D'Uelegraffinaderie sinn konfrontéiert mat enger Erhéijung vun der Versuergung vu schwefelhaltege Rohöl, sougenannte sauere Roh, wärend gläichzäiteg Ëmweltreglementer Drock fir manner Schwefelgehalt vu Benzin. Zur selwechter Zäit klammen d'Käschte vun der konventioneller Hydrodesulfuriséierung (HDS) wéinst dem néidege Waasserstoff. Ultrasonic Kavitatiounsbehandlung ass eng effektiv alternativ Method fir Schwefel aus Rohöl ze entfernen.

Trefft Schwefelnormen am Ueleg mat Sonication

Fossile Brennstoffer enthalen Schwefelverbindungen. Dës entstinn aus der Degradatioun vun der biologescher Matière déi Schwefel enthält wärend der natierlecher Bildung vu fossille Brennstoffer.

Gefierer, wéi Autoen, Fligeren a Marineschëffer oder Kraaftwierker verursaache Schwefeldioxid (SO2) Emissiounen als Resultat vun der Petroleum Brennstoffverbrennung. Déi selwecht Schwefel – och an ganz wéineg Konzentratioun – verursaacht Schued un Edelmetall Katalysatoren an der downstream katalytescher Reforméierung an Petrol Raffinerien. Déi lescht Ëmweltreglementer erfuerderen eng ganz déif Desulfuriséierung fir den ultra-niddere Schwiewel Diesel (ULSD) Spezifikatioune z'erreechen.
 

Installatioun mat 192 kW High-Power-Sonicatoren fir d'Desulfuriséierung vu Rohöle

Hannergrond – Hydrodesulfurisatioun (HDS)

Hydrodesulfurisatioun (HDS) ass de Standard katalytesche Prozess fir d'Entfernung vu Schwefel aus Petrolprodukter. An dësem Prozess ginn d'Schwefelfraktioune vum Rohöl mat Waasserstoff an engem Katalysator gemëscht fir op Waasserstoffsulfid ze reagéieren. Typesch besteet de Katalysator aus enger Aluminiumoxidbasis, déi mat Kobalt a Molybdän imprägnéiert ass. Wéi d'Uelegversuergung méi sauer gëtt, gi méi héich Drock an alternativ Katalysatoren fir d'Entschwefelung erfuerderlech. Recalcitrant aromatesch Schwefelverbindungen (zB 4,6-Dimethyldibenzothiophen) kënnen net mat Hydrodesulfuriséierung ewechgeholl ginn, wéinst hirer gerénger Reaktivitéit.

Ultraschall assistéiert Entschweféierung

Eng Alternativ zu Hydrodesulfuriséierung ass d'Ultraschall assistéiert Desulfuriséierung. D'Belaaschtung vu Flëssegkeeten op Ultraschallwellen vun héijer Intensitéit verursaacht akustesch Kavitatioun. Dëst ass d'Bildung an de spéideren gewaltsamen Zesummebroch vu klenge Vakuum (Kavitatioun) Blasen. Lokal entstinn extrem Konditiounen aus dem gewaltsamen Zesummebroch vun all Bubble:

• Temperatur: bis 5000 Kelvin
• Dréit: bis 2000 Atmosphère
• Flësseg Jets: bis 1000 km / h.

Esou Bedéngungen förderen eng besser Uewerflächechemie vu Katalysatoren duerch verstäerkte Mikro-Mëschung. Besonnesch déi héich lokal Temperaturen änneren d'chemesch Reaktiounskinetik vum Desulfuriséierungsprozess. Dësen Effekt erlaabt eng Alternativ – manner kaschten – Katalysatoren oder alternativ desulfurization Chimie ze benotzen. Deshpande et al. (2004) ënnersicht en oxidativen System aus Natriumkarbonat a Waasserstoffperoxid an engem biphasesche System vun Diesel an Acetonitril. Ultrasonication gouf op de biphasesche System applizéiert. D'Etude erreecht eng Reduktioun vum DMDBT Inhalt ëm méi wéi 90% an den Diesel Echantillon.

High-Performance Sonicator fir Desulfuriséierung vu Crude

Hielscher ass de féierende Fournisseur vun héich Kapazitéit Sonicatoren, weltwäit. Wéi Hielscher designt a fabrizéiert High-Performance Ultraschallprozessoren vu bis zu 16kW Kraaft pro eenzegen Apparat, gëtt et keng Limit an der Planzgréisst oder der Veraarbechtungskapazitéit. Cluster vu verschiddene 16kW Systemer gi benotzt fir d'Veraarbechtung vu méi grousse Volumenstroum. Industriell Brennstoffveraarbechtung brauch net vill Ultraschallenergie. Déi aktuell Energiebedarf kann mat engem Bench-Top-Sonicator wéi den UIP1000hdT bestëmmt ginn. All Resultater vun esou Bench-Top Tester kënnen komplett linear opgebaut ginn, wat et erliichtert den Ultraschall-Desulfuriséierungsprozess op industrieller Produktiounsskala ëmzesetzen.

Wann néideg, sinn ATEX zertifizéiert Ultraschaller (zB UIP1000-Exd) fir d'Sonicatioun an geféierlechen Ëmfeld verfügbar.

Käschte vun Ultraschall

Ultrasonication ass eng effektiv Veraarbechttemlechkeet. Ultraschall Veraarbechtungskosten resultéierend haaptsächlech vun der Investitioun
fir Ultraschall Geräter, Utility Käschten an Ënnerhalt. Déi aussergewéinlech Energieeffizienz (kuckt Diagramm) vun Hielscher Ultraschall-Apparater hëlleft fir d'Utilityskäschten ze reduzéieren.

Literatur

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): Ultrasound-Assistent, Base-katalyséiert Oxidatioun vun 4,6-Dimethyldibenzothiophen an engem Biphasic-Diesel-Acetonitril-System;; : Energie Fuels, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei H., Mei BW, Yen TF (2003): Eng nei Methode fir den ultra-nidderegen Schwefel-Diesel Brennstoff duerch Ultraschall assistéierte oxidative Entschwefeler ze kréien; : Fuel, Volume 82, Nummer 4, Mäerz 2003, Sënner. 405-414 (10), 2003.