Ultraljud assisterad oxidativ Avsulfurization (UAODS)

Svavel innehåll ande föreningar i råolja, petroleum, diesel och andra brännolja inkluderar Sulfider, Tioler, tiofenin, substituerade benso-och dibensothiophenes (BTs och DBTs), benzonaphthothiophene (BNT), och många mer komplexa molekyler, där de kondenserade tiophenes är de vanligaste formerna. Hielscher ultraljud reaktorer bistå oxidativ djup avsvutning process som krävs för att uppfylla dagens stränga miljö regler och Ultra-Low svavel diesel (ULSD, 10 ppm svavel) specifikationer.

Oxidativ Avsvavel bildning (ODS)

Dibensothiophene molekyl före oxidativ AvsvutningOxidativ avsvutning med väteperoxid och efterföljande lösnings medels utvinning är en två-stegs djup Avsulfatering teknik för att minska mängden organosvavel föreningar i eldnings oljor. Hielscher ultraljud reaktorer används i båda stadierna för att förbättra fas-överföring reaktionskinetik och upplösning i vätske-flytande fas system.

Svavel reduktion på raffinaderiet

Flödes schema för ultraljud assisterad oxidativ Avsulfurization-2 stadier

Flödes schema för ultraljud assisterad oxidativ Avsulfurization – 2 olika stadier

Vid det första skedet av ultraljud assisterad oxidativ avsvutning, väteperoxid används som en oxidations medel för att selektivt oxidera svavelhaltiga molekyler som finns i eldnings oljor till sina motsvarande sulfoxider eller sulfonat under mild villkor för att öka lösligheten i polära lösnings medel med en ökad polaritet. Oxidativ Avsulfurization av Dibensotiophene till sulfoxid och sulfonI detta skede, är olöslighet av Polar vatten fasen och nonpolar organiska fasen ett betydande problem i processen för oxidativ avsvutning som båda faserna reagerar med varandra endast vid Interphase. Utan ultraljud, detta resulterar i en låg reaktions frekvens och en långsam omvandling av organosvavel i denna två-fas system.

Raffinerings anläggningar kräver tung industriell utrustning, lämplig för hög volym bearbetning 24/7. Få en Hielscher!

Ultraljud emulgering

Ultraljud blandning för emulsion kemiOlje fasen och vatten fasen blandas pumpas in i en statisk mixer för att producera en grundläggande emulsion av en konstant volymetrisk ratio som sedan matas till ultraljud blandnings reaktorn. I det, ultraljud kavitation producerar hög hydraulisk skjuvning och bryter vatten fasen i sub Micron och nanosize droppar. Eftersom den specifika ytan av fas gränsen är inflytelse rik för den kemiska reaktions takten förbättrar denna signifikanta minskning av DROPP diametern reaktionskinetiken och minskar eller eliminerar behovet av fas överförings agenter. Med hjälp av ultraljud, kan volymen procent av peroxid sänkas, eftersom finare emulsioner behöver mindre volym för att ge samma kontakt yta med olje fasen.

Ultraljud assisterad oxidation

Ultraljud kavitation på 1500 wattUltraljud kavitation producerar intensiv lokal uppvärmning (~ 5000K), högt tryck (~ 1000atm), enorma värme-och kylnings hastigheter (>109 K/SEK) och vätske stråle strömmar (~ 1000 km/h). Denna extremt reaktiva miljö oxiderar tiofhenes i olje fasen snabbare och mer fullständigt till större polära sulfoxid och sulfonat. Catalyst kan ytterligare stödja oxidations processen men de är inte nödvändiga. Amphiphilic emulsion katalysatorer eller fas-överföring katalysatorer (PTC), såsom Kvartära ammoniumsalter med sin unika förmåga att lösa upp i både vatten och organiska vätskor har visat sig införliva med oxidations medel och transportera den från gränssnittet reaktions fasen och därigenom öka reaktions takten. Fentons reagens kan tillsättas för att förbättra den oxidativa avsvurningen effektivitet för diesel bränslen och det visar en bra synergieffekt med Sono-oxidation bearbetning.

Förbättrad Mass överföring

När organosvavelföreningarna reagerar vid en fas gräns, ackumuleras sulfoxiderna och sulfonerna vid vattendroppets yta och blockerar andra svavel föreningar från att interagera i vatten fasen. Den hydrauliska skjuvning orsakad av cavitational Jet strömmar och akustisk streaming resultera i turbulent flöde och material transport från och till droplet ytor och leder till upprepad samalescens och efterföljande bildandet av nya droppar. Som oxidation fortskrider över tid, maximerar ultraljudsbehandling exponeringen och samspelet mellan reagenser.

