Hielscher tecnologia de ultra-som

Dessulfuração Oxidativa Ultrassonicamente Assistida

compostos contendo enxofre em petróleo bruto, petróleo, diesel e outros óleos combustíveis incluem sulfuretos, tióis, tiofenos substituídos, benzo e dibenzotiofenos (BTS e DBTS), Benzonaphthothiophene (BNT), e muitas moléculas mais complexas, em que os tiofenos condensados ​​são as formas mais comuns. reactores de ultra-sons Hielscher ajudar a dessulfurização profunda oxidativo processo necessário para atender às rigorosas normas ambientais de hoje e especificações ultra-baixos diesel de enxofre (ULSD, 10 ppm de enxofre).
Redução de enxofre na refinaria

Oxidativo dessulfuração (ODS)

Dibenzotiofeno Molecule Antes oxidativo dessulfurizaçãodessulfurização oxidativa com peróxido de hidrogénio e subsequente extracção com solvente é uma tecnologia de dessulfuração de profundidade de duas fases para reduzir a quantidade de organo compostos nos óleos combustíveis. Hielscher reactores de ultra-sons são utilizados em ambas as fases, para melhorar a cinética da reacção de transferência de fase e as taxas de dissolução em sistemas de fases líquido-líquido.

Fluxograma para Ultrassonicamente Assistida oxidativo dessulfurização - 2 Estágios

Fluxograma para Ultrassonicamente Assistida oxidativo dessulfurização – 2 estágios de

Na primeira fase de dessulfurização oxidativa ultrassonicamente assistida, de peróxido de hidrogénio é utilizado como um oxidante para oxidar selectivamente as moléculas contendo enxofre que se encontram presentes em óleos combustíveis para os sulfóxidos ou sulfonas correspondentes sob condições suaves, para aumentar a sua solubilidade em solventes polares com um aumento na sua polaridade. Oxidativo dessulfurização de Dibenzotiophene para Sulfoxide e SulfoneNesta fase, a insolubilidade da fase aquosa polar e a fase orgânica não polar é um problema significativo no processo de dessulfurao oxidativa como ambas as fases reagir uns com os outros apenas na interfase. Sem ultra-sons, isto resulta em uma taxa de reacção de baixo e uma conversão lenta de organosulfurados neste sistema de duas fases.

As instalações de refinação requerem equipamentos industriais pesados, adequados para processamento de alto volume 24 horas por dia, 7 dias por semana. Obtenha um Hielscher!

Ultrasonic Emulsificação

Ultrasonic mistura de Química EmulsãoA fase oleosa e a fase aquosa são misturadas são bombeados para um misturador estático para produzir uma emulsão de base de uma relação volumétrica constante que é então alimentada ao reactor de mistura ultra-sónica. Em lá, cavitação ultrassónica produz alto cisalhamento hidráulico e quebra a fase aquosa em sub-micron de tamanho nanométrico e gotas. Como a área de superfície específica do limite de fase é influente para a taxa de química de reacção desta redução significativa do diâmetro das gotículas melhora a cinética da reacção e reduz ou elimina a necessidade de agentes de transferência de fase. Utilizando ultra-sons, a percentagem em volume do peróxido pode ser reduzido, porque emulss mais finas precisam de menos volume para proporcionar a mesma superfície de contacto com a fase de óleo.

A oxidação por ultra-som Assisted

Cavitação a 1500 Wattscavitação produz intenso aquecimento local (~ 5000 K), pressões elevadas (~ 1000atm), enorme taxas de aquecimento e de arrefecimento (>109 K / seg) e córregos de jato líquido (~ 1000 km / h). Este ambiente extremamente reactivo oxida os tiofenos na fase de óleo mais rápido e mais completamente para sulfóxido e sulfonas polares maiores. O catalisador pode ainda apoiar o processo de oxidação, mas não são essenciais. Os catalisadores de emulsão anfifílico ou os catalisadores de transferência de fase (PTC), tais como sais de amónio quaternário com a sua capacidade única de dissolver em líquidos aquosos e orgânicos, demonstraram incorporar com o oxidante e transportá-lo da fase de interface para a fase de reacção, aumentando a taxa de reação. O reagente de Fenton pode ser adicionado para aumentar a eficiência de dessulfuração oxidativa para combustíveis diesel e mostra um bom efeito sinérgico com o processamento de sono-oxidação.

Reforçada Mass-Transfer

Quando os compostos organossulfurados reagir a um limite de fase, os sulfóxidos e sulfonas acumulam-se na superfície das gotículas e bloquear outros compostos de enxofre a partir de interagir na fase aquosa. A tesoura hidráulica causada por correntes de jacto cavitacionais e streaming de resultado acústico em fluxo turbulento e transporte de material a partir de e para as superfícies das gotículas e leva à coalescência repetido e a subsequente formação de novas gotículas. À medida que a oxidação progride ao longo do tempo, maximiza a sonicação a exposição e a interacção dos reagentes.

