Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd Marine Fuel avsvovling

  • Marine brensel påvirkes av nye forskrifter, som krever svovelinnhold på 0,5% m/m eller mindre.
  • Ultralydassistert oksidativt desulfurization (UAOD) er en etablert metode som akselererer oksidasjons reaksjonen og er en økonomisk og sikker prosess.
  • UAOD prosesser kan kjøres ved omgivelsestemperatur og atmosfærisk trykk og gir mulighet for en selektiv fjerning av svovel forbindelser fra hydrokarboner brensel.
  • Hielscher høy ytelse ultralydsystemer er enkle å installere og trygt å operere på-bord eller på land.

Marine drivstoff med lavt svovelinnhold

Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen (IMO) har innført nye forskrifter som marinefartøyer over hele verden er pålagt å bruke Marine drivstoff med svovelinnhold på 0,5% m/m fra januar 2020. Disse nye forskriftene krever dyptgripende endringer i foredling av marine brensel: for å oppfylle de nye normene for lavt svovel brensel, kreves en effektiv avsvovling prosess.
Ultrasonisk assistert oksidativt avsvovling (UAOD) av flytende hydrokarboner som bensin, NAFTA, diesel, marine drivstoff, etc. er en svært effektiv og levedyktig metode for å fjerne svovel fra store volumer strømmer av tungt brensel.

Ultrasonisk assistert oksidativt avsvovling (UAOD)

Flytskjema av 2-trinns ultralyd oksidativt avsvovling

Oksidativt avsvovling

Oksidativt avsvovling (ODS) er et miljøvennlig og økonomisk alternativ til hydrodesulphurization (HDS) siden oksidert svovel forbindelser kan være betydelig lettere adskilt fra de tunge fyrings oljene. Etter oksidativt desuphurization trinn er de utpakkede svovel forbindelsene adskilt av fysiske metoder, for eksempel ved bruk av ikke-blandbar Polar løsemiddel og påfølgende gravitasjon, absorpsjons-eller sentrifugal separasjon. Alternativt kan termisk nedbryting brukes til å fjerne oksidert svovel.
For oksidativt avsvovling reaksjon, en oksiderende (f.eks. hydrogen H2O2, natrium kloritt NaClO2, lystgass N2O, natrium periodate NaIO4), en katalysator (f.eks. syrer) og en fase overførings reagens kreves. Fase overførings reagens bidrar til å fremme den heterogene reaksjonen mellom de vandige og olje fasene, som er trinn for hastighets begrensning i ODS-reaksjonen.

Fordeler med UAOD

  • svært effektiv – opptil 98% desulfurization
  • økonomisk: lav investering, lave driftskostnader
  • ingen katalysator forgiftning
  • enkel, lineær oppskalering
  • trygt å bruke
  • Onshore & Offshore (ombord) installasjon
  • rask ROI
Ultralyd desulfurization av marine skip brensel

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Ultrasonisk assistert oksidativt avsvovling

Mens hydrodesulphurization (HDS) krever høyere investeringskostnader, høy reaksjonstemperatur på opptil 400 º C, og høyt trykk på opptil 100atm i reaktorer, er ultralyd-assistert oksidativt desulfurization prosess (UAOD) mye mer praktisk, effektiv og grønnere. UAOD forbedrer reaktivitet ved fjerning av katalysatorer og gir samtidig lavere driftskostnader, høyere sikkerhet og miljøvern. Industrielle ultralyd flyt reaktor systemer øke desulfurization rate på grunn av en svært effektiv spredning og dermed bedre reaksjons Kinetics. Siden ultralydbehandling gir nano-skala dispersjoner, masseoverføring mellom de ulike fasene i den heterogene reaksjonen er drastisk økt.
Kraftig ultralydkavitasjonUltralyd (akustisk) kavitasjon øker reaksjonshastigheten og masseoverføring av de ekstreme forholdene, som er nådd innenfor kavitasjon hot-spots. Under kavitasjon boble implosjon, svært høye temperaturer på ca. 5, 000K, veldig rask kjøling priser, trykk på ca. 2, 000atm og følgelig ekstreme temperatur og trykkforskjeller er lokalt nådd. Implosjon av kavitasjon boblen resulterer også i flytende stråler med opptil 280m/s hastighet, noe som skaper svært høy skjærkraft. Disse ekstraordinære mekaniske krefter akselerere oksidasjon reaksjonstid og øke svovel konvertering effektivitet i løpet av sekunder.

