Hielscher 초음파 기술

초음파 보조 산화 탈황 (UAODS)

유황 함유 화합물 원유, 석유, 디젤 및 기타 연료 유에는 황화물, 티올, 티 오펜, 치환 된 벤조 - 및 디 벤조 티 오펜 (BT 및 DBT), benzonaphthothiophene (BNT) 및 응축 된 티 오펜이 가장 보편적 인 더 복잡한 분자가 포함됩니다. Hielscher 초음파 원자로는 산화 적 심층 탈황 (ULSD, 10ppm 황) 사양을 충족시키는 데 필요한 공정을 제공합니다.
정유소에서의 유황 환원

산화 탈황 (ODS)

산화 탈황 전의 디 벤조 티 오펜 분자과산화수소를 이용한 산화 탈황과 후속 용매 추출은 연료 오일에서 유기 황 화합물의 양을 줄이기위한 2 단계 심층 탈황 기술입니다. Hielscher 초음파 반응기는 액체 - 액체 상 시스템에서 상 이동 반응 속도 및 용해 속도를 향상시키기 위해 두 단계에서 사용됩니다.

초 임계 보조 탈황의 흐름도 - 2 단계

초음파 보조 산화 탈황을위한 플로우 차트 – 2 단계

초음파 보조 산화 탈황의 첫 번째 단계에서, 과산화수소는 산화제로 사용되어 온화한 조건에서 연료 오일에 함유 된 황 함유 분자를 상응하는 설폭 사이드 또는 설폰으로 선택적으로 산화시켜 극성 용매에서의 용해도를 증가시키고 그들의 극성에. 디 벤조 티 오펜과 산화 설폰의 산화 탈황이 단계에서, 극성 수성 상 및 비극성 유기 상을 불용성으로하는 것은 산화상 탈황 공정에서 두 상 모두 계면에서만 서로 반응하므로 심각한 문제이다. 초음파가 없으면이 결과는 반응 속도가 느리고이 2 상 ​​시스템에서 유기 황의 전환이 느립니다.

정련 설비는 24/7 대량 생산에 적합한 견고한 산업용 장비가 필요합니다. Hielscher를 잡아라!

초음파 유화

유제 화학을위한 초음파 혼합오일 상과 수 성상을 혼합 한 것을 정적 혼합기로 펌핑하여 일정 체적비의 기본 에멀젼을 제조 한 다음 초음파 혼합기에 공급한다. 거기에서, 초음파 캐비테이션은 높은 유압 전단을 생성하고 수성 상을 서브 미크론 및 나노 크기의 액적으로 분해합니다. 상 경계의 비 표면적이 화학 반응 속도에 영향을 미치기 때문에 액적 직경의 현저한 감소는 반응 동역학을 향상시키고 상 전이 제의 필요성을 줄이거 나 없애줍니다. 초음파를 사용하면 유액과 동일한 접촉면을 제공하기 위해 미세한 유제가 필요하기 때문에 과산화물의 부피 비율을 낮출 수 있습니다.

초음파 보조 산화

1500 와트의 초음파 캐비테이션초음파 캐비테이션은 강렬한 국소 가열 (~ 5000K), 고압 (~ 1000atm), 엄청난 가열 및 냉각 속도 (>(10)9 K / sec), 액체 분사 스트림 (~ 1000 km / h). 이 극히 반응성이 강한 환경은 오일 단계의 티 오펜을 더 빠르고 더 완전히 극성의 설폭 시드 및 설폰으로 산화시킵니다. 촉매는 산화 공정을 추가로 지원할 수 있지만 필수적인 것은 아닙니다. 수성 및 유기 액체 둘 모두에 용해하는 독특한 능력을 갖는 4 차 암모늄 염과 같은 양친 매성 에멀젼 촉매 또는 상전이 촉매 (PTC)는 산화제와 혼합되어이를 계면 단계에서 반응 단계로 전달함으로써 반응 속도를 향상시킨다. Fenton의 시약은 디젤 연료의 산화 탈황 효율을 향상시키기 위해 첨가 될 수 있으며 이는 소노 - 산화 처리와 우수한 시너지 효과를 나타낸다.

향상된 질량 이동

유기 황 화합물이 상 경계에서 반응 할 때, 설폭 사이드 및 설폰은 수성 액적 표면에 축적되고 다른 황 화합물이 수 성상에서 상호 작용하는 것을 차단한다. 캐비테이션 제트류 및 음향 스트리밍으로 인한 유압 전단 (hydraulic shear)은 물방울 표면과의 사이에서 난류 및 물질 이동을 유발하고 반복적 인 유착 및 새로운 물방울의 형성을 유도합니다. 산화가 진행됨에 따라 초음파 처리는 시약의 노출과 상호 작용을 최대화합니다.

술폰의 상전이 추출

초음파 액체 - 액체 추출을위한 유제산화 및 수 성상으로부터의 분리 (H2영형2)에서, 설폰은 제 2 단계에서 아세토 니트릴과 같은 극성 용매를 사용하여 추출 될 수있다. 설폰은 양극 사이의 상 경계에서 극성이 높은 용매 상으로 이동합니다. Hielscher 초음파 반응기는 첫 단계에서와 마찬가지로 유상의 용매 상을 미세한 크기의 난류 에멀션으로 만들어 액체 - 액체 추출을 향상시킵니다. 이것은 상 접촉 표면을 증가시키고 추출 및 용매 사용 감소를 초래한다.

