Hielscher Ultrazvočna tehnologija

Ultrazvočni morski Fuel razžvepljevanje

  • Nove uredbe, ki zahtevajo vsebnost žvepla 0,5% m/m ali manj, vplivajo na morska goriva.
  • Ultrazvok podprto oksidativno razžvepljevanja (uaod) je uveljavljena metoda, ki pospešuje oksidacijsko reakcijo in je ekonomičen in varen proces.
  • Postopki UAOD se lahko izvajajo pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku ter omogočajo selektivno odstranjevanje žveplovih spojin iz goriv iz ogljikovodikov.
  • Hielscher visoko zmogljivih ultrazvočnih sistemov so enostavne za namestitev in varno za delovanje na vozilu ali na kopnem.

Goriva z nizko vsebnostjo žvepla

Mednarodna pomorska organizacija (IMO) je uvedla nove predpise, s katerimi morajo morske ladje po vsem svetu uporabljati goriva za plovila z vsebnostjo žvepla 0,5% m/m, začenši z januarjem 2020. Ti novi predpisi zahtevajo globoke spremembe pri predelavi goriv v pomorstvu: za izpolnjevanje novih norm za goriva z nizko vsebnostjo žvepla je potreben učinkovit proces razžvepljevanja.
Ultrazvočno-Assisted oksidativni razžvepljevanje (UAOD) tekočih ogljikovodikov goriv, kot so bencin, nafta, dizelsko gorivo, morske goriva, itd je zelo učinkovit in izvedljiv način za odstranitev žvepla iz velikih količin tokov težkih goriv.

Ultrazvočno-Assisted oksidativni razžvepljevanje (UAOD)

Diagram poteka 2-stopenjski ultrazvočni oksidativni razžvepljevanja

Oksidativni razžvepljevanje

Oksidativni razžvepljevanje (ODS) je okolju prijazna in ekonomična alternativa hydrodesulfonurization (HDS), saj oksidirano žveplovih spojin je mogoče bistveno lažje ločiti od težkih kurilnih olj. Po stopnji oksidativnega desuphurizacije se ekstrahirane žveplove spojine ločijo s fizikalnimi metodami, na primer z uporabo nemeša polarnega topila in poznejše teže, adsorpcije ali centrifugalne ločitve. Druga možnost je, toplotna razgradnja se lahko uporabijo za odstranitev oksidirano žveplo.
Za oksidativno reakcijo razžveplanja se oksidant (npr. vodik H2O2, natrijev klorit NaClO2, dušikov oksid N2O, natrijev periodat NaIO4), je potreben katalizator (npr. kislin) in reagent za prenos faz. Reagent za prenos faznih transferjev pomaga spodbujati heterogeno reakcijo med vodno in naftno fazo, ki je korak, ki omejuje hitrost reakcije ODS.

Prednosti UAOD

  • visoko učinkovite – do 98% razžvepljevanja
  • ekonomično: nizke investicije, nizki operativni stroški
  • brez zastrupitve s katalizatorjem
  • enostavna, linearna lestvica-up
  • varno za delovanje
  • Kopnem & na morju (na krovu) namestitev
  • hitro RoI
Ultrazvočni razžvepljevanja morskih ladij goriva

Prošnja za informacije




Upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Ultrazvočno-Assisted oksidativni razžvepljevanje

Medtem ko hydrodesulfonurization (HDS) zahteva višje stroške naložbe, visoko reakcijsko temperaturo do 400 º c, in visok pritisk do 100atm v reaktorjev, ultrazvok-Assisted oksidativni proces razžvepljevanja (uaod) je veliko bolj priročno, učinkovito in okolju prijaznejše. UAOD močno krepi reaktivnost katalitske odstranitve žvepla in ponuja hkrati nižje operativne stroške, večjo varnost in varstvo okolja. Industrijski ultrazvočni tok reaktorskih sistemov poveča stopnjo razžvepljevanja zaradi zelo učinkovite disperzije in s tem izboljšano reakcijo kinetiko. Ker ultrazvočni obdelavi zagotavlja nano-lestvici disperzije, masovni prenos med različnimi fazami v heterogene reakcije je drastično povečal.
Zmogljivo ultrazvočni kavitacijaUltrazvočni (akustični) kavitacija poveča hitrost reakcije in prenos mase z ekstremnimi pogoji, ki so doseženi v kavitacijske vroče lise. Med kavitacijo mehurček Implozija, zelo visoke temperature približno 5, 000K, zelo hitro hlajenje stopnje, tlaki približno 2, 000atm in posledično ekstremne temperature in pritiska razlike so lokalno doseženi. Implozija od kavitacija mehurček tudi rezultat v tekoči curki do 280m/s hitrosti, ki ustvarja zelo visoke strižne sile. Te izredne mehanske sile pospešijo oksidacijski odzivni čas in povečajo učinkovitost pretvorbe žvepla v nekaj sekundah.

