ნედლი ნავთობის, ნავთობის, დიზელის და სხვა საწვავის ზეთების გოგირდის შემცველ ნაერთებს მიეკუთვნება სულფიდები, თიოლები, თიოფენები, შემცვლელი ბენზო- და დიბენზოთიოფენები (BTs და DBTs), ბენზონაფთოთიოფენები (BNT) და მრავალი სხვა რთული მოლეკულა, რომელშიც შედედებულია. ყველაზე გავრცელებული ფორმები. Hielscher ულტრაბგერითი რეაქტორები ხელს უწყობს ჟანგვითი ღრმა გოგირდიზაციის პროცესს, რომელიც საჭიროა დღევანდელი მკაცრი გარემოსდაცვითი რეგულაციების და ულტრა დაბალი გოგირდის დიზელის (ULSD, 10ppm გოგირდის) სპეციფიკაციების შესასრულებლად.

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 წყლის ფაზა შერეულია და იტუმბება სტატიკურ მიქსერში, რათა წარმოიქმნას მუდმივი მოცულობითი თანაფარდობის ძირითადი ემულსია, რომელიც შემდეგ მიეწოდება ულტრაბგერითი შერევის რეაქტორს. იქ, ულტრაბგერითი კავიტაცია წარმოქმნის მაღალ ჰიდრავლიკურ ათვლას და არღვევს წყლის ფაზას ქვემიკრონულ და ნანოს ზომის წვეთებად. ვინაიდან ფაზის საზღვრის სპეციფიური ზედაპირის ფართობი გავლენას ახდენს რეაქციის ქიმიურ სიჩქარეზე, წვეთების დიამეტრის მნიშვნელოვანი შემცირება აუმჯობესებს რეაქციის კინეტიკას და ამცირებს ან გამორიცხავს ფაზის გადამტანი აგენტების საჭიროებას. ულტრაბგერითი გამოყენებით, პეროქსიდის მოცულობის პროცენტი შეიძლება შემცირდეს, რადგან წვრილ ემულსიებს სჭირდებათ ნაკლები მოცულობა, რათა უზრუნველყონ იგივე საკონტაქტო ზედაპირი ზეთის ფაზასთან.

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 მასის გადაცემა დენის ულტრაბგერით

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

დაჟანგვის და წყლის ფაზიდან (H2O2) გამოყოფის შემდეგ, სულფონები შეიძლება გამოიყოს პოლარული გამხსნელის გამოყენებით, როგორიცაა აცეტონიტრილი მეორე ეტაპზე. სულფონები გადადიან ორივე ფაზას შორის ფაზის საზღვარზე გამხსნელის ფაზაში მათი უფრო მაღალი პოლარობისთვის. ისევე როგორც პირველ ეტაპზე, Hielscher-ის ულტრაბგერითი რეაქტორები აძლიერებენ თხევადი-თხევადი მოპოვებას ნავთობის ფაზაში გამხსნელის ფაზის წვრილი ზომის ტურბულენტური ემულსიის შექმნით. ეს ზრდის ფაზის კონტაქტურ ზედაპირს და იწვევს ექსტრაქციას და ამცირებს 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 ზეთი H2O2-ს და გააჟღერეთ გოგირდის ნაერთების დაჟანგვის მიზნით
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.
ზედა დონეზე, ძლიერი სონიკატორი, როგორიცაა UIP1000hdT ან UIP2000hdT, საშუალებას გაძლევთ დამოუკიდებლად მოახდინოთ ორივე ეტაპის სიმულაცია ნაკადის სიჩქარით 100-დან 1000 ლ/სთ-მდე (25-დან 250 გალ/სთ-მდე) და ოპტიმიზაცია მოახდინოთ პროცესის და გაჟღერების პარამეტრებზე. Hielscher ულტრაბგერითი მოწყობილობა განკუთვნილია ხაზოვანი მასშტაბით უფრო დიდ დამუშავების მოცულობებამდე საპილოტე ან წარმოების მასშტაბით. დადასტურებულია, რომ Hielscher-ის ინსტალაციები საიმედოდ მუშაობს მაღალი მოცულობის პროცესებისთვის, მათ შორის საწვავის გადამუშავებისთვის. Hielscher აწარმოებს კონტეინერიზებულ სისტემებს, რომლებიც აერთიანებს ჩვენს რამდენიმე მაღალი სიმძლავრის 10kW ან 16kW მოწყობილობას კლასტერებში მარტივი ინტეგრაციისთვის. ასევე ხელმისაწვდომია დიზაინები, რომლებიც აკმაყოფილებენ სახიფათო გარემოს მოთხოვნებს. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია დამუშავების მოცულობა და რეკომენდებული აღჭურვილობის 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.