Ya compuestos da contienen azufre ja ar petróleo crudo, petróleo, diesel ne ma'ra ya aceites combustibles incluyen sulfuros, tioles, tiofenos, benzotifenos ne dibenzotiofenos sustituidos (BT ne DBT), benzonaftiofeno (BNT) ne dí moléculas mäs complejas, ya da ya tiofenos condensados ya formas ya pa mäs ngatho. Ya reactores ultrasónicos Hielscher ayudan ja ar proceso ar desulfuración profunda oxidativa requerido pa da tsoni ya estrictas regulaciones ambientales actuales ne ya especificaciones diesel azufre ultra jár (ULSD, 10 ppm azufre).

Desulfuración oxidativa (Sao)

Desulfuración oxidativa ko peróxido hidrógeno ne 'mefa ár njäts'i Tange'u extracción ya solventes ge 'nar tecnología desulfuración profunda yoho ya etapas da reducir yá 'bede ya compuestos organosulfurados jar aceites combustibles. Ar utilizan reactores ultrasonidos Hielscher jar ambas etapas pa mejorar ar cinética ar reacción transferencia fase ne disolución tarifas jar sistemas fase líquido-líquido.

Diagrama flujo pa ar desulfurización oxidativa ir nge ya ultrasonidos asistida – 2 etapas

Ja ar ndui etapa ar desulfurización oxidativa ir nge ya ultrasonidos asistida, peróxido hidrógeno ar gi japu̲'be̲fi ngu 'nar oxidante pa oxidar selectivamente ya moléculas contienen azufre ne gi 'bu̲hu̲ 'bui jar aceites combustible da ja ár sulfóxidos wa Sulfonas jár za̲tho condiciones da aumentar ár solubilidad jar solventes polares ko 'nar aumento ar polaridad. Ja xí etapa, ar insolubilidad ar polar fase acuosa ne ar fase orgánica ge 'nar hñäki significativo jar proceso desulfurización oxidativa nu'u̲ ambas fases reaccionen entre hä ho̲ntho ja ar interfase. 'Ñotho ar ultrasonidos, 'me̲hna resulta 'nar tasa reacción xí hñets'i'i ne 'nar lenta conversión organosulfurados jar nuna ko yoho ya fases.

Emulsificación ultrasónica

Ar fase ar oleosa ne ar fase acuosa ar mezclan ne bombean ja 'nar mezclador estático pa producir 'nar emulsión básica 'nar nthe volumétrica nzäm'bu̲ da 'me̲fa T'ini ja ar reactor ar mezcla ultrasónico. Nu'bu̲, ar cavitación ultrasónica produce 'nar mar hñets'i cizallamiento hidráulico ne 'wagi ar fase acuosa gotas submicrónicas ne ar tamaño nanométrico. Komo ar área superficie específica límite fase influye jar velocidad química reacción, xí reducción significativa jar diámetro ya gotas mejora ar cinética reacción ne reduce wa elimina ar 'medi da agentes transferencia fase. Usando ultrasonidos, porcentaje volumen ar peróxido ar tsa̲ da reducir, getho ya emulsiones mäs finas necesitan menos volumen pa proporcionar ar xkagentho superficie contacto ko ar fase asete.

Oxidación ir nge ya ultrasonidos asistida

Cavitación ultrasónica produce intenso calentamiento ja (~ 5000 ë), altas presiones (~ 1000atm), enorme ya calefacción ne ya refrigeración () ya tasas>10⁹ K/sec) ne corrientes jar chorro líquidos (~ 1000 km yá h). Nuna ar entorno extremadamente reactivo oxida tiofenos jar fase asete mäs rápidamente ne mäs totalmente dätä sulfóxido polar ne Sulfonas. Catalizador to apoyar proceso oxidación pe hingi ya esenciales. Anfifílicas emulsión catalizadores wa catalizadores transferencia fase (PTC), tales como sales amonio cuaternario ko ár mfeni ho̲ntho pa disolver líquidos acuosos ne orgánicos ar xi demostrado pa incorporar ar oxidante ne ar transporte ar interfaz ar fase bí fase ar reacción, aumentando nja'bu̲ bí velocidad ar reacción. Reactivo Fenton to añadir ar pa mejorar ar dätä nt'ot'e desulfuración oxidativa da combustibles ya diesel ne gi 'ñudi 'nar hogu̲ma̲ ntsoni sinérgico ko ar proceso oxidación sono.

Transferencia masa mejorada ya ultrasonido nts'edi

Nu'bu̲ ya compuestos organosulfur reaccionan ja 'nar límite fase, ya sulfóxidos ne ya Sulfonas acumulan jar superficie ar gotita acuosa ne bloquean ma 'ra compuestos azufre ar interacción fase acuosa. Ar cizalla hidráulica causada ya corrientes jar chorro cavitacionales ne resultado acústico streaming flujo turbulento ne transporte materiales ndezu̲ ne nu'bu ya superficies jar gotita ne conduce ar fusión repetida ne 'mefa ár njäts'i Tange'u formación gotitas ar nuevo. Medida da avanza ar oxidación ar pa, sonicación maximiza ar exposición ne ar interacción ja ya reactivos.

