Hielscher ultraskaņas tehnoloģija

Ultraskaņas jūras degvielas desulfurizācija

  • Flotes degvielu ietekmē jauni noteikumi, kas prasa sēra saturu 0,5% m/m vai mazāk.
  • Oksidatīvā desulfurizācija ultraskaņas palīdzību (UAOD) ir izveidota metode, kas paātrina oksidācijas reakciju un ir ekonomisks un drošs process.
  • UAOD procesus var vadīt apkārtējās vides temperatūrā un atmosfēras spiedienā un ļauj selektīvi noņemt sēra savienojumus no ogļūdeņraža kurināmajiem.
  • Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas sistēmas ir viegli uzstādīt un droši darboties borta vai krastā.

 

Zems sēra flotes kurināmais

Starptautiskā jūrniecības organizācija (SJO) ir ieviesusi jaunus noteikumus, ar kuriem jūras kuģiem visā pasaulē ir jāizmanto flotes degviela ar sēra saturu 0,5% m/m, sākot no 2020. janvāra. Šie jaunie noteikumi prasa būtiskas izmaiņas flotes degvielas pārstrādē: lai izpildītu jaunās normas attiecībā uz zema sēra kurināmā degvielu, ir vajadzīgs efektīvs desulfurizācijas process.
No šķidrā ogļūdeņraža kurināmā, piemēram, benzīna, ligroīna, dīzeļdegvielas, flotes degvielas utt., ultraskaņas oksidatīvā desulfurizācija (UAOD) ir ļoti efektīva un dzīvotspējīga metode, lai atdalītu sēru no lielu daudzumu smago kurināmo plūsmām.

Ultrasoniski atbalstīta oksidatīvā desulfurizācija (UAOD)

Blokshēma ar 2 pakāpju ultraskaņas oksidatīvo desulfurizācijas

Oksidatīvā desulfurizācija

Oksidatīvā desulfurizācija (ODS) ir videi draudzīga un ekonomiska alternatīva hidrodesulfurizācijai (HDS), jo oksidētus sēra savienojumus var ievērojami vieglāk atdalīt no smagās degvielas eļļām. Pēc oksidatīvā desuphurizācijas soļa ekstrahēto sēra savienojumu atdala ar fizikālām metodēm, piem., izmantojot nenesablīvētu polāro šķīdinātāju un sekojošu smagumu, adsorbciju vai centrbēdzes atdalīšanos. Alternatīvi, termiskā sadalīšanās var izmantot, lai likvidētu oksidēto sēra.
Oksidatīvās desulfurizācijas reakcijai – oksidants (piem., ūdeņraža H2O2, nātrija hlorīts NaClO2, slāpekļa oksīda N2O, nātrija periodate NaIO4), ir vajadzīgs katalizators (piemēram, skābes), kā arī fāzes pārneses reaģents. Fāzes pārneses reaģents palīdz veicināt heterogēnu reakciju starp ūdens un eļļas fāzēm, kas ir ODS reakcijas ātruma ierobežošanas solis.

UAOD ieguvumi

    • ļoti efektīvs – līdz 98% desulfurizācijas
    • ekonomisks: zems investīciju līmenis, zemas ekspluatācijas izmaksas
    • Nē katalizatora saindēšanās
    • viegla, lineāra paplašināšana
    • droši darboties
    • Sauszemes & piekrastes (borta) instalācija
    • Ātrā ROI

 

Jūras kuģu degvielu ultraskaņas desulfurizācija

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultrasoniski atbalstīta oksidatīvā desulfurizācija

