Desulfuración ultrasónica ar combustible xí nzi
- Ya combustibles marinos mi handi afectados ir nge ya 'ra'yo regulaciones, da exigen 'nar contenido azufre 0,5% m/m wa menos.
- Ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) ge 'nar nt'ot'e establecido acelera ar reacción oxidación ne ge 'nar proceso ar bojä ne pädi xi hño.
- Ya procesos UAOD xi ejecutar ar mpat'i ambiente ne presión atmosférica ne permiten 'nar eliminación selectiva compuestos azufre ya combustibles hidrocarburos.
- Ya sistemas ultrasónicos mar hñets'i rendimiento Hielscher ya fáciles ar instalar ne ar seguros pa operar tso̲kwa bordo wa jar ha̲i.
Combustibles marinos ko hñets'i'i contenido azufre
Ar Hmunts'i Marítima ja ya Ximhai (OMI) xi implementado 'ra'yo regulaciones ir nge nu'u da ya buques marinos nga̲tho ar ximha̲i tsa zu̲di combustibles marinos ko 'nar contenido azufre 0,5% m/m a partir de enero ar 2020. Gi 'ra'yo regulaciones exigen cambios profundos jar procesamiento ya combustibles marinos: pa da tsoni ko ya 'ra'yo deni pa combustibles ko hñets'i'i contenido azufre, bí requiere 'nar proceso desulfuración nt'ot'e xi hño.
Ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) ar combustibles hidrocarburos líquidos komongu ar gasolina, nafta, gasóleo, combustible xí nzi, etcétera, ge 'nar nt'ot'e xi na hño ne viable pa da hñäki ya azufre dätä volúmenes corrientes ar combustibles pesados.
Desulfuración oxidativa
Ar desulfuración oxidativa (ODS) ge 'nar 'na ar mpa̲ti Bojä ne respetuosa ko ar nt'uni mbo jar ximha̲i ja ar hidrodesulfuración (HDS), ya ne ya compuestos ar azufre oxidados xi separar ar significativamente mäs hingi hembi da ja ya fuelóleos pesados. 'Me̲fa ar etapa desulfuración oxidativa, ya compuestos ar azufre extraídos da separan ya nt'ot'e físicos, ngu, utilizando disolvente polar hingi miscible ne 'mefa ár njäts'i Tange'u separación ya gravedad, adsorción wa centrífuga. Alternativamente, ar tsa̲ da utilizar ar descomposición térmica pa da hñäki ya azufre ar oxidado.
Pa ar reacción desulfuración oxidativa, 'nar oxidante (nt'udi, hidrógeno H2O2, clorito sodio NaClO2, óxido nitroso N2Wa, periodato sodio NaIO4), requiere 'nar catalizador (nt'udi, ácidos) ne 'nar reactivo transferencia fase. Ar reactivo ar transferencia fase ayuda da ntungi ar reacción heterogénea ja ya fases acuosa ne oleosa, nä'ä ge ar bi thogi limitante ar velocidad ar reacción ODS.
- Altamente nt'ot'e xi hño – Asta 'nar 98% ar desulfuración
- Bojä: baja inversión, bajos costos operativos
- 'Ñotho ar envenenamiento ar catalizador
- Escalado hei ne lineal
- Pädi xi hño ar operar
- Onshore & Instalación jar mextha däzabi (ma bordo)
- Rápido retorno ar inversión
Desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos
Gem'bu̲ ar hidrodesulfuración (HDS) requiere pe̲ts'i costes inversión, 'nar mextha mpat'i reacción asta 400ºC ne 'nar mextha presión asta 100atm ja ya reactores, proceso desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) ge xingu mäs cómodo, nt'ot'e xi hño ne ya ecológico. Ar UAOD mejora gran da medida ar reactividad eliminación catalítica azufre ne ofrece jar xkagentho ar pa 'nar me̲ti costo operativo, ar Ts'ut'ubi Ntsuni ne 'ba̲ts'i ar nt'uni mbo jar ximha̲i. Ya sistemas industriales reactores flujo ultrasónico aumentan tasa desulfuración nu'bya 'nar dispersión altamente efectiva ne, ir a una cinética reacción mejorada. Dado da procesamiento ar ultrasónico proporciona dispersiones nanoescala, ar transferencia masa ja ya 'na'ño fases ar reacción heterogénea aumenta drásticamente.