Več popolna odstranitev žvepla

Medtem ko merkaptans, tietri, sulfidi in disulfidi je mogoče odstraniti s postopkom konvencionalnega hidrodesulfonurizacije (HDS), za odstranjevanje tiofenov, benzotiofenov (BT), dibenzotiophenes (DBT) in 4, 6-dimetildibenzothiophenes (4, 6-dmdbt) a je potrebna bolj prefinjena metoda. Ultrazvočni oksidativni razžvepljevanje je zelo učinkovito, ko gre za odstranitev celo težko odstranljivih žveplovih ognjevarnih spojin (npr. 4, 6-dimetildibenzotiofen in drugih alkil-substituiranih Tiofen derivati). Ebrahimi et al. (2018) poroča o učinkovitost desulfurizacije do 98,25% z uporabo Hielscher sonoreactor optimizirana za odstranjevanje žvepla. Poleg tega je mogoče ultrazvočno oksidirano žveplovih spojin ločiti preko osnovne vodne opere.

Z multi-step ultrazvok-Assisted oksidativni razžveplanje (UAOD) je bila odstranitev žvepla znatno povečana. (Shayegan et al. 2013)

Učinek procesa UAOD z več koraki pri optimalnih parametrih

Ultrazvočni Desulfonurization test izvedljivosti z UP400S

Shayegan et al. 2013 kombinirano ultrasonication (UP400S) z vodikovim peroksidom kot oksidant, feso kot katalizator, ocetna kislina kot ureditelj pH in metanol kot ekstrakcijski vehikel, da se zmanjša žveplo količino plinskega olja.
Reakcijske stopnje konstante med oksidativno razžveplanje lahko močno poveča z dodajanjem kovinskih ionov kot katalizator in uporabo ultrazvoka. Ultrazvočna energija lahko zmanjša aktivacijsko energijo reakcije. Ultrasonication zdravljenje odmori mejno plast med trdnimi katalizatorji in reagenti in zagotavlja homogeno mešanico katalizatorjev in reagenta – izboljšanje s tem reakcijsko kinetiko.
Postopek ekstrakcije žvepla je ključni korak med razžveplanje s ciljem, da se izterja skupna prostornina razžveplanja plinskega olja. Uporaba tekočine tekočino ekstrakcija z uporabo metanola kot topilo je preprost postopek ekstrakcije, vendar za zagotovitev visoke učinkovitosti učinkovito mešanje nezdružljivih faz je bistvenega pomena. Šele, ko se med fazami doseže najvišji vmesnik in nato največji prenos mase, je dosežena visoka stopnja ekstrakcije. Ultrasonication in generacija akustične kavitacije zagotavlja intenzivno mešanje reaktant faz in znižuje aktivacijsko energijo reakcije.

Visoko zmogljivih ultrazvočnih enot za razžveplanje morskih goriv

Hielscher Ultrazvočna je vodilni na trgu visoke moči ultrazvočne sisteme za zahtevne aplikacije, kot so UAOD na industrijski lestvici. Visoke amplitude do 200 μm, 24/7 delovanje pod polno obremenitvijo in težka, robustnost in prijaznost do uporabnika so ključne značilnosti Hielscher ultrasonicators. Ultrazvočni sistemi različnih razredov moči in različnih dodatkov, kot so sonotrodes in pretoka reaktorskih geometrij omogočajo najprimernejšo prilagoditev ultrazvočni sistem za vaše specifične goriva, predelovalne zmogljivosti in okolja.
V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

serija Volume Pretok Priporočena naprave
10 do 2000 ml 20 do 400ml / min UP400St
00,1 do 20L 00,2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10L / min UIP4000hdT
ni podatkov 10 do 100L / min UIP16000
ni podatkov večja gruča UIP16000

Kontaktiraj nas! / Vprašajte nas!

Vprašajte za več informacij

Prosimo, uporabite spodnji obrazec, če želite zahtevati dodatne informacije o ultrazvočni homogenizaciji. Z veseljem vam bomo ponudili ultrazvočni sistem, ki bo ustrezal vašim zahtevam.









Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.


Hielscher Ultrazvočna izdeluje visoko zmogljivih ultrasonicators za sonokemijske aplikacije.

Visoke moči ultrazvočni procesorji iz laboratorija v pilotno in industrijsko lestvico.

