Hielscher ultraljud teknik

Ultraljud marint bränsle Avsvutning

  • Marina bränslen påverkas av nya förordningar, som kräver en svavelhalt på 0,5% m/m eller mindre.
  • Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavning (UAOD) är en etablerad metod som påskyndar oxidationsreaktionen och är en ekonomisk och säker process.
  • UAOD-processer kan köras vid omgivningstemperatur och atmosfärstryck och möjliggöra selektiv borttagning av svavelföreningar från kolvätebränslen.
  • Hielscher högpresterande ultraljudssystem är lätta att installera och säkra att använda ombord eller på land.

Lågsvavliga marina bränslen

Internationella sjöfartsorganisationen (IMO) har infört nya förordningar genom vilka Marina fartyg i hela världen är skyldiga att använda marina bränslen med en svavelhalt på 0,5% m/m med början från januari 2020. Dessa nya förordningar kräver djupgående förändringar i bearbetningen av marina bränslen: för att uppfylla de nya normerna för bränslen med låg svavelhalt krävs en effektiv avsvutningsprocess.
Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavling (UAOD) flytande kolväten bränslen som bensin, nafta, diesel, marint bränsle, etc. är en mycket effektiv och livskraftig metod för att avlägsna svavel från stora volymer strömmar av tunga bränslen.

Ultraljud-Assisted oxidativ Avsvrisering (UAOD)

Flödesschemat av 2-stegs ultraljud oxidativ avsvrisering

Oxidativ Utsvavning

Oxidativ Avsvutning (ODS) är ett miljövänligt och ekonomiskt alternativ till väteavsvrisering (HDS) eftersom oxiderade svavelföreningar kan vara betydligt lättare separerade från de tunga eldningsoljorna. Efter det oxidativa desuphuriseringssteget separeras svavel föreningarna genom fysikaliska metoder, till exempel användning av icke-blandbart Polar lösningsmedel och efterföljande gravitation, adsorption eller centrifugalseparation. Alternativt kan termisk nedbrytning användas för att avlägsna det oxiderade svavel.
För den oxidativa avsvutnings reaktionen, en antioxidant (t. ex. väte H2den2, natriumklorit NaClO2, lustgas N2O, natriumperiodat NaIO4) krävs en katalysator (t. ex. syror) och en fas överförings reagens. Fas överförings reagensen hjälper till att främja den heterogena reaktionen mellan vatten-och olje faserna, vilket är det hastighetsbegränsande steget i ODS-reaktionen.

Fördelar med UAOD

  • mycket effektiv – upp till 98% avsulfurization
  • ekonomisk: låg investering, låga driftskostnader
  • ingen katalysator förgiftning
  • enkel, linjär skala upp
  • säkert att använda
  • Onshore & offshore (ombord) installation
  • Snabb ROI
Ultraljud avsvavling av Marina fartygsbränslen

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud-Assisted oxidativ Avsvrisering

Även om hydrodesvavning (HDS) kräver högre investeringskostnader, hög Reaktionstemperatur på upp till 400 º c, och högt tryck på upp till 100atm i reaktorerna, är ultraljud-Assisted oxidativa avsvavling process (uaod) mycket bekvämare, effektiv och grönare. UAOD ökar kraftigt reaktivitet av den katalytiska svavel avlägsnande och erbjuder samtidigt lägre driftskostnader, högre säkerhet och miljöskydd. Industriella ultraljud flöde reaktorsystem öka avsvurningshastighet på grund av en mycket effektiv dispersion och därmed förbättrad reaktionskinetik. Eftersom ultraljud bearbetning ger nano-skala dispersioner, massöverföring mellan de olika faserna i den heterogena reaktionen ökar drastiskt.
Kraftfull ultraljud kavitationUltraljud (akustisk) kavitation ökar reaktionshastigheten och massöverföring av extrema förhållanden, som nås inom cavitational hot-spots. Under kavitation bubbla implosion, mycket temperaturer av ca. 5, 000K, mycket fastar att kyla klassar, pressar av ca. 2, 000atm och därmed ytterlighet temperatur och pressa differentialer nås lokalt. Implosionen av kavitation bubblan resulterar också i flytande jets upp till 280m/s hastighet, vilket skapar mycket hög skjuvning styrkor. Dessa extraordinära mekaniska krafter påskynda oxidations reaktionstiden och öka svavel omvandlings effektiviteten inom några sekunder.