Ultrasonidos (acústicos) cavitación Aumenta ar velocidad ar reacción ne ar transferencia masa ir nge ya nkohi extremas da alcanzan mbo ja ya puntos mañä cavitación. Nxoge ar implosión ar burbuja cavitación, ar alcanzan localmente temperaturas xi altas ar aprox. 5.000 ë, velocidades ar enfriamiento xi rápidas, presiones ar aprox. 2. 000atm ne, da consecuencia, diferenciales mpat'i ne presión extremos. Ar implosión ar burbuja cavitación 'nehe xta lugar da chorros líquido asta 280 m/s ar velocidad, nä'ä crea ndu nzafi ar cizallamiento xi altas. Gi 'mefa ndu mecánicas aceleran ar pa reacción oxidación ne aumentan ya dätä nt'ot'e conversión azufre ja ya nt'ot'e nuya ya 'na̲te ya mfe̲ts'i.
Eliminación ar azufre mäs nxo̲ge
Gem'bu̲ ya mercaptanos, tioéteres, sulfuros ne disulfuros xi da hñäki da ir nge ar proceso convencional hidrodesulfuración (HDS), pa ar eliminación ar tiofenos, benzotiofenos (BT), dibenzotiofenos (DBT) ne 4, 6 — dimetildibenzotiofenos (4, 6 — DMDBT) bí requiere ar 'nar nt'ot'e mäs sofisticado. Ar desulfuración oxidativa ultrasónica ar xi na hño nu'bu̲ t'o̲t'e ar eliminación compuestos refractarios ar azufre 'nehe difícilmente removibles (nt'udi, 4, 6 — dimetildibenzotiofeno ne ma'ra derivados ar tiofeno alquilsustituidos). Ebrahimi et jar ar. (2018) reportan 'na dätä nt'ot'e desulfuración asta ar 98,25% utilizando 'nar sonoreactor Hielscher Optimizado pa ar eliminación azufre. 'Nehe, ya compuestos ar azufre oxidados ya ultrasonidos xi separar ar ir nge 'nar lavado básico ko ar dehe.
Ntsa̲ viabilidad desulfuración ultrasónica ko UP400S
Shayegan et jar el. 2013 ultrasonidos combinados ()UP400S) ko peróxido hidrógeno Honja oxidante, FeSO komongu ar catalizador, ácido acético komongu ar ajustador ar pH ne ar metanol komongu disolvente extracción da reducir yá 'bede ya azufre ar gasóleo.
Ya constantes ar velocidad reacción Nxoge ar desulfuración oxidativa xi aumentar ar considerablemente añadiendo iones metálicos komongu catalizador ne utilizando ar sonicación. Ar energía ar ultrasónica ar tsa̲ da reducir ar energía activación ar reacción. Ar nt'ot'e ya ultrasonidos 'wagi ár capa límite ja ya catalizadores sólidos ne ya reactivos ne ya proporciona 'nar mezcla homogénea catalizadores ne reactivos – mejorando nja'bu̲ bí cinética ar reacción.
Proceso extracción azufre ge 'nar bi thogi crucial Nxoge ar desulfuración ar objetivo ar recuperar ar volumen Nxoge gasóleo desulfurado. Ar njapu'befi 'nar extracción líquido-líquido utilizando metanol komongu disolvente ge 'nar proceso ar extracción sencillo, pe pa garantizar 'nar mextha dätä nt'ot'e ar esencial 'nar mezcla nt'ot'e xi hño ja ya fases inmiscibles. Honto nu'bu̲ bí produce 'nar interfaz máxima ne, 'mefa, 'nar transferencia masa máxima ja ya fases, bí logra 'nar mextha tasa extracción. Ar ultrasonicación ne ar generación cavitación acústica proporcionan 'nar mezcla intensa ya fases reactivas ne disminuyen ar energía activación ar reacción.
