Hielscher ультразвукова технологія

Ультразвукова допоміжна окислювальна десульфуризація (UAODS)

Сірчані суміші у сирої нафті, нафті, дизелі та інших мазутах включають сульфіди, тиоли, тіофени, заміщені бензо- та дибензотіофен (БТ та ДБТ), бензонафтотіофен (БНТ) та багато інших складних молекул, в яких найбільш поширеними формами є конденсовані тіофени. Хільшерські ультразвукові реактори допомагають окислювальна глибока десульфуризація процес, необхідний для виконання сьогоднішніх суворих екологічних правил та наднизьких сірчистого дизельного палива (ULSD, 10ppm сірка).
Зменшення сірки на НПЗ

Окислювальна десульфуризація (ОРВ)

Дібензотиофенова молекула перед окислювальною десульфуризацієюОкислювальна десульфуризація пероксидом водню та наступна екстракція розчинником - це двоступенева технологія глибокої десульфурації, яка зменшує кількість органічних вуглеводневих сумішей у мазутах. Ультразвукові реактори Хільшер використовуються на обох стадіях для поліпшення кінетики реакції передачі фаз та швидкості розчинення в рідинно-рідких фазових системах.

Блок-схема для ультразвукової допоміжної окисної десульфуризації - 2 ступені

Блок-схема для ультразвукової окисної десульфурації – 2 етапи

На першій стадії окисної десульфурації, що використовується ультразвуком, перекис водню використовується як окислювач для селективного окислення сірковмісних молекул, які присутні в мазурах до їх відповідних сульфоксидів або сульфонів у м'яких умовах, з метою збільшення їх розчинність у полярних розчинниках з збільшенням в їх полярності. Окислювальна десульфуризація дібензотіофена до сульфоксиду та сульфонуНа цьому етапі нерозв'язність полярної водної фази та неполярної органічної фази є значною проблемою в процесі окисної десульфурації, оскільки обидві фази взаємодіють один з одним лише на міжфазі. Без ультразвуку це призводить до низької швидкості реакції та повільного перетворення сірки в цій двофазній системі.

Переробні установки потребують важкого промислового обладнання, придатного для обробки великої кількості 24/7. Отримати Hielscher!

Ультразвукове емульгування

Ультразвукове змішування для хімії емульсіїМасляна фаза та водна фаза змішуються, перекачують у статичний змішувач для одержання основної емульсії з постійним об'ємним співвідношенням, який потім подають у реактор із ультразвуковим змішуванням. У ній ультразвукова кавітація виробляє високий гідравлічний зсув і розбиває водну фазу на субмікронну та нанорозмірну краплі. Оскільки питома площа поверхні фазової межі впливає на хімічну швидкість реакції, це значне зниження діаметра крапель покращує кінетику реакції та зменшує або усуває потребу в фазових агентах. Використовуючи ультрасоніку, процентний вміст пероксиду може бути знижений, тому що більш дрібні емульсії потребують менше об'єму, щоб забезпечити таку ж поверхню контакту з масляною фазою.

Ультразвукове окислення

Ультразвукова кавітація на 1500 ваттУльтразвукова кавітація забезпечує інтенсивний локальний нагрів (~ 5000K), високий тиск (~ 1000 атм), величезні швидкості нагріву та охолодження (>109 К / сек), і струми рідини (~ 1000 км / год). Це надзвичайно реактивне середовище окисляє тіофени на масляній фазі швидше і більш повно до більших полярних сульфоксидів і сульфонів. Каталізатор може додатково підтримувати процес окислення, але вони не є суттєвими. Показано, що каталізатори амфіфільної емульсії або каталізатори фазового переносу (ПТК), такі як солі четвертинного соку амонію з їх унікальною здатністю розчинити як у водних, так і органічних рідинах, включаються з окислювачем та транспортують його з фази інтерфейсу до реакційної фази, тим самим підвищення швидкості реакції. Реагент Фентона може бути доданий для підвищення ефективності окислювальної десульфурації для дизельних палив, і це показує хороший синергетичний ефект при обробці соноокислення.

Розширене мас-трансфер

Коли сини органічної сполуки реагують на фазовій межі, сульфоксиди та сульфони накопичуються на водній поверхні краплі та блокують інші сполуки сірки, що взаємодіють у водній фазі. Гідравлічний зсув, спричинений кавітаційними струменями і акустичним потоком, призводить до турбулентного течії та транспортування матеріалів з поверхонь до крапель і призводить до повторної коалесценції та подальшого утворення нових крапель. Оскільки окислення прогресує з часом, ультразвукова обробка максимізує вплив і взаємодію реагентів.