Lai gan hidrodesulfurizācijā (HDS) ir nepieciešamas augstākas ieguldījumu izmaksas, augsta reakcijas temperatūra līdz 400 º C, kā arī augsta spiediena līdz 100atm reaktoriem, ultraskaņas ar oksidatīvo desulfurizācijas procesu (UAOD) ir daudz ērtāk, efektīva un videi nekaitīgāku. UAOD ievērojami uzlabo katalītiskā sēra izņemšanas un piedāvājumu reaktivitāti tajā pašā laikā zemākas ekspluatācijas izmaksas, augstāku drošības un vides aizsardzību. Rūpnieciskās ultraskaņas plūsmas reaktoru sistēmas palielina desulfurizācijas ātrumu, pateicoties ļoti efektīvai dispersijai un tādējādi uzlabotai reakcijas kinētika. Tā kā ultraskaņas apstrāde nodrošina nano mēroga dispersijas, krasi palielinās dažādu heterogēnās reakcijas posmu masveida pārnešana.
Jaudīgs ultraskaņas kavitācijaUltraskaņas (akustiskās) kavitācija palielina reakcijas ātrumu un masas pārnesi ar ekstremāliem apstākļiem, kas tiek sasniegta KAVITĀCIJAS karstajos punktos. KAVITĀCIJAS burbuļa implosijas laikā ļoti augstām temperatūrām aptuveni 5000 k, ļoti ātras dzesēšanas likmes, aptuveni 2 000 ATM spiedienu un attiecīgi ārkārtējas temperatūras un spiediena diferenciāļiem tiek sasniegta lokāli. KAVITĀCIJAS burbuļa implosija izraisa arī šķidro strūklu līdz 280M/s ātrumam, kas rada ļoti augstus bīdes spēkus. Šie ārkārtas mehāniskie spēki paātrināt oksidācijas reakcijas laiku un palielināt sēra konversijas efektivitāti dažu sekunžu laikā.

Pilnīgāku sēra izņemšanu

Lai gan merkaptāni, tioēteri, sulfīdi un disulfīdi var noņemt ar parasto hidrodesulfurizācijas (HDS) procesu, lai atdalītu tioppsijas, benzotiophens (BT), dibenzotioppsijas (DBT) un 4, 6-dimetildibenzothioppsijas (4, 6-DMDBT) sarežģītāka metode ir nepieciešama. Ultraskaņas oksidatīvā desulfurizācija ir ļoti efektīva, ja runa ir par to, lai atdalītu pat diez noņemams sēra ugunsizturīgi savienojumi (piem., 4, 6-dimetildibenzotiofēns un citi alkil-aizvietoti tiofēna atvasinājumi). Ebrahimi et al. (2018) ziņo par desulfurizācijas efektivitāte līdz 98,25%, izmantojot Hielscher kur optimizēts sēra noņemšanai. Turklāt ultrasoniski oksidētus sēra savienojumus var atdalīt, izmantojot pamata ūdens mazgāšanu.

Ar daudzpakāpju ultraskaņas palīdzību oksidatīvo desulfurizācijā (UAOD) ievērojami palielinājās sēra izņemšana. (Shayegan et al. 2013)

Daudzpakāpju UAOD procesa ietekme uz optimālāko parametru

Ultraskaņas desulfurizācijas priekšizpētes tests ar UP400S

Shayegan et al. 2013 kombinētā ultrasonication (UP400S) ar ūdeņraža peroksīdu kā oksidētāju, FeSO kā katalizatoru, etiķskābi kā pH regulētāju un metanolu kā ekstrakcijas šķīdinātāju, lai samazinātu gāzeļļas sēra daudzumu.
Reakcijas ātrumu konstantes oksidatīvās desulfurizācijas laikā var ievērojami palielināt, pievienojot metāla jonus kā katalizatoru un izmantojot ultraskaņu. Ultraskaņas enerģija var samazināt reakcijas aktivācijas enerģiju. Ultrasonikācijas apstrāde sadala robežslāni starp cietajiem katalizatoriem un reaģentiem un nodrošina viendabīgu katalizatoru un reaģentu kombināciju – tādējādi uzlabojot reakcijas kinētiku.
Sēra ekstrakcijas process ir izšķirošs solis desulfurizācijas laikā ar mērķi atgūt kopējo desulfurizētās gāzeļļas tilpumu. Izmantojot šķidru šķidrumu ekstrakciju ar metanolu, jo šķīdinātājs ir vienkāršs ekstrakcijas process, bet, lai nodrošinātu augstu efektivitāti, ir svarīgi efektīvi sajaukt fāzēšanas fāzes. Tikai tad, ja starp fāzēm notiek maksimāla saskarne un pēc tam maksimālā masas pārnešana, tiek sasniegts augsts ekstrakcijas ātrums. Ultrasonication un akustiskās KAVITĀCIJAS paaudze nodrošina intensīvu reaģentu sajaukšanos un pazemina reakcijas aktivāciju.

