ცენტრიფუგა გამოყოფს წყალბადის ფაზას
3. შეურიეთ ნავთობის ფაზა გამხსნელისა და sonicate ერთად sulfones ამონაწერი
4. ცენტრიფუგა გამხსნელის ფაზის Sulfones- თან ერთად

ლაბორატორიული მასშტაბით შეგიძლიათ გამოიყენოთ UP200Ht კონცეფციის დემონსტრირება და ძირითადი პარამეტრები, როგორიცაა პეროქსიდი კონცენტრაცია, პროცესი ტემპერატურა, sonication დრო და ინტენსივობა, ისევე როგორც კატალიზატორი ან გამხსნელი გამოყენება.
სათადარიგო ნაწილში ა UIP1000hd, საშუალებას იძლევა, რომ ორივე ეტაპი დამოუკიდებლად გამოიყენებოდეს 100-დან 1000L / სთ-მდე (25-დან 250 gal / hr) და ოპტიმიზაცია პროცესის და sonication პარამეტრების. Hielscher ულტრაბგერითი მოწყობილობა განკუთვნილია წრფივი მასშტაბისთვის პილოტის ან წარმოების მასშტაბის უფრო დიდი დამუშავების მოცულობისთვის. Hielscher დანადგარები დადასტურებულია იმუშაოს საიმედოდ მაღალი მოცულობის პროცესებში, მათ შორის საწვავის დახვეწა. Hielscher აწარმოებს კონტეინერულ სისტემებს, აერთიანებს რამდენიმე ჩვენი მაღალი სიმძლავრის 10kW ან 16kW მოწყობილობებს მყარი ინტეგრაციისთვის. ხელმისაწვდომია საშიში გარემოსდაცვითი მოთხოვნების შემუშავება. ქვემოთ მოყვანილ ცხრილში ჩამოთვლილია გადამუშავების ტომები და რეკომენდებული მოწყობილობების ზომები.

ულტრაბგერითი მიქსების სისტემა – 2 სტრინგი 6x10kW (2x120m³/ სთ)

უპირატესობები გამოყენების Ultrasonication

UAODS გთავაზობთ მნიშვნელოვან უპირატესობას HDS- სთან შედარებით. ტიოპენები, შემცვლელი ბენზო- და დიბენზოთიოფენების დაბინძურება დაბალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში. ამიტომ, ძვირადღირებული წყალბადის საჭირო არ არის, რომ ეს პროცესი უფრო შესაფერისი იყოს მცირე და საშუალო ზომის ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში, ან იზოლირებული რეფინგები, რომლებიც არ მდებარეობს წყალბადის მილსადენთან ახლოს. გაზრდილი რეაქციის მაჩვენებელი და ზომიერი რეაქციის ტემპერატურა და ზეწოლა თავიდან აიცილა ძვირადღირებული უწყლო ან აპროციტური გამხსნელების დასაქმება.
ულტრაბგერითი დახმარების ოქსიდაციური დეზულურიზაციის (UAODS) ერთეულის ინტეგრირება ჩვეულებრივი ჰიდროთერაპიის ერთეულთან ერთად შეუძლია გააუმჯობესოს ეფექტურობა დაბალი და / ან ულტრა-დაბალი გოგირდის დიზელის საწვავის წარმოებაში. ეს ტექნოლოგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩვეულებრივი ჰიდროოტრექტომიის წინ ან მის შემდეგ გოგირდის დონის შემცირებაში.
UAODS პროცესი შეიძლება შეამციროს ხარჯების კაპიტალური ხარჯების ნახევარზე მეტი, ვიდრე ახალი მაღალი წნევის ჰიდროტერატორმა.

ჰიდროდეზულფრალიზაციის ნაკლოვანებები (HDS)

მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროდეცეფურიზაცია (HDS) არის თიოლოზის, გოგირდის და დისულფიდების მოცილების ძალიან ეფექტური პროცესი, ძნელია ამოიღონ ცეფტორული გოგირდოვანი შემცველი ნაერთები, როგორიცაა დიბენზოთიოპენი და მისი წარმოებულები (მაგ., 4,6-დიმეთიდიბენზოთიოპენიოპეფიფონი 4,6-DMDBT) ულტრა დაბალი დონე. მაღალი ტემპერატურა, მაღალი წნევა და მაღალი წყალბადის მოხმარება, მართავს დედაქალაქს და HDS- ის ექსპლუატაციის ხარჯებს ულტრა ღრმა desulfurization. მაღალი კაპიტალი და საოპერაციო ხარჯები გარდაუვალია. დარჩენილი კვალი გოგირდის შეიძლება მოიწუროს კეთილშობილური მეტალის კატალიზატორები გამოიყენება ხელახლა ფორმირება და გარდაქმნის პროცესში ან ელექტროდი კატალიზატორები გამოიყენება საწვავის საკანში stacks.