정유 공장은 소위 사워 원유라고 불리는 아황산 원유의 공급 증가에 직면해 있으며, 동시에 휘발유의 황 함량을 낮추기 위한 환경 규제 압력에 직면해 있습니다. 동시에, 종래의 수소탈황(HDS)의 비용은 수소가 필요하기 때문에 상승하고 있다. 초음파 캐비테이션 처리는 원유에서 황을 제거하는 효과적인 대체 방법입니다.

초음파 처리로 오일의 황 표준 충족

화석 연료에는 황 화합물이 포함되어 있습니다. 이는 화석 연료가 자연적으로 형성되는 동안 황을 함유한 생물학적 물질의 분해로 인해 발생합니다.

자동차, 항공기, 선박 또는 발전소와 같은 차량은 석유 연료 연소의 결과로 이산화황(SO2) 배출을 유발합니다. 같은 유황 – 매우 낮은 농도에서도 – 석유 정제소의 다운스트림 촉매 개질에서 귀금속 촉매에 손상을 입힙니다. 최신 환경 규정은 초저유황 디젤(ULSD) 사양을 충족하기 위해 매우 심층적인 탈황을 요구합니다.
 

원유 탈황을 위한 192kW의 고출력 초음파 발생기 설치

배경 – 수첨 탈황 (HDS)

수첨 탈황 (HDS) 석유 제품에서 황을 제거하기 위한 표준 촉매 공정입니다. 이 과정에서 원유의 아황산 분획은 수소 및 촉매와 혼합되어 황화수소와 반응합니다. 전형적으로, 촉매는 코발트 및 몰리브덴으로 함침된 알루미나 염기로 구성된다. 오일 공급이 더 신맛이 나면서 탈황을 위해 더 높은 압력과 대체 촉매가 필요합니다. 난치성 방향족 황 화합물(예: 4,6-디메틸디벤조티오펜)은 반응성이 낮기 때문에 수소탈황을 사용하여 제거할 수 없습니다.

초음파 탈황

수소탈황의 대안은 초음파 보조 탈황입니다. 액체가 고강도의 초음파에 노출되면 음향 캐비테이션이 발생합니다. 이것은 작은 진공(캐비테이션) 기포의 형성과 그에 따른 격렬한 붕괴입니다. 지역적으로 극한 상황은 각 거품의 격렬한 붕괴로 인해 발생합니다.

• 온도 : 최대 5000 Kelvin
• 압력 : 최대 2000 기압
• 액체 제트 : 최대 1000km / hr.

이러한 조건은 강화된 미세 혼합에 의해 촉매의 더 나은 표면 화학을 촉진합니다. 특히, 높은 국부 온도는 탈황 공정의 화학 반응 역학을 변화시킵니다. 이 효과는 대안을 허용합니다. – 저렴 – 촉매 또는 대체 탈황 화학이 사용됩니다. Deshpande et al. (2004)는 디젤과 아세토니트릴의 이상성 시스템에서 탄산나트륨과 과산화수소로 구성된 산화 시스템을 조사합니다. 초음파는 biphasic 시스템에 적용되었습니다. 이 연구는 디젤 샘플에서 DMDBT 함량을 90% 이상 감소시켰습니다.

원유 탈황을 위한 고성능 초음파 처리기

Hielscher는 전 세계적으로 고용량 초음파 발생기의 선도적 인 공급 업체입니다. Hielscher는 단일 장치당 최대 16kW 전력의 고성능 초음파 프로세서를 설계하고 제조하므로 플랜트 크기나 처리 용량에 제한이 없습니다. 여러 16kW 시스템의 클러스터가 더 큰 볼륨 흐름을 처리하는 데 사용되고 있습니다. 산업용 연료 처리에는 많은 초음파 에너지가 필요하지 않습니다. 실제 에너지 요구 사항은 UIP1000hdT와 같은 벤치 탑 초음파 처리기를 사용하여 결정할 수 있습니다. 이러한 벤치 탑 시험의 모든 결과는 완전히 선형으로 확장 될 수 있으므로 산업 생산 규모에서 초음파 탈황 공정을 쉽게 구현할 수 있습니다.

필요한 경우 ATEX 인증 초음파 (예 : UIP1000-Exd)는 위험한 환경에서 초음파 처리에 사용할 수 있습니다.

Ultrasonication의 비용

Ultrasonication은 효과적인 처리 기술입니다. 초음파 가공 비용은 주로 투자로 인해 발생합니다.
초음파 장치, 유틸리티 비용 및 유지 보수. 뛰어난 에너지 효율( 차트)의 Hielscher 초음파 장치는 유틸리티 비용을 절감하는 데 도움이됩니다.

문학

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004) : Biphasic Diesel-Acetonitrile 시스템에서 4,6-Dimethyldibenzothiophene의 초음파에 의한 염기 촉매 반응; in : Energy Fuels, 19 (1), 28-34, 2005.

Mei H., Mei BW, 엔 TF (2003) : 초음파 보조 산화 탈황을 통해 초 저황 디젤 연료를 얻는 새로운 방법; in : Fuel, Volume 82, Number 4, 2003 년 3 월, pp. 405-414 (10), 2003.