Ultraskaņas Nano-emulsijas: Šis video parādīja strauju ražošanu Nano-emulsiju naftas ūdenī. UP200Ht homogenizē eļļu un ūdeni sekundēs.

Ultraskaņas Emulgēšana ar UP200Ht ar S26d14 zondi

 

Augstas veiktspējas ultraskaņas vienības jūras degvielas Desulfurizācijai

Hielscher Ultrasonics ir augstas jaudas ultraskaņas sistēmu tirgus līderis prasīgiem lietojumiem, tādiem kā UAOD rūpnieciskā mērogā. Augstas amplitūdas līdz 200 μm, 24/7 darbība pilnas slodzes un lielas noslodzes, robustuma un draudzīguma gadījumā ir Hielscher ultrasonicators galvenās funkcijas. Dažādu barošanas klašu un dažādu piederumu, piemēram, sonotrodes un plūsmas reaktora ģeometrijas, ultraskaņas sistēmas ļauj vispiemērotākos ultraskaņas sistēmas adaptēt jūsu specifdegvielai, apstrādes jaudai un videi.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000hdT
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu, ja vēlaties pieprasīt papildu informāciju par ultraskaņas homogenizāciju. Mēs priecāsimies piedāvāt jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām.









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultrasonikatorus SONOCHEMICAL lietojumiem.

Lieljaudas ultraskaņas procesori no lab līdz pilotam un rūpnieciskai apjomai.

Literatūra / Literatūras saraksts

  • Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. no (2018): Sonoreactor optimizācija ar ultraskaņas palīdzību oksidatīvo šķidrā ogļūdeņraža desulfurizācijai. Naftas zinātne un tehnoloģija Vol. 36, 13. izdevums, 2018.
  • Prajapati, A.K.; Singhs, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): jēlnaftas desulfurizācija ar ultraskaņas integrētu oksidatīvo tehnoloģiju. IJSRD – Starptautiskais zinātniskās pētniecības žurnāls & Development sēj. 6, Issue 02, 2018.
  • Šegs, Z.; Birma, M.; , AA. Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): gāzeļļu sēra izņemšana, izmantojot ultraskaņas katalītisko oksidatīvo procesu un tā optimālo apstākļu izpēti. Korejas J. Chem. Eng., 30 (9), 2013. 1751-1759.
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): ultraskaņas homogenizētāju raksturojums kuģu būves rūpniecībai.


