Hielscher ultrasunete tehnologie

Ultrasunete de combustibil marin desulfurarea

  • Combustibilii marini sunt afectați de noile reglementări, care necesită un conținut de sulf de 0,5% m/m sau mai puțin.
  • Ultrasunete-asistată de desulfurizare oxidativă (UAOD) este o metodă stabilită care accelerează reacția de oxidare și este un proces economic și sigur.
  • Procesele UAOD pot fi rulată la temperatura ambientală și la presiunea atmosferică și permit îndepărtarea selectivă a compușilor de sulf din combustibilii hidrocarburilor.
  • Hielscher sisteme cu ultrasunete de înaltă performanță sunt ușor de instalat și în condiții de siguranță pentru a funcționa la bord sau on-Shore.

Combustibili marini cu conținut scăzut de sulf

Organizația Maritimă Internațională (OMI) a implementat noi reglementări prin care navele maritime din întreaga lume trebuie să utilizeze combustibili marini cu un conținut de sulf de 0,5% m/m începând cu ianuarie 2020. Aceste noi reglementări impun schimbări profunde în procesarea combustibililor marini: pentru a îndeplini noile norme pentru combustibilii cu conținut scăzut de sulf, este necesar un proces eficient de desulfurare.
Ultrasonically-asistată de desulfurare oxidativă (UAOD) de combustibili lichizi de hidrocarburi, ar fi benzina, NAFTA, diesel, combustibil marin, etc este o metodă foarte eficientă și viabilă pentru a elimina sulf din volume mari fluxuri de combustibili grele.

Ultrasonically-asistată de desulfurare oxidativă (UAOD)

Schemă logică a desulfurării oxidativ cu ultrasunete în 2 trepte

Desulfurarea oxidativă

Desulfurarea oxidativă (ODS) este o alternativă ecologică și economică la hidrodesulfurare (HDS), deoarece compușii de sulf oxidați pot fi mult mai ușor separați de uleiurile grele de combustibil. După etapa de desuphurizare oxidativă, compușii de sulf extragați sunt separați prin metode fizice, de exemplu folosind solvent polar Nemiscibil și gravitație ulterioară, adsorbție sau separare centrifugală. Alternativ, descompunerea termică poate fi utilizată pentru îndepărtarea sulfului oxidat.
Pentru reacția de desulfurare oxidativă, un oxidant (de exemplu, hidrogen H2O2, clorit de sodiu NaClO2, oxid de azot N2O, periodata de sodiu NaIO4), este necesar un catalizator (de exemplu, acizi), precum și un reactiv de transfer de fază. Reactivul de transfer de fază ajută la promovarea reacției eterogene dintre fazele apoase și cele ale uleiului, care reprezintă pasul limitator al reacției ODS.

Beneficiile UAOD

  • foarte eficient – până la 98% desulfurizare
  • economice: investiții scăzute, costuri operaționale scăzute
  • nici o otrăvire cu catalizator
  • ușor, liniar la scară-up
  • în condiții de siguranță pentru a funcționa
  • Onshore & de instalare offshore (la bord)
  • rapid RoI
Desulfurizarea cu ultrasunete a combustibililor navelor maritime

Cerere de informatie





Ultrasonically-asistată de desulfurare oxidativă

În timp ce hidrodesulfurarea (HDS) necesită costuri de investiție mai ridicate, temperatură de reacție ridicată de până la 400 º C, și o presiune ridicată de până la 100atm în reactoare, procesul de desulfurizare oxidativ cu ultrasunete asistată (UAOD) este mult mai convenabil, eficiente și mai ecologice. UAOD îmbunătățește considerabil reactivitatea eliminării catalitice a sulfului și oferă, în același timp, costuri de funcționare mai scăzute, siguranță mai mare și protecție a mediului. Sisteme industriale de reactor cu ultrasunete de flux crește rata de desulfurizare din cauza o dispersie foarte eficient și, prin urmare, a îmbunătățit cinetica de reacție. Deoarece prelucrarea cu ultrasunete oferă dispersii pe scară largă, transferul în masă între diferitele faze în reacția eterogenă este crescut drastic.
cavitatie cu ultrasunete puternicCu ultrasunete (acustic) cavitație crește rata de reacție și transferul în masă prin condițiile extreme, care sunt atinse în zonele fierbinți cavitaționale. În timpul imploziei cu bule cavitație, temperaturi foarte ridicate de aproximativ 5, 000K, rate de răcire foarte rapide, presiuni de aproximativ 2, 000atm și, în consecință, diferențele de temperatură și presiune extremă sunt atinse la nivel local. Implozia bulei cavitație duce, de asemenea, la jeturi de lichid de până la 280m/s viteză, care creează forțe de forfecare foarte ridicate. Aceste forțe mecanice extraordinare accelerează timpul de reacție de oxidare și măresc eficiența conversiilor de sulf în câteva secunde.