Mer fullständig svavel borttagning

Medan merkaptans, thioethers, sulfider och disulfider kan avlägsnas genom den konventionella hydrodesvavingsprocessen (HDS), för avlägsnande av tiofener, bensotiofener (BT), dibensotiofener (DBT) och 4, 6-dimetyldibensotiofener (4, 6-DMDBT) a mer sofistikerad metod krävs. Ultraljud oxidativ avsvallning är mycket effektiv när det gäller avlägsnande av även knappast löstagbara svavel eldfasta föreningar (t. ex., 4, 6-dimetyldibensotiofen och andra alkylsubstituerade tiophene derivat). Ebrahimi et al. (2018) rapporterar en avsvavling effektivitet upp till 98,25% med hjälp av en Hielscher sonoreactor optimerad för svavel borttagning. Dessutom kan ultraljud oxiderade svavelföreningar separeras via en grundläggande vattentvätt.

Med en multi-Step ultraljud-Assisted oxidativ avsvrisering (UAOD) svavel avlägsnande ökades signifikant. (Shayegan et al. 2013)

Effekt av UAOD-processen med flera steg vid optimala parametrar

Ultraljud Desvavrisering genomförbarhets test med UP400S

Shayegan et al. 2013 kombinerad ultraljud (UP400S) med väteperoxid som oxidant, FeSO som katalysator, ättiksyra som pH-justerare och metanol som extraktion lösningsmedel för att minska svavelmängden av dieselbrännolja.
Reaktionen hastighet konstanter under oxidativ avsvutning kan ökas kraftigt genom att lägga till metalljoner som katalysator och använda ultraljudsbehandling. Ultraljud energin kan minska aktiveringsenergin av reaktionen. Ultraljud behandlingen bryter gränsskiktet mellan fasta katalysatorer och reagenser och ger en homogen blandning av katalysatorer och reagens – förbättra därmed reaktionskinetiken.
Svavel utvinningsprocessen är ett avgörande steg vid avsvutning med målet att återvinna den totala volymen avsvurad dieselbrännolja. Använda en vätska-vätskeextraktion med metanol som lösningsmedel är en enkel extraktion process, men för att säkerställa en hög verkningsgrad en effektiv blandning av de oblandbara faserna är viktigt. Endast när ett maximalt gränssnitt och därefter maximal massöverföring sker mellan faserna uppnås en hög extraktionsgrad. Ultraljud och generering av akustisk kavitation ger intensiv blandning av reaktanten faser och sänker aktiveringsenergin av reaktionen.

Högpresterande ultraljud enheter för marint bränsle Avsvutning

Hielscher Ultrasonics är marknadsledande av hög effekt ultraljud system för krävande tillämpningar såsom UAOD på industriell skala. Höga amplituder på upp till 200 μm, 24/7 drift under full belastning och tunga, robusthet och användarvänlighet är viktiga funktioner i Hielscher ultrasonicators. Ultraljud system av olika effektklasser och olika tillbehör såsom sonotrodes och flöde reaktor geometrier möjliggör den lämpligaste anpassning av ultraljud systemet till din specifika bränsle, bearbetning kapacitet och miljö.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch Volym Flödeshastighet Rekommenderade Devices
10 till 2000 ml 20 till 400 ml / min UP400St
0.1 till 20L 0.2 till 4L / min UIP2000hdT
10 till 100 liter 2 till 10 1 / min UIP4000hdT
n.a. 10 till 100 l / min UIP16000
n.a. större kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultrasonicators för sonochemical applikationer.

Hög effekt ultraljud processorer från Lab till pilot och industriell skala.

