Alternativë ultrasonike ndaj hidrodesulfurizimit

Rafineritë e naftës po përballen me furnizime në rritje me naftë bruto që përmban squfur, të ashtuquajturën naftë bruto të thartë, ndërsa njëkohësisht rregulloret mjedisore kërkojnë përmbajtje më të ulët squfuri në benzinë. Në të njëjtën kohë, kostot e hidrodesulfurizimit konvencional (HDS) po rriten për shkak të hidrogjenit të nevojshëm. Trajtimi me kavitacion ultrasonik është një metodë alternative efektive për largimin e squfurit nga nafta bruto.

Përmbushni standardet e squfurit në naftë me sonikim

Lëndët djegëse fosile përmbajnë përbërje të squfurit. Këto krijohen nga shpërbërja e lëndës biologjike që përmban squfur gjatë formimit natyror të lëndëve djegëse fosile.

Mjetet, si automobilat, avionët dhe anijet, ose termocentralet shkaktojnë emetime të dioksidit të squfurit (SO2) si rezultat i djegies së lëndëve djegëse të naftës. Po ky squfur – edhe në përqendrime shumë të ulëta – dëmton katalizatorët me metale fisnike gjatë reformimit katalitik në fazat pasuese në rafineritë e naftës. Rregulloret më të fundit mjedisore kërkojnë një desulfurizim shumë të thellë për të përmbushur specifikimet për naftën dizel me përmbajtje tepër të ulët squfuri (ULSD).
 

Instalim me sonikatorë me fuqi të lartë, me fuqi totale 192 kW, për desulfurizimin e naftave bruto

Informacion bazë – Hidrodesulfurizimi (HDS)

Hidrodesulfurizimi (HDS) është procesi katalitik standard për largimin e squfurit nga produktet e naftës. Në këtë proces, fraksionet e naftës bruto që përmbajnë squfur përzihen me hidrogjen dhe një katalizator për të reaguar duke formuar sulfur hidrogjeni. Zakonisht, katalizatori përbëhet nga një bazë oksidi alumini e impregnuar me kobalt dhe molibden. Ndërsa nafta e furnizuar bëhet më e pasur me squfur, për desulfurizimin nevojiten presione më të larta dhe katalizatorë alternativë. Përbërjet aromatike rezistente të squfurit (p.sh. 4,6-dimetildibenzotiofeni) nuk mund të largohen me anë të hidrodesulfurizimit, për shkak të reaktivitetit të tyre të ulët.

Desulfurizimi i asistuar me ultratinguj

Një alternativë ndaj hidrodesulfurizimit është desulfurizimi i asistuar me ultratinguj. Ekspozimi i lëngjeve ndaj valëve ultrasonike me intensitet të lartë shkakton kavitacion akustik. Ky është formimi dhe shembja e mëpasshme e vrullshme e flluskave të vogla të vakumit (kavitacionit). Në nivel lokal, nga shembja e vrullshme e çdo flluske krijohen kushte ekstreme:

• Temperatura: deri në 5000 kelvin
• Presioni: deri në 2000 atmosfera
• Rrymat e lëngut: deri në 1000km/hr.

Kushte të tilla përmirësojnë kiminë sipërfaqësore të katalizatorëve përmes mikropërzierjes së përforcuar. Në veçanti, temperaturat e larta lokale ndryshojnë kinetikën e reaksioneve kimike të procesit të desulfurizimit. Ky efekt mundëson përdorimin e katalizatorëve alternativë – më pak të kushtueshëm – ose të një kimie alternative të desulfurizimit. Deshpande et al. (2004) shqyrton një sistem oksidues të përbërë nga karbonati i natriumit dhe peroksidi i hidrogjenit në një sistem dyfazor me naftë dizel dhe acetonitril. Sistemit dyfazor iu aplikua trajtim me ultratinguj. Studimi arriti një ulje të përmbajtjes së DMDBT me më shumë se 90% në mostrat e naftës dizel.

Sonikator me performancë të lartë për desulfurizimin e naftës bruto

Hielscher është furnizuesi kryesor në mbarë botën i sonikatorëve me kapacitet të lartë. Meqenëse Hielscher projekton dhe prodhon procesorë ultrasonikë me performancë të lartë dhe fuqi deri në 16kW për pajisje të vetme, nuk ka kufi për madhësinë e impiantit ose kapacitetin e përpunimit. Grupe me disa sisteme 16kW përdoren për përpunimin e prurjeve vëllimore më të mëdha. Përpunimi industrial i lëndëve djegëse nuk kërkon shumë energji ultrasonike. Nevoja reale për energji mund të përcaktohet duke përdorur një sonikator tavoline si UIP1000hdT. Të gjitha rezultatet nga prova të tilla në tavolinë mund të kalohen në shkallë më të madhe në mënyrë plotësisht lineare, gjë që lehtëson zbatimin e procesit të desulfurizimit ultrasonik në shkallë prodhimi industrial.

Nëse nevojiten, ofrohen pajisje ultrasonike të certifikuara sipas ATEX (p.sh. UIP1000-Exd) për sonikim në mjedise të rrezikshme.

Kostot e trajtimit me ultratinguj

Trajtimi me ultratinguj është një teknologji efektive përpunimi. Kostot e përpunimit ultrasonik rrjedhin kryesisht nga investimi
në pajisje ultrasonike, kostot e shërbimeve utilitare dhe mirëmbajtja. Efikasiteti i jashtëzakonshëm energjetik (shih grafikun) i pajisjeve ultrasonike Hielscher ndihmon në uljen e kostove të shërbimeve utilitare.

Literatura

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): Oksidimi i 4,6-dimetildibenzotiofenit i asistuar me ultratinguj dhe i katalizuar nga baza në një sistem dyfazor naftë dizel–acetonitril; në: Energy Fuels, 19 (1), 28 –34, 2005.

Mei H., Mei B.W., Yen T.F. (2003): Një metodë e re për përftimin e naftës dizel me përmbajtje tepër të ulët squfuri përmes desulfurizimit oksidues të asistuar me ultratinguj; në: Fuel, Vëllimi 82, Numri 4, March 2003, f. 405–414(10), 2003.