Ултразвучна алтернатива хидродесулфуризацији

Рафинерије нафте се суочавају са повећањем снабдевања сумпорастом сировом нафтом, такозваном киселом сировом нафтом, док истовремено еколошки прописи имају притисак за мањи садржај сумпора у бензину. Истовремено, трошкови конвенционалне хидродесулфуризације (ХДС) расту због потребног водоника. Третман ултразвучном кавитацијом је ефикасна алтернативна метода за уклањање сумпора из сирове нафте.

Упознајте стандарде за сумпор у нафти уз помоћ ултразвука

Фосилна горива садрже једињења сумпора. Они су резултат деградације биолошке материје која садржи сумпор током природног формирања фосилних горива.

Возила, као што су аутомобили, авиони и бродови или електране изазивају емисије сумпор-диоксида (СО2) као резултат сагоревања нафтног горива. Исти сумпор – чак и у веома малим концентрацијама – узрокује оштећења на катализаторима племенитих метала у низводном каталитичком реформингу у рафинеријама нафте. Најновији еколошки прописи захтевају веома дубоко одсумпоравање да би се задовољиле спецификације дизела са ултра-ниским сумпором (УЛСД).
 

Инсталација са 192 кВ соникатора велике снаге за одсумпоравање сирових уља

Позадина – Хидродесулфуризација (ХДС)

Хидродесулфуризација (ХДС) је стандардни каталитички процес за уклањање сумпора из нафтних деривата. У овом процесу, сумпорне фракције сирове нафте се мешају са водоником и катализатором да реагују на водоник сулфид. Типично, катализатор се састоји од базе глинице импрегнисане кобалтом и молибденом. Како залихе нафте постају све киселије, потребни су виши притисци и алтернативни катализатори за одсумпоравање. Непокорна ароматична једињења сумпора (нпр. 4,6-диметилдибензотиофен) се не могу уклонити хидродесулфуризацијом, због њихове ниске реактивности.

одсумпоравање уз помоћ ултразвука

Алтернатива хидродесулфуризацији је одсумпоравање уз помоћ ултразвука. Излагање течности ултразвучним таласима високог интензитета изазива акустичну кавитацију. Ово је формирање и накнадни насилни колапс малих вакуумских (кавитационих) мехурића. Локално, екстремни услови настају услед насилног колапса сваког мехурића:

• Температура: до 5000 Келвина
• Притисак: до 2000 атмосфера
• Млазнице за течност: до 1000 км/х.

Такви услови промовишу бољу хемију површине катализатора појачаним микро-мешањем. Посебно високе локалне температуре мењају кинетику хемијске реакције процеса одсумпоравања. Овај ефекат омогућава алтернативу – јефтинији – катализатори или алтернативна хемија за одсумпоравање. Десхпанде ет ал. (2004) истражује оксидативни систем састављен од натријум карбоната и водоник пероксида у двофазном систему дизела и ацетонитрила. Ултразвук је примењен на двофазни систем. Студија је постигла смањење садржаја ДМДБТ-а за више од 90% у узорцима дизела.

Соникатор високих перформанси за одсумпоравање сирове нафте

Хиелсцхер је водећи добављач соникатора високог капацитета широм света. Како Хиелсцхер дизајнира и производи ултразвучне процесоре високих перформанси до 16кВ снаге по једном уређају, нема ограничења у величини постројења или капацитету обраде. За обраду већих запреминских протока користе се кластери од неколико система од 16кВ. Индустријска прерада горива не захтева много ултразвучне енергије. Стварна потреба за енергијом може се одредити коришћењем стоног соникатора као што је УИП1000хдТ. Сви резултати оваквих тестова на клупи могу се у потпуности линеарно увећати, што олакшава имплементацију процеса ултразвучног одсумпоравања у индустријској производњи.

Ако је потребно, ултрасоникатори са АТЕКС сертификатом (нпр. УИП1000-Екд) су доступни за соникацију у опасним окружењима.

Трошкови ултразвучне обраде

Ултрасоницатион је ефикасна технологија обраде. Трошкови ултразвучне обраде су углавном резултат улагања
за ултразвучне уређаје, комуналне трошкове и одржавање. Изузетна енергетска ефикасност (види графикон) од Хиелсцхер ултразвучних уређаја помаже у смањењу трошкова комуналних услуга.

Књижевност

Десхпанде, А., Басси, А., Пракасх, А. (2004): Оксидација 4,6-диметилдибензотиофена уз помоћ ултразвука у двофазном систему дизел-ацетонитрил; у: Енергетска горива, 19 (1), 28 -34, 2005.

Меи Х., Меи БВ, Иен ТФ (2003): Нова метода за добијање дизел горива са ултра-ниским садржајем сумпора путем оксидативне десулфуризације уз помоћ ултразвука; у: Гориво, том 82, број 4, март 2003, стр. 405-414(10), 2003.