Ультразвуковая вспомогательная окислительная десульфуризация (УАПС)

Серосодержащие соединения в сырой нефти, нефти, дизельном топливе и других мазутах включают сульфиды, тиолы, тиофены, замещенные бензо- и дибензотиофены (BT и DBT), бензонафтотиофен (BNT) и многие другие сложные молекулы, в которых конденсированные тиофены являются наиболее распространенными формами. Ультразвуковые реакторы Hielscher помогают процессу окислительной глубокой десульфурации, необходимому для соответствия современным строгим экологическим нормам и спецификациям дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD, 10 ppm серы).

Окислительный сероочистки (СОД)

Дибензотиофна Молекула Перед Окислительных десульфуризацииОкислительное обессеривание с перекисью водорода и последующей экстракции растворителем является двухступенчатая технология глубокой десульфурации, чтобы уменьшить количество органических соединений серы в жидком топливе. Hielscher ультразвуковые реакторы используются на обоих этапах для улучшения кинетики реакции фазового переноса и растворения ставок в фазовых системах жидкость-жидкость.

Снижение серы на НПЗ

Блок-схема ультразвука Окислительных десульфуризаций - 2 Этапов

Блок-схема ультразвуком Окислительный десульфуризации – 2 Этапы

На первом этапе ультразвука окислительного обессеривания, использует перекись водорода в качестве окислителя для селективного окисления содержащей серы молекулы, присутствующие в жидком топливе до соответствующих сульфоксидов или сульфонов в мягких условиях, чтобы повысить их растворимость в полярных растворителях, с увеличением в их полярности. Окислительный Десульфуризация Dibenzotiophene в диметилсульфоксиде и сульфоннымНа этом этапе, нерастворимость полярной водной фазы и неполярной органической фазы является существенной проблемой в процессе окислительного обессеривания, как обе фазы реагируют друг с другом только в интерфазе. Без ультраакустики, это приводит к низкой скорости реакции и медленным превращение сероорганического в этой двухфазной системе.

Для перерабатывающих установок требуется тяжелое промышленное оборудование, пригодное для обработки большого объема 24/7. Получите Hielscher!

Ультразвуковая эмульсия

Ультразвуковое перемешивание для эмульсионной химииМасляная фаза и водная фаза смешиваются и закачиваются в статический смеситель для получения базовой эмульсии постоянного объемного соотношения, которая затем подается в ультразвуковой смесительный реактор. Там ультразвуковая кавитация создает высокий гидравлический сдвиг и разбивает водную фазу на субмикронные и наноразмерные капли. Поскольку удельная поверхность фазовой границы влияет на скорость химической реакции, это значительное уменьшение диаметра капель улучшает кинетику реакции и уменьшает или устраняет необходимость в агентах фазового переноса. Используя ультразвук, объемный процент перекиси может быть снижен, потому что более тонким эмульсиям требуется меньший объем, чтобы обеспечить ту же поверхность контакта с масляной фазой.

Окисление ультразвуком

Ультразвуковая кавитация в 1500 ВтУльтразвуковая кавитация производит интенсивный локальный нагрев (~ 5000K), высоких давлений (~ 1000atm), огромные скорости нагрева и охлаждения (>10 Лет9 До 9 K / sec), и струйные струи жидкости (~ 1000 км / ч). Эта чрезвычайно реакционная среда окисляет тиофены в масляной фазе быстрее и более полностью до больших полярных сульфоксидов и сульфонов. Катализатор может дополнительно поддерживать процесс окисления, но они не являются существенными. Было показано, что катализаторы амфифильной эмульсии или катализаторы переноса фазы (PTC), такие как соли четвертичного аммония, с их уникальной способностью растворяться как в водных, так и в органических жидкостях, включают в себя с окислителем и переносят его из фаз раздела в реакционную фазу, тем самым повышая скорость реакции. Реагент Фентона может быть добавлен для повышения эффективности окислительной десульфурации для дизельных топлив, и он демонстрирует хороший синергетический эффект при обработке соноокисления.

Улучшенный массоперенос с помощью силового ультразвука

Когда сероорганические соединения реагируют на границе раздела фаз, сульфоксиды и сульфоны накапливаются на водной поверхности капли и блокировать другие соединения серы из взаимодействующих в водной фазе. Гидравлический сдвиг, вызванный кавитационными струйных потоками и акустической результате потоковой передачи в турбулентном потоке и транспортировке материала и из капельных поверхностей и приводит к повторным коалесценции и последующему образованию новых капель. По мере того как окисление прогрессирует с течением времени, обработка ультразвук увеличивает экспозицию и взаимодействие реагентов.

