Rafinerije nafte suočavaju se sa sve većim zalihama sumporne sirove nafte, takozvane kisele sirove nafte, dok istovremeno ekološki propisi vrše pritisak na niži sumporni sadržaj benzina. Istovremeno, troškovi konvencionalne hidrodesulfurizacije (HDS) rastu zbog potrebnog vodonika. Ultrazvučni tretman kavitacije je efikasan alternativni metod za uklanjanje sumpora iz sirove nafte.

Upoznajte Sumporne standarde u nafti sa sonikacijom

Fosilna goriva sadrže sumporna jedinjenja. Ovi su rezultat degradacije bioloških materija koje sadrže sumpor tokom prirodnog formiranja fosilnih goriva.

Vozila, kao što su automobili, avioni i morska plovila ili elektrane izazivaju emisiju sumpor-dioksida (SO2) kao rezultat sagorevanja naftnog goriva. Isti sumpor – čak i u veoma niskoj koncentracijama – nanosi štetu plemenitim metalnim katalizatorima u nizvodnom katalitičkom reformi u rafinerijama nafte. Najnoviji ekološki propisi zahtevaju veoma duboku desulfurizaciju kako bi se zadovoljile ultraniske sumporne dizel (ULSD) specifikacije.
 

Instalacija sa 192 kW visokoenergetskih sononika za desulfurizaciju sirove nafte

позадина – Hidrodesulfurizacija (HDS)

Hidrodesulfurizacija (HDS) je standardni katalitički proces za uklanjanje sumpora iz naftnih derivata. U ovom procesu, sumporni delovi sirove nafte pomešani su sa vodonikom i katalizatorom da reaguju na vodonik sulfid. Katalizator se obično sastoji od alumine baze oplođene kobaltom i molibdenumom. Kako zalihe nafte sve kiselije, za desulfurizaciju su potrebni veći pritisci i alternativni katalizatori. Recalcitrantna aromatična sumporna jedinjenja (npr. 4,6-dimetildibenzotiophene) ne mogu se ukloniti korišćenjem hidrodesulfurizacije, zbog njihove niske reaktivnosti.

ultrasonično potpomognuta desulfurizacijom

Alternativa hidrodesulfurizaciji je ultrasonično potpomognuta desulfurizacija. Izloženost tečnosti ultrazvučnim talasima visokog intenziteta izaziva akustičnu kavitaciju. Ovo je formacija i naknadno nasilno urušavanje malih vakuumskih (kavitacionih) mehurića. Lokalno, ekstremni uslovi proističu iz nasilnog kolapsa svakog mehura:

• Temperatura: do 5000 Kelvin
• Pritisak: do 2000 atmosferama
• Tečni avioni: do 1000 km/HR.

Takvi uslovi promovišu bolju površinsku hemiju katalizatora poboljšanim mikro mešanjem. Posebno visoke lokalne temperature menjaju kinetiku hemijske reakcije procesa desulfurizacije. Ovaj efekat omogućava alternativu – manje skupo – katalizatore ili alternativnu hemiju desulfurizacije koja će se koristiti. Deshpande et al. (2004) istražuje oksidativni sistem sastavljen od natrijum karbonata i vodonik peroksida u bifaznom sistemu dizela i acetonitrila. Ultrazvučnost je primenjena na bifazni sistem. Studija je postigla smanjenje sadržaja DMDBT za više od 90 odsto u uzorcima dizela.

Sonicator visokih performansi za desulfurizaciju sirove nafte

Hielscher je vodeći snabdevač sonicatora velikog kapaciteta, širom sveta. Kako Hielscher dizajnira i proizvodi ultrazvučne procesore visokih performansi snage do 16kW po jednom uređaju, ne postoji ograničenje u veličini biljaka ili kapacitetu obrade. Klasteri nekoliko sistema od 16kW koriste se za obradu većih tokova jačine zvuka. Industrijskoj preradi goriva nije potrebno mnogo ultrazvučne energije. Stvarni energetski zahtev se može odrediti pomoću sonicatora na vrhu klupe kao što je UIP1000hdT. Svi rezultati takvih iskušenja na vrhu klupe mogu se popeti potpuno linearno, što olakšava implementaciju procesa ultrazvučne desulfurizacije na skali industrijske proizvodnje.

Ako je potrebno, ATEX sertifikovani ultrazvučni (npr. UIP1000-Exd) dostupni su za sonikaciju u opasnim okruženjima.

Troškovi Ultrasoniranosti

Ultrasoniranost je efikasna tehnologija obrade. Ultrazvučni troškovi obrade ultrasonični rezultat su uglavnom investicije
za ultrazvučne uređaje, troškove komunalnih usluga i održavanje. Izuzetna energetska efikasnost (videti Grafikon) Hielscher ultrasonični uređaji pomažu da se smanje troškovi u uslužnom programu.

Литература

Deshpande, A., Basi, A., Prakašh, A. (2004): Ultrazvuk, bazna podloga za oksidaciju od 4, 6-Dimetyldibenzothiofen u Biphasic dizel-Acetonitril sistem; u: energetski goriva, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei., Mei B.W., Jen T.F. (2003): Novi metod za sticanje ultra-nisko sumpor dizel goriva pomoću ultrazvukom koji je pomagao na oksidacionu dezulfurizaciji; in: gorivo, zapremina 82, broj 4, mart 2003, PP. 405-414 (10), 2003.