Extracción jar fase transferencia Sulfonas

'Me̲fa ar oxidación ne ar separación ar fase acuosa (H2O2), ya sulfonas ar xi extraer utilizando 'nar disolvente polar, komongu ar acetonitrilo ñoho ar etapa. Ya sulfonas ar transferirán ja ar límite fase ambas fases ja ma fase solvente pa ár dätä polaridad. El igual ne ár ndui etapa, ja ya reactores ultrasónicos Hielscher aumentan ar extracción líquido-líquido ar 'yo̲t'e 'nar emulsión turbulenta tamaño fino fase solvente jar fase asete. 'Me̲hna aumenta ar superficie contacto fase ne xta komongu ar nt'uni jar extracción ne reduce njapu'befi ya disolventes.

Ar pruebas laboratorio escala piloto ne producción

Hielscher Ultrasonics ofrece equipos ntsa̲, gí hñeti ha ne utilizar xí tecnología 'na escala. Básicamente ar realiza jar 4 pasos, ho̲ntho.

1. Mezclar asete H2O2 ne sonicate da oxidar ya compuestos azufre
2. Centrífuga pa separar ar fase acuosa
3. Mezclar fase oleosa ko solvente ne da t'uni jar ultrasonidos da extraer ya Sulfonas
4. Centrífuga pa separar fase solvente ko Sulfonas

Ma escala laboratorio, pe utilizar 'nar UP200Ht pa demostrar ar jar mfeni jar ne ajustar parámetros hontho, tales como ar concentración ar peróxido, mpat'i proceso, pa sonicación ne intensidad nja'bu Komo njapu'befi catalizador wa ya disolvente.
A nivel de sobremesa, 'nar potente sonicador komongu ar UIP1000hdT wa UIP2000hdT permite simular ambas ar etapas ar dets'e Ndäse̲ jar caudales 100 ma 1000 L yá h (25 ma 250 gal yá hr) ne optimizar yá parámetros ya proceso ne ya sonicación. Equipo ultrasónico Hielscher xi diseñado pa escalar linealmente bí volúmenes ar procesamiento mäs mña dätä escala piloto wa ar producción. Ar xi demostrado ke ya instalaciones Hielscher funcionan ar bí confiable pa procesos mar hñets'i volumen, incluida ar refinación combustible. Hielscher produce sistemas jar contenedores, combinando 'yani 'ra ya HMUNTS'UJE dispositivos mextha nts'edi 10kW wa 16kW jar clústeres pa hei 'nar integración. Diseños pa da tsoni ko ya requisitos entornos peligrosos 'nehe gi 'bu̲hu̲ da 'mui. Xtí tabla enumera ya volúmenes procesamiento ne ya tamaños ar equipo recomendados.

Ko ultrasónico ar mezcla – 2 hebras 6x10kW (2x120m³(yá hr)

Njapu'befi njapu'befi ya ultrasonidos

UAODS ofrece ventajas significativas jar comparación ko ar HDS. Tiofenos sustituidos benzo — ne dibenzothiophenes bí oxidan jár nkohi mpat'i ne presión xí hñets'i'i. Ir hidrógeno costoso hingi ar mahyoni da nuna proceso mäs adecuado pa ya refinerías t'olo ne medianas, wa refinerías aisladas hingi situadas cerca de 'nar tubería hidrógeno. Velocidad reacción dätä ne mpat'i reacción leve ne presión evitan da mfaxte ya costosos ya solventes apróticos wa anhidros.
Integrar 'nar desulfuración oxidativa ir nge ya ultrasonidos asistida (UAODS) ar xe̲ni ko 'nar ar xe̲ni ar hidrotratamiento convencional to mejorar ar dätä nt'ot'e jar producción combustibles diesel hñets'i'i ne ya ultra jar azufre. Nuna ar tecnología to utilizar ar nu'bu̲ wa 'mefa xta hydrotreatement convencional pa ar ñäñho ar azufre.
Proceso UAODS tsa̲ da reducir yá estimación ya costos capital ir nge nä'ä japi jar comparación ko ar costo 'nar 'ra'yo mextha presión hydrotreater.

Desventajas hidrodesulfuración (HDS)

Hidrodesulfuración (HDS) ge 'nar proceso altamente nt'ot'e xi hño pa ar eliminación tioles, sulfuros ne disulfuros, xí hñembi ar da hñäki ya compuestos refractarios da contienen azufre komongu dibenzothiophene ne yá derivados (nt'udi, 4, 6 — (dimethydibenzothiophene 4, 6 — DMDBT) ma 'nar za̲ ár nthe̲ na hñets'i'i. Altas temperaturas, altas ar presiones ne ar consumo hidrógeno mextha conducción asta ar capital ne ar costos HDS ya desulfuración profunda ar ultra ar operativos. Nar dätä hño ya capital ne ya costos operación ya inevitables. Restantes niveles trazas azufre ar xi envenenar ya catalizadores metales nobles utilizados jar proceso ya re-formación ne ya transformación wa ya catalizadores electrodos utilizados pilas combustible.