Unidades ultrasónicas mar hñets'i rendimiento pa ar desulfuración ar combustible xí nzi
Hielscher Ultrasonics ar líder jár ta̲i ya sistemas ultrasónicos mextha nts'edi pa aplicaciones exigentes komongu UAOD ma escala industrial. Ya altas amplitudes de asta 200 μm, el funcionamiento 24/7 a plena carga y la alta resistencia, la robustez y la facilidad de uso son las características clave de los ultrasonidos de Hielscher. Ya sistemas ultrasónicos 'na'ño nsa̲di nts'edi ne ya yá accesorios, ngu ya sonotrodos ne ya geometrías ya reactores flujo, permiten ar adaptación xí adecuada ko ya ultrasónico jar ár combustible, mfeni procesamiento ne entorno específicos.
Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos:
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
Ar 10 da 2000 ml | Ar 20 400 ml yá min | UP400St |
0.1 da 20L | 0.2 4 L yá min | UIP2000hdT |
Ar 10 da 100L | Ar 2 10 l yá min | UIP4000hdT |
n.d. | Ar 10 100 L yá min | UIP16000 |
n.d. | Mar dätä | Racimo ar UIP16000 |
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Bibliografía yá Referencias
- Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): Sonoreactor optimization for ultrasound assisted oxidative desulfurization of liquid hydrocarbon. Petroleum Science and Technology Vol. 36, Issue 13, 2018.
- Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desulphurization of Crude Oil by Ultrasound Integrated Oxidative Technology. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development Vol. 6, Issue 02, 2018.
- Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): Sulfur removal of gas oil using ultrasound-assisted catalytic oxidative process and study of its optimum conditions. Korean J. Chem. Eng., 30(9), 2013. 1751-1759.
- Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): Characterization of Ultrasonic Homogenizers for Shipbuilding Industry.
Resultados ár nthoni dige ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD)
Prajapati et jar ar. (2018): Desulfuración petróleo crudo ir nge ya tecnología oxidativa integrada ya ultrasonidos. IJSRD – Revista ja ya Ximhai nthoni Científica & Nte Vol. 6, 'bede 02, 2018.
Prajapati et jar ar. (2018) describen ya njapu'befi 'nar reactor ultrasónico ar Hielscher pa ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD). Ar UAOD ar xi convertido ja 'nar tecnología alternativa viable ja ar hidrotratamiento pa mahä'mu̲, nä'ä da gi hyandi perjudicado ya mahyoni costos inversión ne operación nu'bya ya equipos hidrodesulfuración mextha ar presión ne ar mextha ar mpat'i, calderas, do̲ni ar hidrógeno ne unidades recuperación azufre. Ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos permite da t'ot'e proceso eliminación profunda ar azufre jar nkohi xingu mäs suaves, mäs rápidas, seguras ne xingu mäs bojä.
Proceso desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) bí aplicó bí asete diésel ne ya nt'ot'e primas productos petrolíferos da contenían compuestos azufre modelo (benzotiofeno, dibenzotiofeno ne dimetildibenzotiofeno). Ar influencia yá 'bede ya oxidante, volumen disolvente pa ar etapa extracción, ar pa ne ar mpat'i ar nt'ot'e ultrasonidos ()UIP1000hdT, 20 ar kHz, 750 W, funcionando 40%). Utilizando ya nkohi optimizadas pa UAOD, bí logró 'nar eliminación azufre asta ar 99% pa ya compuestos modelo jar materia prima productos derivados ar petróleo utilizando 'nar nä'ä da 'yadi wa molar pa H2O2: ácido acético: azufre 64:300:1, 'mefa xta 9min ár nt'ot'e ko ultrasonidos 90ºC, seguido ar extracción ko metanol (nthe optimizada disolvente ne asete 0,36). Utilizando xkagentho yá 'bede ya reactivo ne 9 min ultrasonido, ar eliminación azufre bí mäs xi ngu ar 75% pa ya muestras gasóleo.