Litteratur / Referenser

  • Ebrahimi, S.L.; Khosravi-nikou, M.R.; Hashemabadi, s.h. no (2018): sonoreactor optimering för ultraljud assisterad oxidativ avsvavling av flytande kolväten. Petroleum vetenskap och teknologi Vol. 36, utgåva 13, 2018.
  • Mer från Prajapati, Arvidsson; Mer från Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desvavrisering av råolja med ultraljud integrerad oxidativ teknik. IJSRD – Internationell tidskrift för vetenskaplig forskning & Utveckling Vol. 6, utgåva 02, 2018.
  • Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): svavel avlägsnande av gasolja med ultraljud-assisterad katalytisk oxidativ process och studie av dess optimala förhållanden. Koreanska J. Chem. eng., 30 (9), 2013. 1751-1759.
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): karakterisering av ultraljud Homogenisatorer för varvsindustrin.


Forskningsresultat om ultraljud-Assisted oxidativ Avsvrisering (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Desvavrisering av råolja med ultraljud integrerad oxidativ teknik. IJSRD – Internationell tidskrift för vetenskaplig forskning & Utveckling Vol. 6, utgåva 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) Beskriv fördelarna med en Hielscher ultraljud reaktor för ultraljud-Assisted oxidativa avsvutning (UAOD). UAOD har blivit en livskraftig alternativ teknik till den traditionella hydrobehandlande, som försämras av betydande investeringar och driftskostnader på grund av högtrycks-, hög temperatur hydrodesvavrisering utrustning, pannor, vätgasanläggningar, och svavel återvinnings enheter. Ultraljud-Assisted oxidativa avsvavling tillstånd att genomföra processen för djup avlägsnande av svavel under mycket mildare förhållanden, snabbare, säkrare och mycket mer ekonomiskt.
Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavning (uaod) process tillämpades på dieselolja och petroleumprodukter råmaterial som innehåller modell svavelföreningar (benzothiophene, dibensotiofen och dimethyldibenzothiophene). Påverkan av oxidationsmedel mängd, volym spädningsvätska för extraktion steg, tid och temperatur av ultraljud behandling (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, drift vid 40%) undersöktes. Med hjälp av de optimerade villkoren för UAOD uppnåddes svavel sanering upp till 99% för modellföreningar i petroleumprodukt råvara med hjälp av en molar andel för H2den2: ättiksyra: svavel 64:300:1, efter 9min av ultraljudsbehandling vid 90 º C, följt av extraktion med metanol (optimerat lösningsmedel och olje förhållande på 0,36). Med samma reagensbelopp och 9 min av ultraljud avlägsnandet av svavel var högre än 75% för dieselbrännolja prover.
Vikten av höga ultraljud amplituder
Ultraljud intensifiering av kommersiell skala oxidativ avsvavling av råolja kräver användning av en industriell storlek genomflöde ultraljud processor kunna upprätthålla höga vibrationer amplituder av ca 80 – 100 microns. amplituderna direkt relaterar till intensiteten av ultraljud kavitation-genererade skjuvkrafter och måste bibehållas på en tillräckligt hög nivå för blandningen vara effektiv.
De experiment som utförs av Prajapati et al. visar att ultraljud förbättrar avsvurning reaktionen. Desulfuriseringseffektiviteten var cirka 93,2% När högpresterande ultraljud appliceras.


Shayegan et al. (2013): Svavel avlägsnande av dieselbrännolja med hjälp av ultraljud-assisterad katalytisk oxidativ process och studie av dess optimala förhållanden. Koreanska tidning kemiteknik 30 (9), september 2013. 1751-1759.
Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavling process (uaod) tillämpades för att minska svavelföreningar av dieselbrännolja som innehåller olika typer av svavelhalt. Miljö regleringen kräver en mycket djup avsulfurization för att avlägsna svavel föreningarna. UAOD är en lovande teknik med lägre driftskostnader och högre säkerhet och miljöskydd. För första gången ersattes den typiska fas överförings agenten (tetraoctyl-ammoniumbromid) med isobutanol, eftersom användning av isobutanol är mycket mer ekonomisk än TOAB, vilket inte ålägger någon förorening. Reaktionen utfördes vid optimal punkt med olika temperaturer, i en-, två-och tre steg-procedurer, undersöker effekten av gradvis ökning av H2den2 och TOAB används i stället för isobutanol. Total svavelhalt i oljefasen analyserades av ASTM-D3120 metod. Den högsta avlägsnande av cirka 90% för dieselbrännolja som innehåller 9 500 mg/kg svavel uppnåddes i tre steg under 17 minuters process vid 62 ± 2 ° c när 180,3 mmol av H2den2 användes och extraktion utfördes av metanol.