Mer fullstendig fjerning av svovel

Mens mercaptans, thioethers, sulfider og disulfider kan fjernes ved konvensjonell hydrodesulphurization (HDS) prosess, for fjerning av tiofener, benzothiophens (BT), dibenzotiofener (DBT) og 4, 6-dimethyldibenzothiophenes (4, 6-DMDBT) en mer sofistikert metode er nødvendig. Ultrasonisk oksidativt avsvovling er svært effektiv når det gjelder fjerning av selv neppe flyttbare svovel ildfaste forbindelser (f. eks, 4, 6-dimethyldibenzothiophene og andre alkyl-erstattet tiofen derivater). Ebrahimi et al. (2018) rapporterer en desulfurization effektivitet opp til 98,25% ved hjelp av en Hielscher sonoreactor optimalisert for fjerning av svovel. Videre kan de ultrasonisk oksidert svovel forbindelser skilles via en grunnleggende vann vask.

Med en multi-Step ultralyd-assistert oksidativt avsvovling (UAOD) ble svovel fjerningen betydelig økt. (Shayegan et al. 2013)

Effekt av flertrinns UAOD-prosess ved optimale parametre

Ultralyd avsvovling gjennomførbarhet test med UP400S

Shayegan et al. 2013 kombinert ultralydbehandling (UP400S) med hydrogenperoksid som oksiderende, FeSO som katalysator, eddiksyre som pH-justering og metanol som utvinnings middel for å redusere svovel mengden gass olje.
Reaksjonshastigheten konstantene under oksidativt avsvovling kan økes betraktelig ved å legge metall ioner som katalysator og ved hjelp av sonikering. Ultralyds energien kan redusere aktiveringsenergien til reaksjonen. Ultralydbehandlingen bryter grense laget mellom faste katalysatorer og reagenser og gir en homogen blanding av katalysatorer og reagens – forbedre dermed reaksjonen Kinetics.
Svovel utvinningsprosessen er et avgjørende skritt under avsvovling med mål om å gjenopprette det totale volumet av desulphurized gass olje. Ved hjelp av en væske-væske ekstraksjon med metanol som løsningsmiddel er en enkel utvinningsprosess, men for å sikre en høy virkningsgrad en effektiv blanding av ublandbare fasene er avgjørende. Bare når et maksimalt grensesnitt og deretter maksimal masseoverføring finner sted mellom fasene, er en høy utvinningsgrad oppnådd. Ultralydbehandling og generering av akustisk kavitasjon gir den intense blandingen av reaktant faser og senker aktiveringsenergien til reaksjonen.

Ultralyd enheter med høy ytelse for Marine Fuel avsvovling

Hielscher Ultrasonics er markedsleder for ultralydsystemer med høy effekt for krevende bruksområder som UAOD i industriell skala. Høy amplituder på opptil 200 μm, 24/7 drift under full belastning og tung plikt, robusthet og brukervennlighet er nøkkelfunksjoner i Hielscher ultralydmaskiner. Ultralydsystemer av forskjellige kraft klasser og diverse tilbehør som sonotroder og strømnings reaktor geometri tillate den mest egnede tilpasning av ultralydsystemet til dine spesifikke drivstoff, prosesseringskapasitet og miljø.
Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor hvis du ønsker å be om ytterligere informasjon om ultralyd homogenisering. Vi vil gjerne tilby deg en ultralyd system møte dine behov.









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer høyytelses ultralydmaskiner for sonokemiske applikasjoner.

Ultralydsprosessorer med høy effekt fra laboratorium til pilot og industriell skala.