Ar mahyoni da ya altas amplitudes ultrasónicas
Intensificación ultrasónica desulfuración oxidativa da escala yá 'ma ar petróleo crudo requiere njapu'befi 'nar procesador ultrasónico flujo continuo tamaño industrial capaz da zeti altas amplitudes vibración ar aproximadamente 80 – 100 micrass. Ya amplitudes gi 'bu̲hu̲ Hmunts'i relacionadas ko ar intensidad ya ndu nzafi ar cizallamiento generadas ir nge ya cavitaciones ultrasónicas ne tsa zeti ma 'nar za̲ ár nthe̲ suficientemente hñets'i pa da ar mezcla da nt'ot'e xi hño.
Ya experimentos realizados ya Prajapati et jar ar. muestran ne ar ultrasonicación mejora ar reacción desulfuración. Dätä nt'ot'e desulfuración bí aproximadamente ar 93,2% Nu'bu̲ da t'uni ultrasonido mar hñets'i ar rendimiento.
Shayegan et jar ar. (2013): Eliminación azufre gasóleo ir nge 'nar proceso oxidativo catalítico asistido ya ultrasonidos ne estudio yá nkohi óptimas. Revista Coreana Ingeniería Química 30 (9), Setyembre ar 2013. 1751-1759.
Bí aplicó 'nar proceso desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) da reducir ya compuestos azufre ar gasóleo da contiene varios xingu ya contenido azufre. Ar normativa medioambiental a̲di 'nar desulfuración xi profunda pa da hñäki ya compuestos azufre. UAOD ge 'nar tecnología prometedora ko 'nar me̲ti costo operativo ne 'nar dätä ntsuni ne ya 'ba̲ts'i ar nt'uni mbo jar ximha̲i. 'Bu̲ ya bes, ar agente ar transferencia fase típico (bromuro ar tetraoctil-amonio) bí sustituyó ya isobutanol ngetho njapu'befi ya isobutanol ar xingu mäs bojä da TOAB, ya ke hinda t'uni ja yá contaminación. Ar reacción bí zits'i da t'ot'e xi hño jar punto óptimo ko ndunthe temperaturas, jar nt'ot'e 'natho, yoho ne hñu pasos, investigando ntsoni aumento gradual H2O2 ne njapu'befi ya TOAB en lugar de isobutanol. Concentración Nxoge azufre jar fase ar oleosa bí analizó ir nge ar nt'ot'e ASTM — D3120. Ar remoción xí mextha alrededor ar ar 90% pa ar gasóleo da contenía 9.500 mg yá kg ya azufre ar logró jar hñu ya pasos Nxoge 17 ya t'olo ora ar proceso da 62±2 °C cuando 180,3 mmol H2O2 ne ar extracción bí zits'i da t'ot'e xi hño ja ya metanol.
Akbari et jar ar. (2014): Nthoni ya variables jar proceso ne ya efectos intensificación ya ultrasonidos aplicados desulfuración oxidativa diésel modelo dige ar MoO3/Al2O3 catalizador. Ultrasonics Sonochemistry 21 (2), Märso ar 2014. 692–705.
