Hidrodesülfürizasyona Ultrasonik Alternatif

Petrol rafinerileri, ekşi ham petrol olarak adlandırılan kükürtlü ham petrol arzının artmasıyla karşı karşıya kalırken, aynı zamanda benzinin daha düşük kükürt içeriği için çevresel düzenlemeler baskısı ile karşı karşıyadır. Aynı zamanda, ihtiyaç duyulan hidrojen nedeniyle geleneksel hidrodesülfürizasyonun (HDS) maliyetleri artmaktadır. Ultrasonik kavitasyon tedavisi, ham petrolden kükürdü uzaklaştırmak için etkili bir alternatif yöntemdir.

Sonikasyon ile Yağda Kükürt Standartlarını Karşılayın

Fosil yakıtlar kükürt bileşikleri içerir. Bunlar, fosil yakıtların doğal oluşumu sırasında kükürt içeren biyolojik maddenin bozunmasından kaynaklanır.

Arabalar, uçaklar ve deniz taşıtları veya enerji santralleri gibi araçlar, petrol yakıtının yanmasının bir sonucu olarak kükürt dioksit (SO2) emisyonlarına neden olur. Aynı kükürt – çok düşük konsantrasyonlarda bile – Petrol rafinerilerinde aşağı akış katalitik reformunda soy metal katalizörlere zarar verir. En son çevre düzenlemeleri, ultra düşük kükürtlü dizel (ULSD) spesifikasyonlarını karşılamak için çok derin bir kükürt giderme gerektirir.
 

Ham petrollerin kükürtten arındırılması için 192 kW yüksek güçlü sonikatörler ile kurulum

Arka plan – Hidrodesülfürizasyon (HDS)

Hidrodesülfürizasyon (HDS) petrol ürünlerinden kükürtün uzaklaştırılması için standart katalitik işlemdir. Bu işlemde, ham petrolün kükürtlü fraksiyonları, hidrojen sülfüre reaksiyona girmek için hidrojen ve bir katalizör ile karıştırılır. Tipik olarak katalizör, kobalt ve molibden ile emprenye edilmiş bir alümina bazından oluşur. Yağ kaynakları daha ekşi hale geldikçe, kükürt giderme için daha yüksek basınçlar ve alternatif katalizörler gerekir. İnatçı aromatik kükürt bileşikleri (ör. 4,6-dimetildibenzotiofen), düşük reaktiviteleri nedeniyle hidrodesülfürizasyon kullanılarak uzaklaştırılamaz.

ultrasonik destekli kükürt giderme

Hidrodesülfürizasyona bir alternatif, ultrasonik destekli kükürt gidermedir. Sıvıların yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgalara maruz kalması akustik kavitasyona neden olur. Bu, küçük vakum (kavitasyon) kabarcıklarının oluşumu ve ardından şiddetli çöküşüdür. Yerel olarak, aşırı koşullar, her bir balonun şiddetli çöküşünden kaynaklanır:

• Sıcaklık: 5000 Kelvin'e kadar
• Basınç: 2000 Atmosfere kadar
• Sıvı Jetleri: 1000km/saate kadar.

Bu tür koşullar, gelişmiş mikro karıştırma ile katalizörlerin daha iyi bir yüzey kimyasını teşvik eder. Özellikle, yüksek yerel sıcaklıklar, kükürt giderme işleminin kimyasal reaksiyon kinetiğini değiştirir. Bu etki alternatife izin verir – daha az pahalı – katalizörler veya alternatif kükürt giderme kimyası kullanılacaktır. Deshpande ve ark. (2004), bifazik bir dizel ve asetonitril sisteminde sodyum karbonat ve hidrojen peroksitten oluşan bir oksidatif sistemi araştırır. Bifazik sisteme ultrasonikasyon uygulandı. Çalışma, dizel numunelerinde DMDBT içeriğinde �'dan fazla bir azalma sağladı.

Ham petrolün kükürtten arındırılması için yüksek performanslı sonikatör

Hielscher, dünya çapında yüksek kapasiteli sonikatörlerin lider tedarikçisidir. Hielscher, tek bir cihaz başına 16kW güce kadar yüksek performanslı ultrasonik işlemciler tasarlar ve üretirken, tesis boyutunda veya işleme kapasitesinde herhangi bir sınırlama yoktur. Daha büyük hacimli akışların işlenmesi için birkaç 16kW sistemden oluşan kümeler kullanılmaktadır. Endüstriyel yakıt işleme çok fazla ultrasonik enerjiye ihtiyaç duymaz. Gerçek enerji gereksinimi, UIP1000hdT gibi bir tezgah üstü sonikatör kullanılarak belirlenebilir. Bu tür tezgah üstü denemelerden elde edilen tüm sonuçlar tamamen doğrusal olarak ölçeklendirilebilir, bu da ultrasonik kükürt giderme işleminin endüstriyel üretim ölçeğinde uygulanmasını kolaylaştırır.

Gerekirse, tehlikeli ortamlarda sonikasyon için ATEX sertifikalı ultrasonicators (örneğin UIP1000-Exd) mevcuttur.

Ultrasonikasyon Maliyetleri

Ultrasonication etkili bir işleme teknolojisidir. Ultrasonik işleme maliyetleri esas olarak yatırımdan kaynaklanmaktadır
ultrasonik cihazlar, hizmet maliyetleri ve bakım için. Olağanüstü enerji verimliliği (bkz. grafik) Hielscher ultrasonik cihazların kullanım maliyetlerini düşürmeye yardımcı olur.

Edebiyat

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): Bifazik Dizel-Asetonitril Sisteminde 4,6-Dimetildibenzotiophene'nin Ultrason Destekli, Baz Katalizli Oksidasyonu; içinde: Enerji Yakıtları, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei H., Mei B.W., Yen T.F. (2003): Ultrason destekli oksidatif kükürt giderme yoluyla ultra düşük kükürtlü dizel yakıt elde etmek için yeni bir yöntem; in: Yakıt, Cilt 82, Sayı 4, Mart 2003, s. 405-414(10), 2003.