Mai mult eliminarea sulfului complet

În timp ce mercaptans, thioethers, sulfidele și disulfidele pot fi îndepărtate prin procedeul convențional de hidrodesulfurare (HDS), pentru îndepărtarea tiopenelor, benzothiophens (BT), dibenzotiofeni (DBT) și 4, 6-dimetildibenzothiophenes (4, 6-dmdbt) a este necesară o metodă mai sofisticată. Desulfurarea oxidativă cu ultrasunete este foarte eficientă atunci când vine vorba de îndepărtarea compușilor refractari de sulf, chiar greu detașabile (de exemplu, 4, 6-dimetildibenzothiophene și alți derivați de tiophen alchil substituiți). Emanuel et al. (2018) raportează o eficiența desulfurarea până la 98,25% folosind un sonoreactor Hielscher optimizat pentru îndepărtarea sulfului. În plus, compușii de sulf oxidați ultrasonically pot fi separați printr-o spălare de apă de bază.

Cu un multi-pas cu ultrasunete-asistată de desulfurare oxidativă (UAOD) îndepărtarea de sulf a fost semnificativ crescută. (Shayegan et al. 2013)

Efectul procesului de UAOD în mai multe etape la parametrii optimi

Ultrasunete DESULPHURIZATION test de fezabilitate cu UP400S

Shayegan et al. 2013 combinat Sonicare (UP400S) cu peroxid de hidrogen ca oxidant, FeSO ca catalizator, acid acetic ca regulator de pH și metanol ca solvent de extracție pentru a reduce cantitatea de sulf de ulei de gaz.
Constantele ratei de reacție în timpul desulfurării oxidativ poate fi crescut foarte mult prin adăugarea de ioni de metal ca catalizator și folosind Sonicare. Energia cu ultrasunete poate reduce energia de activare a reacției. Tratamentul Sonicare pauze stratul limita între catalizatori solide și reactivi și oferă un amestec omogen de catalizatori și reactivi – îmbunătățirea, prin urmare, cinetica de reacție.
Procesul de extracție a sulfului este un pas crucial în timpul desulfurării cu scopul de a recupera volumul total de ulei de gaz desulfurat. Folosind o extracție lichid-lichid folosind metanol ca solventul este un proces simplu de extracție, dar pentru a asigura o eficiență ridicată o amestecare eficientă a fazelor imiscibile este esențială. Numai atunci când se desfășoară o interfață maximă și un transfer de masă maxim ulterior între faze, se obține o rată de extracție ridicată. Ultrasonication și generarea de cavitație acustică oferă amestecarea intensă a fazelor Reactante și scade energia de activare a reacției.

Unități cu ultrasunete de înaltă performanță pentru desulfurarea combustibilului marin

Hielscher Ultrasonics este liderul de piață al sistemelor cu ultrasunete de mare putere pentru aplicații solicitante, ar fi UAOD pe scară industrială. Amplitudini mari de până la 200 μm, 24/7 operațiune sub sarcină completă și grele, robustețea și ușurința de utilizator sunt caracteristici-cheie ale ultrasonicators Hielscher. Sistemele cu ultrasunete de diferite clase de putere și diverse accesorii, ar fi sonotrodes și geometriile reactorului de flux permit adaptarea cea mai potrivită a sistemului ultrasonic la combustibilul specific, capacitatea de procesare și mediu.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000hdT
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, în cazul în care doriți să solicite informații suplimentare cu privire la omogenizare cu ultrasunete. Vom fi bucuroși să vă oferim un sistem de ultrasunete îndeplinesc cerințele dumneavoastră.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Hielscher Ultrasonics produce ultrasonicators de înaltă performanță pentru aplicații sonochemical.

Procesoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la pilot și scară industrială.