'Nar 'ra'yo ko ya sonocatalítico heterogéneo xi t'o̲t'e ir nge 'nar MoO3/Al2O3 catalizador ne H2O2 Ja ar combinación ko ar ultrasonicación, bí estudió pa mejorar ne acelerar ar oxidación ya compuestos azufre modelo ar diésel, nä'ä traduce ja 'nar mejora significativa ar dätä nt'ot'e ar proceso. Influencia ya ultrasonidos dige ya propiedades, ya nt'ot'e ne nzäm'bu ar catalizador bí estudió jar detalle ir nge ya técnicas GC — FID, PSD, SEM ne ar BET. Por encima de ar 98% de conversión de DBT en el modelo diésel que contenía 1000 μg/g de azufre se obtuvo mediante una nueva desulfuración asistida por ultrasonidos a H2O2nthe molar /azufre 3, mpat'i 318 ë ne dosis catalizador 30 g/L 'mefa xta 30 ar min reacción, bí diferencia ar conversión ar 55% obtenida Nxoge ar proceso silencioso. Nuna ar mejora ar vio considerablemente afectada ir nge ya parámetros operación ne ya propiedades ar catalizador. Ya efectos ya ndu'mi variables ar proceso ar investigaron utilizando ar metodología superficie respuesta ja 'nar proceso silencioso jar comparación ko ar ultrasonicación. Ya ultrasonidos proporcionaron 'nar hño dispersión ar catalizador ne ar oxidante ir nge ar rotura ya enlaces ar hidrógeno ne ar desaglomeración xkagentho ja ar fase oleosa. Deposición impurezas jar superficie ar catalizador provocó 'nar ngut'a desactivación jar experimentos silenciosos, nä'ä resultó jar ho̲ntho 'nar 5% ar oxidación DBT 'mefa xta 6 ciclos reacción silenciosa ya catalizador reciclado. Nä'ä ar 95% ar ar DBT bí oxidó 'mefa xta 6 ciclos asistidos ya ultrasonidos, mostrando 'nar Nar dätä hño mejora jar ar nzäm'bu ja ar limpiar ar superficie Nxoge ar ultrasonidos. 'Nehe ar observó 'nar considerable reducción tamaño ya partículas 'mefa xta 3 ora sonicación, nä'ä ndi proporcionar 'nar dätä dispersión ar catalizador combustible ar modelo.
Afzalinia et jar ar. (2016): Proceso desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos combustible líquido ir nge ya ácido fosfotúngstico encapsulado MOF basado jar Zn (II) funcionalizado ko amina interpenetrante komongu ar catalizador. Ultrasonidos Sonoquímica 2016
Jar nuna 'be̲fi, ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) ar combustibles líquidos ar realizó ko 'nar 'ra'yo ácido fosfotúngstico heterogéneo ar klase Keggin altamente disperso (H)3Prisionero ar hñäki12O40(, PTA) nä'ä bí encapsuló ja 'nar MOF aminofuncionalizado (TMU — 17 — NH2). Ar compuesto hñoki exhibe 'nar mextha nt'ot'e catalítica ne reutilizable jar desulfuración oxidativa combustible ar modelo. Ar desulfuración oxidativa asistida ya ultrasonidos (UAOD) ge 'nar 'ra'yo dets'e ga OT'UJE ar reacción oxidación compuestos da contienen ya azufre ya nt'ot'e ngut'a, ar bojä, ya respetuosa ko ar nt'uni mbo jar ximha̲i ne ya segura, ja ya nkohi suaves. Ya ondas ultrasónicas ar xi da t'uni komongu 'nar herramienta ya nt'ot'e xi hño pa disminuir ar pa reacción ne mejorar rendimiento ko ya desulfuración oxidativa. PTA@TMU — 17 — NH2 ar himbí ga OT'UJE 'nar desulfuración nxo̲ge ar asete modelo ir nge ar 20 ar mg catalizador, nthe molar O/S 1:1 jar 'bu̲i Kwä MeCN komongu disolvente extracción. Ya resultados obtenidos indicaron ke ya conversiones DBT ma DBTO2 alcanzan 98% 'mefa xta 15 min jar mpat'i ambiente. Nuna 'be̲fi jar preparamos ya bes compuesto TMU — 17 — NH2 ne PTA yá TMU — 17 — NH2 ya irradiación ultrasónica ne empleó jar proceso ar UAOD. Ar catalizador hñoki exhibe 'nar excelente reutilización hinda lixiviación PTA nixi pérdida nt'ot'e.