Literatura / Reference

  • Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): sonoreactor optimizacija za ultrazvok pomaga oksidativni razžvepljevanja tekočega ogljikovodika. Nafta znanost in tehnologijo vol. 36, Issue 13, 2018.
  • Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): razžveplanje surove nafte z ultrazvokom integrirana oksidativna tehnologija. Na zdravje – Mednarodni list za znanstvene raziskave & Razvoj vol. 6, Issue 02, 2018.
  • Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): žveplo odstranjevanje plinskega olja z ultrazvokom-Assisted katalitski oksidativni proces in preučevanje njegovih optimalnih pogojev. Korejski J. chem. eng., 30 (9), 2013. 1751-1759,
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): karakterizacija ultrazvočnih Homogenizers za ladjedelništvo.


Rezultati raziskav o ultrazvočno-Assisted oksidativni razžvepljevanja (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Razžveplanje surove nafte z ultrazvokom integrirana oksidativna tehnologija. Na zdravje – Mednarodni list za znanstvene raziskave & Razvoj vol. 6, Issue 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) opišite prednosti Hielscher ultrazvočni reaktor za ultrazvok podprto oksidativni razžvepljevanja (uaod). UAOD je postal izvedljiva alternativna tehnologija za tradicionalno hidroterapijo, ki je oslabljena z znatnimi naložbami in operativnimi stroški zaradi visokotlačne, visoke temperature hidrodesulfonurization opreme, kotlov, vodikovih rastlin, in enote za predelavo žvepla. Ultrazvok podprto oksidativno razžvepljevanja omogoča izvajanje postopka za globoko odstranjevanje žvepla pod veliko blažji pogoji, hitrejši, varnejši in veliko bolj gospodarno.
Postopek oksidativnega desulfurizacije (UAOD) z ultrazvokom je bil uporabljen za dizelsko olje in surovino naftnih derivatov, ki vsebuje vzorec žveplovih spojin (benzotiofen, dibenzotiofen in dimetildibenzotiofen). Vpliv oksidant znesek, volumen topila za ekstrakcijo korak, čas in temperatura ultrazvočnega zdravljenja (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, ki delujejo na 40%) so proučevali. Z uporabo optimiziranih pogojev za UAOD je bila odstranitev žvepla do 99% dosežena za vzorčne spojine v surovini naftnih derivatov z uporabo molarnega deleža za H2O2: ocetna kislina: žveplo 64:300:1, po 9min ultrazvočnega zdravljenja pri 90 º C, čemur sledi ekstrakcija z metanolom (optimizirano topilo in razmerje olja 0,36). Z uporabo enakega zneska reagenta in 9 min ultrazvoka je bila odstranitev žvepla višja od 75% za vzorce dizelskega olja.
Pomen visoke ultrazvočne amplitude
Ultrazvočni Intenzifikacija komercialnega obsega oksidativnega razžvepljevanja surove nafte zahteva uporabo industrijskih velikosti toka skozi ultrazvočni procesor lahko ohranijo visoke vibracije amplitude približno 80 – 100 mikronskis. amplitude neposredno nanašajo na intenzivnost ultrazvočne kavitations ustvarjenih strižnih sil in jih je treba vzdrževati na dovolj visoki ravni za mešanje, da je učinkovit.
Poskusi, ki jih Prajapati et al. kažejo, da ultrasonication izboljšuje reakcijo razžvepljevanja. Učinkovitost desulfurization je bila približno 93,2% ko se uporablja visoko zmogljivih ultrazvoka.


Shayegan et al. (2013): Žveplo odstranjevanje plinskega olja z ultrazvokom-Assisted katalitski oksidativni proces in študija njegovih optimalnih pogojev. Korejski list za kemijsko inženirstvo 30 (9), september 2013. 1751-1759,
Ultrazvok-Assisted oksidativni proces razžvepljevanja (uaod) je bil uporabljen za zmanjšanje žveplovih spojin plinskega olja, ki vsebujejo različne vrste vsebnosti žvepla. Okoljska uredba zahteva zelo globoko razžvepljevanje za odpravo žveplovih spojin. UAOD je obetavna tehnologija z nižjimi stroški poslovanja in večjo varnostjo in varstvom okolja. Za prvič je bil tipičen fazni Transferni agent (tetraoctyl-amonijev bromid) nadomeščen z izobutilanolom, ker je uporaba izobutilanola veliko bolj ekonomična kot TOAB, ki ne nalaga kontaminacije. Reakcija je bila izvedena na optimalni točki z različnimi temperaturami, v enem, dveh in treh korakih postopka, ki preiskuje učinek postopnega povečevanja H2O2 in TOAB, ki se uporabljata namesto izobutanola. Skupna koncentracija žvepla v naftni fazi je bila analizirana z metodo ASTM-D3120. Najvišja odstranitev približno 90% za plinsko olje, ki vsebuje 9.500 mg/kg žvepla, je bila dosežena v treh korakih v 17 minutah postopka pri 62 ± 2 ° c, ko je 180,3 mmol H2O2 je bila uporabljena in ekstrakcija, izvedena z metanolom.