Pētījumu rezultāti par Ultrasoniski atbalstīto oksidatīvo desulfurizēšanu (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Jēlnaftas desulfurizācija ar ultraskaņas integrētu oksidatīvo tehnoloģiju. IJSRD – Starptautiskais zinātniskās pētniecības žurnāls & Development sēj. 6, Issue 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) apraksta Hielscher ultraskaņas reaktora priekšrocības ultraskaņas oksidatīvā desulfurizācijai (UAOD). UAOD ir kļuvusi par dzīvotspējīgu alternatīvu tehnoloģiju tradicionālajai hidroārstēšanai, ko izraisa ievērojamas ieguldījumu un ekspluatācijas izmaksas, ko rada augstspiediena, augstas temperatūras hidrodesulfurizācijas iekārtas, katli, ūdeņraža augi un sēra reģenerācijas iekārtas. Oksidatīvā desulfurizācija ultraskaņas palīdzību ļauj veikt procesu dziļai sēra izņemšanai daudz maigākā apstākļos, ātrāk, drošāk un daudz ekonomiskāk.
Ultraskaņas apstrādes oksidatīvo desulfurizācijas (UAOD) procesu piemēroja dīzeļdegvielai un naftas produktu izejvielām, kas satur sēra savienojumu modeli (benzotiofēns, dibenzotiofēns un dimetildibenzotiofēns). Oksidanta daudzuma ietekme, šķīdinātāja tilpums ekstrakcijas solim, ultraskaņas apstrādes laiks un temperatūra (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, kas darbojas ar 40%) tika pētīta. Izmantojot optimizētos nosacījumus UAOD, sēra atdalīšana līdz 99% tika sasniegta modeļa savienojumiem naftas produktu izejvielu veidā, izmantojot molāro proporciju H2O2: etiķskābe: sēra 64:300:1, pēc 9min ultraskaņas apstrādes pie 90 º C, kam seko ekstrakcija ar metanolu (optimizēta šķīdinātāju un eļļas attiecība 0,36). Izmantojot to pašu reaģenta daudzumu un 9 minūtes ultraskaņas, sēra izņemšana bija augstāka par 75% dīzeļeļļas paraugiem.
Liela ultraskaņas amplitūdas nozīme
Jēlnaftas ultraskaņas intensifikācijas, kas ir komerciāla mēroga oksidatīvas desulfurizācijas dēļ, nepieciešama rūpnieciska izmēra plūsmas izmantošana, izmantojot ultraskaņas procesoru, kas spēj uzturēt augstas vibrācijas amplitūdas apmēram 80. – 100 mikronus. amplitūdas ir tieši saistītas ar ultraskaņas kavitāciju radīto bīdes spēku intensitāti un jāuztur pietiekami augstā līmenī, lai sajaukšana būtu efektīva.
Eksperimenti, ko veic prajapati et al. liecina, ka ultrasonication uzlabo desulfurizācija reakcija. Desulfurizācijas efektivitāte bija aptuveni 93,2% kad tiek lietota augstas veiktspējas Ultraskaņa.

Shayegan et al. (2013): Sēra izņemšana no gāzeļļas izmantojot ultraskaņas katalītisko oksidatīvo procesu un pētījumu par tās optimālos apstākļos. Korejas Ķīmijas inženierijas Vēstnesis 30 (9), 2013. septembris. 1751-1759.
Oksidatīvo desulfurizēšanas procesu (UAOD) ultraskaņas palīdzību piemēroja, lai samazinātu sēra eļļas savienojumus, kas satur dažāda veida sēra saturu. Vides regulējums prasa ļoti dziļu desulfurizāciju, lai novērstu sēra savienojumus. UAOD ir daudzsološa tehnoloģija ar zemākām ekspluatācijas izmaksām un augstāku drošības un vides aizsardzību. Pirmo reizi tipisks fāzes pārneses aģents (tetraoktil-amonija bromīds) tika aizstāts ar izobutanolu, jo, izmantojot izobutanolu, ir daudz ekonomiskāks nekā TOAB, neuzliekot nekādu piesārņojumu. Reakcija tika veikta optimālā punktā ar dažādām temperatūrām, vienreizējas, divu un trīs pakāpiena procedūrās, izmeklējot ietekmi, ko pakāpeniski palielina H2O2 izobutanola vietā izmanto TOAB. Kopējā sēra koncentrācija eļļas fāzē tika analizēta ASTM-D3120 metodi. Augstākais izņemšanas no aptuveni 90% par gāzeļļu, kas satur 9 500 mg/kg sēra tika sasniegts trijos posmos laikā 17 minūtes procesa pie 62 ± 2 ° c, kad 180,3 mmol H2O2 tika izmantota un ekstrahēšana veikta ar metanolu.