Akbari et al. (2014): Utredning av processvariabler och intensifiering effekter av ultraljud tillämpas i oxidativ avsvurning av modell diesel över MoO3/Al2den3 Katalysator. Ultrasonics sonochemistry 21 (2), mars 2014. 692 – 705.
En ny heterogen sonocatalytic system som består av en MoO3/Al2den3 katalysator och H2den2 kombinerat med ultraljud studerades för att förbättra och påskynda oxidation av modell svavelföreningar av diesel, vilket resulterar i en betydande förbättring i processen effektivitet. Påverkan av ultraljud på egenskaper, aktivitet och stabilitet av katalysatorn studerades i detalj med hjälp av GC-FID, PSD, SEM och BET tekniker. Över 98% omvandling av DBT i modell diesel innehållande 1000 μg/g svavel erhölls genom ny ultraljud-assisterad avsulfurization vid H2den2/svavel molar förhållandet 3, temperatur 318 K och katalysator dosering av 30 g/L efter 30 min reaktion, i motsats till 55% omvandling erhålls under den tysta processen. Denna förbättring påverkades avsevärt av driftsparametrar och katalysator egenskaper. Effekterna av huvudprocessvariabler undersöktes med hjälp av responsyta metodik i tyst process jämfört med ultraljud. Ultraljud som en bra spridning av katalysator och oxidationsmedel genom brott av vätebindning och deagglomeration av dem i oljefasen. Avsättning av orenheter på katalysator ytan orsakade en snabb avaktivering i tysta experiment som resulterade endast 5% av DBT oxidation efter 6 cykler av tyst reaktion av återvunnen katalysator. Över 95% av DBT oxiderade efter 6 ultraljud-Assisted cykler som visar en stor förbättring av stabiliteten genom att rengöra ytan under ultraljud. En betydande partikel storleksminskning observerades också efter 3H ultraljudsbehandling som skulle kunna ge mer spridning av katalysator i modell bränsle.


Afzalinia et al. (2016): Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavling process av flytande bränsle av phosphotungstic syra inkapslade i en genomträngande Amine-Functionalized Zn (II)-baserad MOF som katalysator. Ultrasonics sonochemistry 2016
I detta arbete, ultraljud-Assisted oxidativ avsvavning (UAOD) av flytande bränslen som utförs med en roman heterogena mycket spridda Keggin-typ fosfotungstic syra (H3Pw12den40, PTA) katalysator som inkapslades i en Amino-Functionalized MOF (TMU-17-NH2). Den förberedda kompositen uppvisar hög katalytisk aktivitet och återanvändbarhet i oxidativ avsvavling av modell bränsle. Ultraljud-Assisted oxidativ avsvavling (UAOD) är ett nytt sätt att utföra oxidation reaktion av svavel-innehåller föreningar snabbt, ekonomiskt, miljövänlig och säkert, under milda förhållanden. Ultraljud vågor kan tillämpas som ett effektivt verktyg för att minska reaktionstiden och förbättrar oxidativ avsvurnings systemprestanda. PTA @ TMU-17-NH2 kunde helt utföras avsvurning av modellen olja av 20 mg katalysator, O/S molar förhållandet 1:1 i närvaro av MeCN som extraktion lösningsmedel. De erhållna resultaten visade att konverteringarna av DBT till DBTO2 uppnår 98% efter 15 min i omgivningstemperatur. I detta arbete, vi förberett TMU-17-NH2 och PTA/TMU-17-NH2 komposit av ultraljud bestrålning för första gången och används i UAOD process. Förberett katalysator uppvisar en utmärkt återanvändbarhet utan PTA urlakning och förlust av aktivitet.