Fase de transferência Extracção de Sulfonas

Emulsão para Ultrasonic Extração Líquido-LíquidoApós a oxidação e a separação a partir da fase aquosa (H2O2), As sulfonas pode ser extraído usando um solvente polar, tal como acetonitrilo, na segunda fase. As sulfonas irá transferir no limite de fase entre as duas fases para a fase de solvente para a sua maior polaridade. Bem como no primeiro estágio, Hielscher reactores de ultra-sons aumentar a extracção líquido-líquido, fazendo uma emulsão turbulento de tamanho fino da fase de solvente na fase de óleo. Isto aumenta a extracção de superfície de contacto de fase e os resultados e reduzida utilização de solventes.

Fale conosco / Peça informações

Fale conosco sobre suas necessidades de processamento. Recomendaremos os parâmetros de configuração e processamento mais adequados para seu projeto.





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De Testing Lab para escala piloto e Produção

Hielscher Ultrasonics oferece equipamento para testar, verificar e utilizar esta tecnologia em qualquer escala. Basicamente, ele é feito em 4 etapas, somente.

  1. Misturar o óleo com H2O2 e sonicar para oxidar os compostos de enxofre
  2. Centrífuga para separar fase aquosa
  3. Mistura da fase oleosa com solvente e sonicar para extrair as sulfonas
  4. Centrífuga para separar fase de solvente com sulfonas

À escala de laboratório, pode utilizar um UP200Ht para demonstrar o conceito e para ajustar os parâmetros básicos, como a concentração de peróxido, a temperatura do processo, o tempo de sonicao e a intensidade bem como catalisador ou a utilização de solventes.
Na bancada nível um UIP1000hd permite simular ambas as fases, independentemente, a caudais de 100 a 1000 l / h (25-250 gal / h) e para optimizar os parâmetros do processo e de sonicação. equipamento de ultra-som Hielscher é projetado para scale-up linear para volumes de processamento maiores em escala piloto ou de produção. instalações Hielscher são provados trabalhar de forma confiável para processos de alto volume, incluindo refino de combustível. Hielscher produz sistemas de contentores, combinando vários dos nossos 10kW de alta potência ou dispositivos de 16kW para clusters para fácil integração. Projetos para atender às exigências ambientais perigosos estão disponíveis também. A tabela abaixo lista de processamento de volumes e tamanhos de equipamentos recomendados.

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
5 para 200 ml 50 a 500 mL / min UP200Ht, UP400S
0.1 para 2L 0.25 2m3/ hr UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 a 10L 1 a 8m3/ hr UIP4000
n / D. 4 a 30m3/ hr UIP16000
n / D. 30m acima3/ hr aglomerado de UIP10000 ou UIP16000
Mistura de ultra-sons do sistema - 2 fios de 6x10kW (2x120m3 / h)

Sistema de mistura de ultra-som – 2 Os fios de 6x10kW (2x120m3/ H)

Hielscher fornece para mais aplicações do óleo & indústria do gás

  • ácido esterificação
  • A transesterificação alcalina
  • Aquafuels (água / óleo)
  • Off-Shore Oil limpeza do Sensor
  • Preparação de Fluidos de Perfuração

Benefícios do Uso de Ultra-som

UAODS oferece vantagens significativas em comparação com HDS. Tiofenos, substituído benzo e dibenzotiofenos são oxidados sob condições de baixa temperatura e de pressão. Portanto, hidrogénio caros não é necessário tornar o processo mais adequado para refinarias de pequenas e médias empresas, ou refinarias não localizadas perto de um gasoduto de hidrogénio isolado. O aumento da velocidade da reacção e da temperatura de reacção e leve pressão evitar o emprego de solventes anidros ou apróticos caros.
Integrando uma unidade de dessulfurização oxidativa ultrassonicamente assistida (UAODS) com uma unidade de hidro-tratamento convencional pode melhorar a eficiência na produção de combustíveis de baixo e / ou ultra-baixo diesel de enxofre. Esta tecnologia pode ser utilizada antes ou após hydrotreatement convencional para baixar o nível de enxofre.
O processo UAODS pode reduzir os custos de capital estimativa em mais da metade quando comparado com o custo de um novo hidrotratamento de alta pressão.

Desvantagens da Hidrodessulfurização (HDS)

Enquanto a hidrodesulfurização (HDS) é um processo altamente eficiente para a remoção de tióis, sulfetos e dissulfuretos, é difícil remover compostos refractários que contenham enxofre como o dibenzotiofeno e seus derivados (por exemplo, 4,6-dimididenzotiofeno 4,6-DMDBT) para um nível ultra-baixo. Temperaturas elevadas, altas pressões e alto consumo de hidrogênio estão elevando os custos de capital e de operação da HDS para a dessulfurização ultra profunda. São inevitáveis ​​custos elevados de capital e de operação. Os restantes níveis de enxofre podem envenenar os catalisadores de metais nobres utilizados no processo de reformação e transformação ou os catalisadores de eletrodos utilizados em pilhas de células de combustível.