Literatura / Referințe

  • Emanuel, S.L.; Khosravi-Nikou, ITS; Hashemabadi, SH (2018): sonoreactor de optimizare pentru ultrasunete asistată desulfurarea oxidativ de hydrocarbon lichid. Petrol stiinta si tehnologie vol. 36, numarul 13, 2018.
  • Prajapati, A.K.; Singh, SK; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): desulfurarea petrolului brut prin ultrasunete tehnologie oxidativă integrată. De la IJSRD – Jurnalul internațional pentru cercetare științifică & Dezvoltare vol. 6, Issue 02, 2018.
  • Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, pază M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): îndepărtarea sulfului de ulei de gaz folosind ultrasunete-asistată procesul de oxidare catalitic și studiul condițiilor sale optime. Coreeană J. chem. eng., 30 (9), 2013. 1751-1759 de $.
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): caracterizarea de omogenizatoare cu ultrasunete pentru industria construcțiilor navale.


Rezultatele cercetării pe ultrasonically-asistată de desulfurare oxidativă (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Desulfurarea de țiței prin ultrasunete integrat tehnologie oxidativă. De la IJSRD – Jurnalul internațional pentru cercetare științifică & Dezvoltare vol. 6, Issue 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) descrie beneficiile unui reactor cu ultrasunete Hielscher pentru desulfurarea oxidativ cu ultrasunete asistată (uaod). UAOD a devenit o tehnologie alternativă viabilă la hidrotratarea tradițională, care este afectată de investiții semnificative și de costuri operaționale din cauza echipamentelor de hidrodesulfurare de înaltă presiune, a boilerelor, a plantelor hidrogenului și unități de recuperare a sulfului. Ultrasunete-asistată de desulfurizare oxidativă permite efectuarea procesului de îndepărtare profundă a sulfului în condiții mult mai blânde, mai rapid, mai sigur și mult mai economic.
Cu ultrasunete-asistată de desulfurarea oxidativ (uaod) procesul a fost aplicat la motorină și materii prime de produse petroliere care conțin compuși de sulf model (benzothiophene, dibenzotiofenul și dimetildibenzothiophene). Influența cantității oxidantului, volumul de solvent pentru etapa de extracție, timpul și temperatura tratamentului cu ultrasunete (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, care operează la 40%) a fost investigat. Folosind condițiile optimizate pentru UAOD, îndepărtarea sulfului de până la 99% a fost obținută pentru compușii model din materiile prime pentru produse petroliere folosind o proporție molară pentru H2O2: acid acetic: sulf de 64:300:1, după 9min de tratament cu ultrasunete la 90 º C, urmată de extracție cu metanol (optimizat solvent și ulei raport de 0,36). Folosind aceeași cantitate de reactivi și 9 min de ultrasunete îndepărtarea sulfului a fost mai mare de 75% pentru probele de ulei diesel.
Importanța amplitudini cu ultrasunete ridicat
Intensificare cu ultrasunete a desulfurarea oxidativ la scară comercială a uleiului brut necesită utilizarea unui flux de dimensiuni industriale-prin procesor ultrasonic capabil să mențină amplitudini de vibrații de aproximativ 80 de – 100 micronis. amplitudinile se referă direct la intensitatea forțelor de forfecare cu ultrasunete generate de cavitații și trebuie menținute la un nivel suficient de ridicat pentru ca amestecul să fie eficient.
Experimentele efectuate de Prajapati et al. arată că Sonicare îmbunătățește reacția desulfurarea. Eficiența desulfurizării a fost de aproximativ 93,2% Când se aplică ultrasunete de înaltă performanță.


Shayegan et al. (2013): Îndepărtarea sulfului de ulei de gaz folosind ultrasunete-asistată procesul de oxidare catalitic și studiul condițiilor sale optime. Jurnalul coreean de inginerie chimica 30 (9), septembrie 2013. 1751-1759 de $.
Procesul de desulfurizare oxidativă asistată de ultrasunete (UAOD) a fost aplicat pentru a reduce compușii de sulf din uleiul de gaz care conține diferite tipuri de conținut de sulf. Regulamentul de mediu necesită o desulfurizare foarte profundă pentru a elimina compușii de sulf. UAOD este o tehnologie promițătoare, cu costuri de operare mai mici și de siguranță mai mare și de protecție a mediului. Pentru prima dată, agentul tipic de transfer de fază (tetraoctyl-bromură de amoniu) a fost înlocuit cu izobutanol, deoarece utilizarea izobutanolului este mult mai economică decât toab, impunând nici o contaminare. Reacția a fost efectuată la un punct optim cu diferite temperaturi, în proceduri cu o singură, două și trei etape, investigând efectul creșterii treptate a H2O2 și TOAB utilizate în loc de isobutanol. Concentrația totală de sulf în faza de ulei a fost analizată prin metoda ASTM-D3120. Cea mai mare îndepărtare de aproximativ 90% pentru uleiul de gaz care conține 9.500 mg/kg de sulf a fost obținută în trei pași în timpul 17 minute de proces la 62 ± 2 ° c când 180,3 mmol de H2O2 a fost utilizat și extracția efectuată de metanol.