Фазовий перенос витягу сульфонів

Емульсія для ультразвукової рідинної екстракціїПісля окислення і відділення від водної фази (Н2О.2), сульфони можна екстрагувати за допомогою полярного розчинника, такого як ацетонітрил на другій стадії. Сульфони переносять на фазову межу між обома фазами і фазою розчинника для їх вищої полярності. Як і на першій стадії, ультразвукові реактори Хілера стимулюють екстракцію рідкої рідини шляхом створення тонкої турбулентної емульсії фази розчинника в масляній фазі. Це підвищує контактну поверхню фази і екстракцію результатів та зменшує використання розчинника.

Зв'яжіться з нами / Запитуйте додаткову інформацію

Розкажіть нам про ваших вимогах до обробки. Ми будемо рекомендувати найбільш підходящі налаштування та параметри обробки для вашого проекту.





Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Від лабораторного тестування до експериментальної шкали та виробництва

Hielscher Ultrasonics пропонує обладнання для тестування, перевірки та використання цієї технології в будь-якому масштабі. В основному це робиться лише за 4 кроки.

  1. Змішайте масло з H2О.2 і ультразвуком для окислення сполук сірки
  2. Центрифуга для відділення водної фази
  3. Змішайте олійну фазу з розчинником та ультразвуком, щоб витягти сульфони
  4. Центрифуга для відокремлення фази розчинника сульфонами

У лабораторному масштабі ви можете використовувати UP200Ht для демонстрації концепції та регулювання основних параметрів, таких як концентрація пероксиду, температура процесу, час і інтенсивність обробки ультразвуком, а також використання каталізатора або розчинника.
На рівні стенду а UIP1000hd, дозволяє імітувати обидві стадії самостійно при швидкості потоку від 100 до 1000л / год (25 до 250 гал / год), а також для оптимізації параметрів процесу та обробки ультразвуком. Ультразвукове обладнання Hielscher призначене для лінійного масштабування до збільшення обсягів обробки в пілотному або виробничому масштабі. Установки Hielscher, як доведено, працюють надійно для великих об'ємних процесів, включаючи переробку палива. Hielscher виробляє контейнеризовані системи, об'єднуючи кілька наших високопродуктивних пристроїв з 10 кВт або 16 кВт в кластери для легкої інтеграції. Також доступні конструкції, що відповідають вимогам небезпечних умов навколишнього середовища. У таблиці нижче наведені обсяги обробки та рекомендовані розміри обладнання.

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
Від 5 до 200 мл Від 50 до 500 мл / хв UP200Ht, UP400S
00,1 до 2L 0+0,25 до 2m3/ годину UIP1000hd, UIP2000hd
0+0,4 до 10л Від 1 до 8 м3/ годину UIP4000
застосовується Від 4 до 30 м3/ годину UIP16000
застосовується вище 30 м3/ годину кластер UIP10000 або UIP16000
Ультразвукова система змішування - 2 рядки 6x10кВт (2х120м3 / год)

Ультразвукова система змішування – 2 смуги 6x10кВт (2х120м3/ год)

Hielscher постачає більше додатків в нафту & Газова промисловість

  • Кислота етерифікація
  • Лужна трансетстефікація
  • Aquafuels (вода / олія)
  • Очищення датчика масел на березі
  • Підготовка бурових рідин

Переваги використання ультразвуку

UAODS пропонує значні переваги в порівнянні з HDS. Тіофени, заміщені бензо- та дибензотіофени окислюються в умовах низької температури та тиску. Тому дорогий водень не потрібен, щоб зробити цей процес більш придатним для малих та середніх заводів чи ізольованих НПЗ, розташованих недалеко від водогінного трубопроводу. Підвищена швидкість реакції та м'яка реакція температури та тиску уникають використання дорогих безводних або апротонних розчинників.
Інтеграція пристрою окислювального десульфурації з ультразвуковим приводом (UAODS) із звичайним гідроагрегатом може підвищити ефективність виробництва дизельних палива з низьким та / або наднизьким вмістом сірки. Ця технологія може бути використана до або після звичайного гідроочищення для зниження рівня сірки.
Процес UAODS може знизити вартість капітальних витрат більш ніж на половину, порівняно з вартістю нового гідроочищення високого тиску.

Недоліки гідродесульфурації (HDS)

Хоча гідродесульфуризація (HDS) є високоефективним процесом видалення тиолів, сульфідів та дисульфідів, важко видалити тугоплавкі серосодержащие сполуки, такі як дибензотіофен та його похідні (наприклад, 4,6-диметидибензотіофен 4,6-DMDBT) до наднизького рівня. Висока температура, високий тиск і високий споживання водню підвищують капітал та експлуатаційні витрати HDS для надглибокої десульфурації. Високі капітальні та операційні витрати неминучі. Залишки мікроелементів сірки можуть отруїти каталітичні матеріали благородних металів, що використовуються в процесі реформування та перетворення, або електродні каталізатори, що використовуються в паливних елементах.