Litteratur / Referanser

  • Ebrahimi, S.L.; Mette-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): Sonoreactor optimalisering for ultralydassistert oksidativt desulfurization av flytende hydrokarboner. Petroleum Science and Technology Vol. 36, utgave 13, 2018.
  • Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): avsvovling av råolje ved ultralyd integrert oksidativt teknologi. IJSRD – Internasjonal tidsskrift for vitenskapelig forskning & Utvikling Vol. 6, Issue 02, 2018.
  • Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): svovel fjerning av gass olje ved hjelp av ultralyd-assistert katalysator oksidativt prosess og studie av sine optimale forhold. Koreansk J. Chem. Eng, 30 (9), 2013. i 1751-1759.
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): karakterisering av ultralyd Homogenisatorer for skipsbygging industri.


Forskningsresultater på ultrasonisk assistert oksidativt avsvovling (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Avsvovling av råolje ved ultralyd integrert oksidativt teknologi. IJSRD – Internasjonal tidsskrift for vitenskapelig forskning & Utvikling Vol. 6, Issue 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) beskriver fordelene ved en Hielscher ultralydreaktor for ultralydassistert oksidativt desulfurization (UAOD). UAOD har blitt en levedyktig alternativ teknologi til den tradisjonelle hydrotreating, som er svekket av betydelige investeringer og driftskostnader på grunn av høyt trykk, høy temperatur hydrodesulphurization utstyr, kjeler, hydrogen planter, og enheter for svovel gjenvinning. Ultralydassistert oksidativt desulfurization tillater gjennomføring av prosessen for dyp fjerning av svovel under mye mildere forhold, raskere, sikrere og mye mer økonomisk.
Ultralydassistert oksidativt desulfurization (UAOD) ble brukt på dieselolje-og petroleumsprodukter råstoff som inneholdt svovel forbindelser (benzothiophene, dibenzotiofen og dimethyldibenzothiophene). Påvirkning av oksiderende beløp, volum av løsemiddel for utvinning trinn, tid og temperatur på ultralydbehandling (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, som opererer på 40%) ble undersøkt. Ved hjelp av de optimaliserte betingelsene for UAOD, ble svovel fjerning opp til 99% oppnådd for modell forbindelser i petroleums produkt råstoff ved hjelp av en molar-andel for H2O2: eddiksyre: svovel av 64:300:1, etter 9min av ultralydbehandling ved 90 º C, etterfulgt av ekstraksjon med metanol (optimalisert løsemiddel og olje forhold på 0,36). Ved bruk av samme reagens beløp og 9 min av ultralyd var det høyere enn 75% for dieselolje prøver.
Viktigheten av High Ultrasonic amplituder
Ultralyd intensivering av kommersiell skala oksidativt desulfurization av råolje krever bruk av en industriell-størrelse Flow-through ultralydsprosessor i stand til å opprettholde høy vibrasjons amplituder på ca 80 for alle – 100 mikrons. amplituder direkte knyttet til intensiteten av ultralyds kavitasjoner-genererte skjærkrefter og må opprettholdes på et tilstrekkelig høyt nivå for miksing for å være effektiv.
Eksperimentene som utføres av Prajapati et al. viser at ultralyd forbedrer desulfurization reaksjonen. Desulfurization effektivitet var ca 93,2% Når ultralyd med høy ytelse påføres.


Shayegan et al. (2013): Svovel fjerning av gass olje ved hjelp av ultralyd-assistert katalysator oksidativt prosess og studie av sine optimale forhold. Koreanske Journal of Chemical Engineering 30 (9), september 2013. i 1751-1759.
Ultralyd-assistert oksidativt desulfurization prosess (UAOD) ble brukt for å redusere svovel forbindelser av gass olje som inneholder ulike typer av svovelinnhold. Miljø forskriften krever en svært dyp desulfurization å eliminere svovel forbindelser. UAOD er en lovende teknologi med lavere driftskostnader og høyere sikkerhet og miljøvern. For første gang den typiske faseoverføring agent (tetraoctyl-ammonium-bromide) ble erstattet med isobutanol fordi bruk av isobutanol er mye mer økonomisk enn TOAB, imponerende ingen forurensning. Reaksjonen ble utført på optimalt punkt med ulike temperaturer, i enkelt-, to-og tre trinn-prosedyrer, gransker effekten av gradvis økning av H2O2 og TOAB brukes i stedet for isobutanol. Total svovel konsentrasjon i oljefasen ble analysert ved ASTM-D3120-metoden. Den høyeste fjerning av ca 90% for gass olje som inneholder 9 500 mg/kg av svovel ble oppnådd i tre-trinn i løpet av 17 minutter av prosessen ved 62 ± 2 ° c når 180,3 mmol av H2O2 ble brukt og ekstraksjon utført av metanol.