Akbari et al. (2014): Investigarea variabilelor de proces și a efectelor intensificării ultrasunetelor aplicate în desulfurizarea oxidativă a modelului diesel peste MoO3/Al2O3 Catalizator. Ultrasonics sonochemistry 21 (2), martie 2014. 692 – 705.
Un nou sistem sonocatalytic eterogene constând dintr-un MoO3/Al2O3 catalizator și H2O2 combinat cu Sonicare a fost studiat pentru a îmbunătăți și accelera oxidarea de compuși de sulf model de diesel, rezultând într-un accesoriu semnificativ în eficiența procesului. Influența ultrasunetelor asupra proprietăților, activității și stabilității catalizatorului a fost studiată în detaliu prin intermediul tehnicilor GC-FID, PSD, SEM și BET. Peste 98% conversia DBT în model diesel conținând 1000 μg/g sulf a fost obținută prin noi desulfurizare asistată cu ultrasunete la H2O2/sulf molar raportul de 3, temperatura de 318 K și doza de catalizator de 30 g/L după 30 min reacție, spre deosebire de 55% de conversie obținute în timpul procesului silențios. Această îmbunătățire a fost considerabil afectată de parametrii de funcționare și proprietățile catalizatorului. Efectele principalelor variabile de proces au fost investigate folosind metodologia suprafeței de răspuns în procesul silențios în comparație cu ultrasonication. Ultrasunete a furnizat o bună dispersie de catalizator și oxidant prin ruperea de lipire de hidrogen și deaglomerare a acestora în faza de ulei. Depunerea impurităților pe suprafața catalizatorului a cauzat o dezactivare rapidă a experimentelor silențioase, rezultând doar 5% din oxidarea DBT după 6 cicluri de reacție silențioasă prin catalizator reciclat. Peste 95% din DBT a fost oxidat după 6 cicluri cu ultrasunete asistată care arată o îmbunătățire mare în stabilitatea prin curățarea suprafeței în timpul ultrasonication. O reducere considerabilă a dimensiunii particulelor a fost, de asemenea, observată după 3H Sonicare care ar putea oferi mai multă dispersie de catalizator în modelul de combustibil.


Afzalinia et al. (2016): Ultrasunete-asistată procesul de desulfurizare oxidativ de combustibil lichid de acid fosfotungstic încapsulat într-o interpenetrarea amine-functionalizat Zn (II)-bazate pe MOF ca catalizator. Ultrasonics sonochemistry 2016
În această lucrare, cu ultrasunete-asistată desulfurarea oxidativ (uaod) de combustibili lichizi efectuate cu un nou eterogene foarte dispersate keggin-tip fosfotungstic acid (H3Pw12O40, PTA) catalizator care a încapsulat într-o MOF amino-functionalizat (TMU-17-NH2). Compozitul preparat prezintă o activitate catalitică ridicată și o reabilitate în desulfurizarea oxidativă a combustibilului model. Ultrasunete-asistată de desulfurizare oxidativă (UAOD) este un nou mod de a efectua reacția de oxidare de sulf-contin compuși rapid, economic, mediu-Friendly și în condiții de siguranță, în condiții ușoare. Undele ultrasonice pot fi aplicate ca un instrument eficient pentru a reduce timpul de reacție și îmbunătățește performanța sistemului de desulfurizare oxidativ. PTA @ TMU-17-NH2 ar putea fi complet efectuate desulfurizare a modelului de ulei de 20 mg de catalizator, O/S molar raportul de 1:1 în prezența MeCN ca solvent de extracție. Rezultatele obținute au indicat faptul că conversiile DBT la DBTO2 atinge 98% după 15 min la temperatura ambientală. În această lucrare, am pregătit TMU-17-NH2 și PTA/TMU-17-NH2 compozit de iradiere cu ultrasunete pentru prima dată și utilizate în procesul de UAOD. Pregătit catalizator expune o reabilitate excelent fără PTA percolare și pierderea de activitate.