Akbari et al. (2014): Izpēte procesa mainīgajiem lielumiem un intensifikācijas ietekmi ultraskaņas piemēro oksidatīvā desulfurizācija modeļa dīzeļdegvielas pār MoO3/Al2O3 Katalizators. Ultrasonics Sonochemistry 21 (2), marts 2014. 692 – 705.
Jauna heterogēna sonokatalītiskā sistēma, kas sastāv no MoO3/Al2O3 katalizators un H2O2 apvienojumā ar ultrasonication tika pētīta, lai uzlabotu un paātrinātu oksidācijas modeļa sēra savienojumiem dīzeļdegvielu, kā rezultātā ievērojams uzlabojums procesa efektivitāti. Ultraskaņas ietekme uz īpašības, aktivitāti un stabilitāti katalizatorā tika pētīta detalizēti, izmantojot GC-FID, PSD, SEM un BET metodes. Virs 98% konversijas modelis dīzeļdegvielai, kas satur 1000 μg/g sēru, tika iegūts ar jaunu ultraskaņas palīdzību desulfurizācijas H2O2/sēra molārā attiecība 3, 318 K temperatūra un katalizatora deva 30 g/L pēc 30 min reakcijas, pretēji 55% konversijai, kas iegūta klusuma procesā. Šo uzlabojumu būtiski ietekmēja darbības parametri un katalizatora īpašības. Galveno procesu mainīgo ietekmi pētīja, izmantojot reakcijas virsmas metodoloģiju klusajā procesā, salīdzinot ar ultrasonikāciju. Ultraskaņa nodrošināja labu katalizatora un oksidanta izkliedi eļļas fāzē ar ūdeņraža galvojumu un deagglomerāciju. Piemaisījumi uz katalizatora virsmas izraisīja ātru deaktivizēšanu klusajās eksperimentos, radot tikai 5% DBT oksidācijas pēc 6 klusās reakcijas cikliem, izmantojot pārstrādātu katalizatoru. Virs 95% DBT tika oksidēts pēc 6 ultraskaņas cikliem, kas rāda lielu stabilitātes uzlabošanos, tīrot virsmu ultrasonikācijas laikā. Ievērojama daļiņu izmēra samazināšana tika novērota arī pēc 3h ultraskaņas apstrādes, kas varētu nodrošināt lielāku katalizatora dispersiju degvielas paraugā.

Afzalinia et al. (2016): Ultraskaņas oksidatīvā desulfurizācijas process šķidrā kurināmā ar foshotunglastisko skābi iekapsulēts, kas ir saplūstot amīns-funkcionalizēta Zn (II)-balstīta MOF kā katalizators. Ultrasonics Sonochemistry 2016
Šajā darbā šķidrā kurināmā ultraskaņas-ar oksidatīvu desulfurizāciju (UAOD), kas veikta ar jaunu heterogēnu ļoti izkliedētu Keggin tipa foshotungstic skābi (H3Pw12O40, PTA) katalizatoru, kas iekapsulēts aminofunkcionalizētā MOF (TMU-17-NH2). Sagatavotā saliktā raksturlieluma degviela uzrāda augstu katalītisko aktivitāti un otrreizējspēju oksidatīvās desulfurizācijas veidā. Ultraskaņa palīdz oksidatīvā desulfurizācija (UAOD) ir jauns veids, kā veikt oksidācijas reakciju sēra-satur savienojumus ātri, ekonomiski, videi draudzīgu un droši, ar viegliem nosacījumiem. Ultraskaņas viļņus var izmantot kā efektīvu līdzekli, lai samazinātu reakcijas laiku un uzlabotu oksidatīvo desulfurizācijas sistēmas veiktspēju. PTA @ TMU-17-NH2 varētu būt pilnīgi veikta desulfurizācija no modeļa eļļas par 20 mg katalizatora, O/S molārā attiecība 1:1 klātbūtnē mecn kā ekstrakcijas šķīdinātāju. Iegūtie rezultāti liecināja, ka DBT pārvēršana par DBTO2 sasniedz 98% pēc 15 min apkārtējās vides temperatūrā. Šajā darbā mēs sagatavojam TMU-17-NH2 un PTA/TMU-17-NH2 kompozītu ar ultraskaņas apstarošanas pirmo reizi un nodarbināti UAOD procesā. Sagatavots katalizators uzrāda teicamu otrreizēju izmantojamību bez PTA izskalošanās un darbības zuduma.