Akbari et al. (2014): Preiskava procesnih spremenljivk in intenzifikacije učinkov ultrazvoka uporablja v oksidativni razžvepljevanja modela dizel nad Moo3/Al2O3 Katalizator. Ultrazvočna Sonokemija 21 (2), marec 2014. 692 – 705.
Nov heterogeni sonocatalytic sistem, sestavljen iz MoO3/Al2O3 katalizator in H2O2 v kombinaciji z ultrasonication je študiral za izboljšanje in pospešitev oksidacijo modela žveplovih spojin dizelskega goriva, kar je povzročilo znatno povečanje učinkovitosti procesa. Vpliv ultrazvoka na lastnosti, dejavnost in stabilnost katalizatorja je bila podrobno preučena s pomočjo GC-FID, PSD, SEM in BET tehnik. Nad 98% pretvorbo DBT v modelno dizelsko gorivo, ki vsebuje 1000 μg/g žvepla je bila pridobljena z novim ultrazvočno podprto razžvepljevanja pri H2O2/žveplo Molarno razmerje 3, temperatura 318 K in katalizator odmerek 30 g/L po 30 min reakcijo, v nasprotju s 55% pretvorbo, pridobljena med tiho proces. To izboljšanje je znatno vplivalo delovanje parametrov in katalizatorskih lastnosti. Učinki glavnih procesnih spremenljivk so raziskovali z uporabo metodologije površine odziva v tihi proces v primerjavi z ultrasonication. Ultrazvok, ki dobro disperzijo katalizatorja in oksidant z zlom vodikovega povezovanja in deaglomeracije od njih v naftni fazi. Odlaganje nečistoč na površini katalizatorja je povzročilo hitro onesposobitev v tihih poskusih, kar je povzročilo le 5% oksidacije DBT po 6 ciklih tihih reakcij z recikliranim katalizatorjem. Nad 95% DBT je oksidira po 6 ultrazvok-Assisted ciklov, ki kažejo veliko izboljšanje stabilnosti s čiščenjem površine med ultrasonication. Znatno zmanjšanje velikosti delcev je bilo opaziti tudi po 3H ultrazvočno razbijanje, ki bi lahko zagotovili več disperzije katalizatorja v vzorcu goriva.


Afzalinia et al. (2016): Ultrazvok-Assisted oksidativni proces razžvepljevanja tekočega goriva s fosforno kislino, enkapsulira v interprodiranje aminsko funkcionaliziranega ZN (II), ki temelji MOF kot katalizator. Ultrazvočna Sonokemija 2016
Pri tem delu, ultrazvočno podprto oksidativno razžvepljevanja (uaod) tekočih goriv, opravljenih z novimi heterogene zelo dispergiranih keggin tipa fosfotungstic kisline (H3Pw12O40, PTA) katalizator, ki je enkapsulira v amino-funkcionalizirano MOF (TMU-17-NH2). Pripravljeno kompozitni eksponat visoko katalitsko aktivnost in ponovne uporabnosti v oksidativni razžvepljevanja modela goriva. Ultrazvok podprto oksidativno razžvepljevanja (uaod) je nov način za izvedene oksidacijske reakcije žvepla-vsebujejo spojine hitro, gospodarno, okolju prijazno in varno, pod blagimi pogoji. Ultrazvočni valovi se lahko uporablja kot učinkovito orodje za zmanjšanje reakcijski čas in izboljšuje oksidativni sistem razžvepljevanja sistema. PTA @ TMU-17-NH2 bi se lahko v celoti izvaja razžvepljevanja modela olja za 20 mg katalizatorja, o/S Molarno razmerje 1:1 v navzočnosti mecn kot ekstrakcijskega topila. Dobljeni rezultati kažejo, da pretvorbe DBT na DBTO2 dosežejo 98% po 15 min v sobni temperaturi. V tem delu smo pripravili TMU-17-NH2 in PTA/TMU-17-NH2 kompozitni z ultrazvokom obsevanjem za prvič in zaposlen v procesu UAOD. Pripravljen katalizator kažejo odlično reuporabnost brez PTA izpiranje in izgubo dejavnosti.