Fas överföring extraktion av sulfones

Emulsion för ultraljud flytande-flytande extraktionEfter oxidation och separationen från vatten fasen (H2den2), kan sulfonerna extraheras med ett Polar lösnings medel, såsom acetonitril i den andra etappen. Sulfonerna kommer att överföra vid fas gränsen mellan båda faserna till lösnings medels fasen för deras högre polaritet. Ungefär som i det första skedet, Hielscher ultraljud reaktorer öka vätske-flytande utvinning genom att göra en fin storlek turbulent emulsion av lösnings medels fasen i olje fasen. Detta ökar fas kontakt ytan och resultat utvinning och minskad användning av lösnings medel.

Kontakta oss / Fråga mer

Prata med oss ​​om dina behandlingsbehov. Vi kommer att rekommendera den mest lämpliga inställningar och processparametrar för ditt projekt.





Observera att våra Integritetspolicy.


Från labb testning till pilot skala och produktion

Hielscher Ultrasonics erbjuder utrustning för att testa, kontrol lera och använda denna teknik i alla skalor. I grund och botten är det gjort i 4 steg, bara.

  1. Blanda olja med H2den2 och sonikera att oxidera svavel föreningar
  2. Centrifugera till separat vatten fas
  3. Blanda olje fasen med lösnings medel och sonikera för att extrahera sulfonerna
  4. Centrifugera till separat lösnings medels fas med sulfonat

På Lab skala, kan du använda en UP200Ht att demonstrera konceptet och att justera grundläggande parametrar, såsom peroxid koncentration, process temperatur, ultraljudsbehandling tid och intensitet samt katalysator eller lösnings medels användning.
På bänk nivå UIP1000hd gör det möjligt att simulera båda stegen självständigt vid flöden från 100 till 1000L/HR (25 till 250 gal/tim) och för att optimera processen och ultraljudsbehandling parametrar. Hielscher ultraljud utrustning är utformad för linjär skala upp till större bearbetning volymer på pilot eller produktion skala. Hielscher anläggningar har visat sig fungera tillförlitligt för hög volym processer, inklusive bränsle raffinering. Hielscher producerar behållaranpassade system, kombinera flera av våra hög effekt 10KW eller 16kW enheter till kluster för enkel integration. Design för att uppfylla farliga miljö krav finns också. I tabellen nedan visas bearbetnings volymer och rekommenderade utrustnings storlekar.

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
5 till 200 ml 50 till 500 ml / min Uf200 ः t, UP400S
00,1 till 2L 00,25 till 2 m3/ hr UIP1000hd, UIP2000hd
00,4 till 10L 1 till 8 m3/ hr UIP4000
n.a. 4 till 30 m3/ hr UIP16000
n.a. ovan 30m3/ hr kluster av UIP10000 eller UIP16000
Ultraljud blandnings system-2 strängar av 6x10kW (2x120m3/HR)

Ultraljud blandnings system – 2 delar av 6x10kW (2x120m3/Tim

Hielscher leveranser till fler ansökningar i Oil & Gas industrin

  • Syra esterification
  • Alkalisk transesterifiering
  • Aquafuels (vatten/olja)
  • Rengöring av olje sensorn off-shore
  • Beredning av borr vätskor

Fördelar med att använda ultrasonication

UAODS erbjuder betydande fördelar jämfört med HDS. Tiofenin, substituerade bens-och dibenzothiophenes oxideras under låg temperatur och tryck förhållanden. Därför krävs det inte dyra väte för att göra denna process lämpligare för små och medel stora raffinaderier, eller isolerade raffinaderier som inte ligger nära en vätepipeline. Den ökade reaktions hastigheten och den milda reaktions temperaturen och trycket undviker anställning av dyra vatten fria eller aprotiska lösnings medel.
Integrera en ultraljud assisterad oxidativ avsvutning (UAODS) enhet med en konventionell hydrobehandlande enhet kan förbättra effektiviteten i att producera låga och/eller ultra-låg svavel diesel bränslen. Denna teknik kan användas före eller efter konventionell hydrotreatement att sänka svavelhalten.
UAODS-processen kan sänka uppskattade kapital kostnaderna med mer än hälften jämfört med kostnaden för ett nytt högtrycks hydrotreater.

Nack delar med Hydrodesulfurization (HDS)

Medan hydrodesvavling (HDS) är en mycket effektiv process för avlägsnande av Tioler, sulfider och disulfider, är det svårt att ta bort eldfasta svavelhaltiga föreningar såsom dibensotiophene och dess derivat (t. ex. 4, 6- dimethydibenzothiophene 4, 6-DMDBT) till en ultra-låg nivå. Höga temperaturer, höga tryck och hög vätgaskonsumtion driver upp kapital-och drifts kostnaderna för HDS för ultra-djup avsvutning. Höga kapital-och drifts kostnader är oundvikliga. Resterande spår nivåer av svavel kan förgifta ädel metall katalysatorer som används i den ombildande och omvandla processen eller elektroden katalysatorer som används i bränsle cell stackar.