Akbari et al. (2014): Gransking av prosess variabler og intensivering effekter av ultralyd anvendes i oksidativt desulfurization av modell diesel over MoO3/Al2O3 Katalysator. Ultrasonics Sonochemistry 21 (2), 2014 mars. 692 – 705.
En ny heterogen sonocatalytic system bestående av en MoO3/Al2O3 katalysator og H2O2 kombinert med ultralydbehandling ble studert for å forbedre og akselerere oksidasjon av modell svovel forbindelser av diesel, noe som resulterer i en betydelig forbedring i prosessen effektivitet. Påvirkningen av ultralyd på egenskaper, aktivitet og stabilitet av katalysatoren ble studert i detalj ved hjelp av GC-FID, PSD, SEM og BET teknikker. Over 98% konvertering av DBT i modell diesel inneholdende 1000 μg/g svovel ble innhentet av nye ultralyd-assistert desulfurization ved H2O2/sulfur molar ratio på 3, temperatur på 318 K og katalysator dosering av 30 g/L etter 30 min reaksjon, i motsetning til 55% konvertering oppnådd under stille prosessen. Denne forbedringen ble betydelig påvirket av operasjons parametre og katalysator egenskaper. Effektene av de viktigste prosess variablene ble undersøkt ved hjelp av respons metoder i stille prosess sammenlignet med ultralydbehandling. Ultralyd ga en god spredning av katalysator og oksiderende av brudd på hydrogen binding og deagglomerering av dem i oljefasen. Deponering av urenheter på katalysatoren overflaten forårsaket en rask deaktivering i stille eksperimenter resulterer bare 5% av DBT oksidasjon etter 6 sykluser med lydløs reaksjon av resirkulert katalysator. Over 95% av DBT ble oksidert etter 6 ultralydassisterte sykluser som viser en stor forbedring i stabiliteten ved å rense overflaten under ultralydbehandling. En betydelig reduksjon av partikkelstørrelsen ble også observert etter 3h-sonikering som kunne gi mer spredning av katalysator i modell drivstoff.


Afzalinia et al. (2016): Ultralydassistert oksidativt desulfurization prosess av flytende brensel ved phosphotungstic syre innkapslet i et interpenetrating Amin-funksjonalisert Zn (II)-basert MOF som katalysator. Ultrasonics Sonochemistry 2016
I dette arbeidet, ultralyd-assistert oksidativt desulfurization (UAOD) av flytende brensel utført med en roman heterogen høyt spredte Keggin-type phosphotungstic syre (H3Pw12O40, PTA) katalysator som innkapslet i en aminosyre-funksjonalisert MOF (TMU-17-NH2). Den preparerte kompositt utstillinger høy katalysator og gjenbruk i oksidativt desulfurization av modell drivstoff. Ultralyd-assistert oksidativt desulfurization (UAOD) er en ny måte å utføre oksidasjon reaksjon av svovel-inneholder forbindelser raskt, økonomisk, miljøvennlig og trygt, under milde forhold. Ultralydbølger kan brukes som et effektivt verktøy for å redusere reaksjonstiden og forbedrer oksidativt desulfurization systemytelse. PTA @ TMU-17-NH2 kan være fullstendig utført desulfurization av modellen olje med 20 mg katalysator, O/S molar ratio på 1:1 i nærvær av MeCN som utvinnings middel. De oppnådde resultatene indikerte at konverteringene fra DBT til DBTO2 oppnådde 98% etter 15 minutter i omgivelsestemperatur. I dette arbeidet forberedte vi TMU-17-NH2 og PTA/TMU-17-NH2 kompositt av ultralydbestråling for første gang og ansatt i UAOD prosess. Forberedt katalysator viser en utmerket gjenbruk uten PTA utvasking og tap av aktivitet.