문의 / 추가 정보 요청

귀하의 처리 요구 사항에 대해 우리에게 이야기하십시오. 우리는 당신의 프로젝트에 가장 적합한 설정 및 처리 매개 변수를 권장합니다.





주의 하시기 바랍니다 개인 정보 정책.


실험실 테스트부터 파일럿 규모 및 생산까지

Hielscher Ultrasonics는 모든 규모에서이 기술을 테스트, 검증 및 활용할 수있는 장비를 제공합니다. 기본적으로 4 단계 만 수행됩니다.

  1. H와 오일을 섞는다.2영형2 황화합물을 산화시키기 위해 초음파 처리
  2. 원심 분리하여 수상을 분리한다.
  3. 유상을 용매와 혼합하고 술폰을 추출하기 위해 초음파 처리한다
  4. 솔벤트로 용매 상을 분리하기위한 원심 분리기

실험실 규모에서 UP200Ht를 사용하여 개념을 설명하고 촉매 또는 용매 사용뿐만 아니라 과산화물 농도, 공정 온도, 초음파 처리 시간 및 강도와 같은 기본 매개 변수를 조정할 수 있습니다.
벤치 탑 수준에서 UIP1000hd, 100 ~ 1000L / hr (25 ~ 250gal / hr)의 유속에서 독립적으로 두 단계를 시뮬레이션하고 공정 및 초음파 처리 매개 변수를 최적화 할 수 있습니다. Hielscher 초음파 장비는 파일럿 또는 생산 규모에서보다 큰 처리량까지 선형 스케일 업을 위해 설계되었습니다. Hielscher 설비는 연료 정제를 포함한 대량 생산 공정에 대해 안정적으로 작동하는 것으로 입증되었습니다. Hielscher는 고출력 10kW 또는 16kW 장치 중 몇 가지를 클러스터에 결합하여 쉽게 통합 할 수있는 컨테이너 시스템을 생산합니다. 위험한 환경 요구 사항을 충족시키는 설계도 가능합니다. 아래 표에는 처리량과 권장 장비 크기가 나열되어 있습니다.

일괄 볼륨 유량 권장 장치
5 200 ㎖에 50 500 ㎖ / 분 UP200Ht, UP400S
00.1 2L하기 00.25에 2m/ 시간 UIP1000hd, UIP2000hd
00.4 (10L)에 1~8m/ 시간 UIP4000
N.A. 30m 4/ 시간 UIP16000
N.A. 위 30m/ 시간 의 클러스터 UIP10000 또는 UIP16000
초음파 혼합 시스템 - 6x10kW (2x120m3 / hr)의 2 개 스트랜드

초음파 혼합 시스템 – 2 개의 스트랜드 6x10kW (2x120m/ hr)

Hielscher는 오일의 더 많은 응용 분야에 공급합니다. & 가스 산업

  • 산 에스테르 화
  • 알칼리 에스테르 교환 반응
  • Aquafuels (물 / 오일)
  • 오프 쇼어 오일 센서 청소
  • 드릴링 유체의 준비

Ultrasonication 사용의 이점

UAODS는 HDS에 비해 상당한 이점을 제공합니다. Thiophenes, 치환 벤조 - 및 디 벤조 티 오펜은 저온 및 압력 조건 하에서 산화됩니다. 따라서 고가의 수소는이 공정을 중소형 정제소 또는 수소 파이프 라인에 가까이 있지 않은 격리 정제소에보다 적합하게 만들 필요가 없습니다. 증가 된 반응 속도 및 온화한 반응 온도 및 압력은 고가의 무수 또는 비 양성 자성 용매의 사용을 피한다.
초음파 보조 산화 탈황 (UAODS) 장치를 기존의 수소 처리 장치와 통합하면 저황 및 / 또는 초 저황 디젤 연료의 생산 효율을 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 황 함량을 낮추기 위해 기존 수소화 처리 전후에 사용할 수 있습니다.
UAODS 프로세스는 새로운 고압 수소 처리 장치의 비용에 비해 예상 자본 비용을 절반 이상 낮출 수 있습니다.

Hydrodesulfurization (HDS)의 단점

수소 탈황 (HDS)은 티올, 황화물 및 이황화물의 제거를위한 매우 효율적인 방법이지만 디 벤조 티 오펜 및 그 유도체 (예 : 4,6-dimethydibenzothiophene 4,6-DMDBT)와 같은 내화성 황 함유 화합물을 제거하는 것은 어렵다. 매우 낮은 수준으로. 고온, 고압 및 고 수소 소비로 초경량 탈황을위한 HDS의 자본 및 운영 비용이 상승하고 있습니다. 높은 자본 및 운영 비용은 필연적입니다. 남아있는 미량의 유황은 연료 전지 스택에 사용 된 전극 촉매 또는 재 형성 및 변형 공정에서 사용되는 귀금속 촉매를 독성으로 만들 수 있습니다.