Фаза Передача Добыча сульфоны

Эмульсия для ультразвуковой жидкостно-жидкостной экстракцииПосле окисления и отделения от водной фазы (H2O2) сульфоны могут быть экстрагированы с использованием полярного растворителя, такого как ацетонитрил на второй стадии. Сульфоны будут переходить на границе фаз между обеими фазами в фазу растворителя для их более высокой полярности. Как и на первом этапе, ультразвуковые реакторы Hielscher усиливают жидкостно-жидкостную экстракцию, создавая турбулентную эмульсию мелкого размера растворителя в масляной фазе. Это увеличивает поверхность контакта фаз и приводит к экстракции и снижению использования растворителя.

Свяжитесь с нами / Спросите дополнительную информацию

Поговорите с нами о ваших требованиях к обработке. Мы порекомендуем наиболее подходящие параметры настройки и обработки для вашего проекта.





Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


От лабораторного тестирования до экспериментальной шкалы и производства

Hielscher Ультразвук предлагает оборудование для тестирования, проверки и использовать эту технологию в любом масштабе. В основном это делается в 4 этапа, только.

  1. Смешайте масло с H2O2 и ультразвуком для окисления соединений серы
  2. Центрифуга для разделения водной фазы
  3. Смешайте масляную фазу с растворителем и разрушать ультразвук для извлечения сульфонов
  4. Центрифуга для разделения фазы растворителя с сульфонами

В лабораторных масштабах, можно использовать UP200Ht, чтобы продемонстрировать концепцию и корректировать основные параметры, такие как концентрация перекиси, температуры процесса, время обработки ультразвука и интенсивность, а также в качестве катализатора или использование растворителя.
На настольном уровне мощный ультразвуковой аппарат, такой как UIP1000hdT или UIP2000hdT, позволяет моделировать обе стадии независимо друг от друга при расходе от 100 до 1000 л / ч (от 25 до 250 галлонов / час) и оптимизировать параметры процесса и обработки ультразвуком. Ультразвуковое оборудование Hielscher предназначено для линейного масштабирования до больших объемов обработки в пилотном или производственном масштабе. Доказано, что установки Hielscher надежно работают в больших объемах процессов, включая переработку топлива. Hielscher производит контейнерные системы, объединяя несколько наших мощных устройств мощностью 10 кВт или 16 кВт в кластеры для легкой интеграции. Также доступны конструкции, отвечающие требованиям к опасным средам. В таблице ниже перечислены объемы обработки и рекомендуемые размеры оборудования.

Объем партииСкорость потокаРекомендуемые устройства
От 5 до 200 млОт 50 до 500 мл / минUf200 ः т, Up400s
0.1 до 2L0От 25 до 2 м3/ часUip1000hd, UIP2000hd
0.4 до 10LОт 1 до 8 м3/ часUIP4000
не доступноОт 4 до 30 м3/ часUIP16000
не доступновыше 30 м3/ часкластер UIP10000 или UIP16000
Ультразвуковая система смешивания - 2 нити 6x10kW (2x120m3 / hr)

Ультразвуковая система смешивания – 2 жилы 6x10kW (2x120m3/ Час)

Hielscher поставляет более приложений в нефтяной & Газовая промышленность

  • кислота Эстерификация
  • Щелочная Трансэтерификация
  • Aquafuels (вода / масло)
  • Off-Shore Oil Очистка датчика
  • Приготовление буровых растворов

Преимущества использования Ultrasonication

UAODS предлагает значительные преимущества по сравнению с HDS. Тиофены, замещенные бензо- и дибензотиофены окисляются при низких температуре и давлении. Поэтому, дорого водород не требуется сделать этот процесс более подходит для малых и средних размеров заводов, или изолированного нефтеперерабатывающих заводов, не расположенные рядом с трубопроводом водорода. Увеличена скорость реакции и мягкая температура реакции и давление во избежание применения дорогой безводных или апротонных растворителей.
Интеграция блока ультразвуковой помощи окислительного обессеривания (UAODS) с помощью обычного блока гидроочистки может повысить эффективность в производстве низкого и / или ультра-низкое содержание серы дизельного топлива. Эта технология может быть использована до или после обычного hydrotreatement, чтобы понизить уровень серы.
Процесс UAODS может снизить затраты на оценку капитала более чем вдвое по сравнению со стоимостью нового гидроочистки высокого давления.

Недостатки гидродесульфуризации (ГДС)

Хотя гидродесульфуризация (HDS) является высокоэффективным способом удаления тиолов, сульфидов и дисульфидов, трудно удалить тугоплавкие серосодержащие соединения, такие как дибензотиофен и его производные (например, 4,6-диметилдибензотиофен 4,6-DMDBT) к ультранизкому уровню. Высокие температуры, высокое давление и высокое потребление водорода приводят к росту капитальных и эксплуатационных расходов HDS для ультра-глубокой десульфурации. Высокие капитальные и эксплуатационные расходы неизбежны. Оставшиеся следовые уровни серы могут отравлять катализаторы благородных металлов, используемые в процессе повторного формования и трансформирования, или электродные катализаторы, используемые в топливных элементах.


Мы будем рады обсудить ваш процесс.

Давайте свяжемся.