Ультразвук для нафти, газу та відновлюваних видів палива
Коливання цін на нафту, жорсткі норми щодо викидів парникових газів та глобальна тенденція до переходу на стійкі джерела енергії зробили паливну ефективність та дотримання екологічних вимог головними пріоритетами для нафтової галузі & газова промисловість. Ультразвукові прилади компанії Hielscher широко використовуються в науково-дослідних лабораторіях та промислових переробних підприємствах для задоволення цих потреб у широкому спектрі сфер застосування
Ультразвукові апарати Hielscher чудово підходять для виконання таких критично важливих етапів обробки, як змішування, диспергування, гомогенізація та розчинення порошків у рідинах, а також для створення високостабільних емульсій. Ця універсальність безпосередньо сприяє вдосконаленню технологічних процесів виробництва палива. Дізнайтеся нижче, як ультразвукова технологія може оптимізувати виробництво як традиційного, так і відновлюваного палива.
Відновлення NOx шляхом емульгування олією/водою
Впорскування води безпосередньо в процес горіння є перевіреним методом, що дозволяє суттєво зменшити викиди NOx. Додана вода знижує пікові температури горіння за рахунок випаровування, що пригнічує термічне утворення NOx. Випаровуючись, вода сприяє розбиванню та випаровуванню навколишнього палива, що різко збільшує ефективну площу поверхні палива та забезпечує більш повне згоряння. Ультразвукова емульгування компанії Hielscher забезпечує стабільне та рівномірне утворення мікроскопічних паливно-водних емульсій, що дозволяє максимально посилити цей охолоджувальний ефект та ефект поліпшення горіння.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про зниження NOx за допомогою ультразвуку!
Сонохімічна десульфуризація
Десульфурація з використанням ультразвуку є високоефективною та економічно вигідною альтернативою традиційній гідродесульфурації. Інтенсивний локальний нагрів та мікрострумені під високим тиском, що утворюються в результаті ультразвукової кавітації, кардинально змінюють кінетику реакції видалення сірки. Це енергетичне посилення дозволяє використовувати більш доступні каталізатори та м’якші хімічні умови, що зменшує як капітальні витрати, так і складність експлуатації, водночас забезпечуючи дотримання більш суворих обмежень щодо вмісту сірки.
Натисніть тут, щоб прочитати більше про сонохімічну десульфуризацію!
Біодизель з рослинної олії та тваринного жиру
Біодизель є екологічно чистою, відновлюваною альтернативою дизельному паливу на нафтовій основі. Його виробляють шляхом переестерифікації з таких видів сировини, як рослинні олії, олія з водоростей, тваринні жири та відпрацьовані мастила. Процес виробництва ґрунтується на каталітичній реакції між цими ліпідами та спиртом (зазвичай метанолом). Ультразвукове змішування компанії Hielscher значно прискорює процес переетерифікації завдяки інтенсивному мікрозмішуванню та емульгуванню, що різко скорочує час реакції та підвищує вихід продукту. Результатом є більш ефективна виробнича лінія з меншими капітальними вкладеннями та зниженими експлуатаційними витратами.
Дізнайтеся про переваги ультразвукових змішувальних реакторів для виробництва біодизеля!
Біоетанол з крохмалю та цукру
Біоетанол використовується як екологічна альтернатива бензину. Його отримують шляхом ферментації з кукурудзи, пшениці, картоплі, цукрової тростини, рису та інших зернових культур. Для ферментації крохмалю та цукрів, що містяться в цих культурах, з метою отримання етанолу використовують дріжджі. Ультразвукове руйнування клітинних структур та екстракція внутрішньоклітинного матеріалу зменшують розмір частинок і забезпечують набагато більшу площу поверхні, доступну для дії ферментів під час розрідження. Це покращує біодоступність крохмалю та цукру і призводить до швидшого та повнішого бродіння, що забезпечує більший вихід етанолу.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про розпад клітин і Видобуток!
Біогаз з відходів та шламу
Біоетанол — це широко поширена низьковуглецева альтернатива звичайному бензину. Його виробляють шляхом ферментації крохмалю та цукрів, видобутих із таких сільськогосподарських культур, як кукурудза, пшениця, картопля, цукровий очерет та рис. Ультразвукова дезінтеграція клітин руйнує жорсткі клітинні стінки рослин і вивільняє внутрішньоклітинний вміст, ефективно зменшуючи розмір частинок та максимізуючи площу поверхні, що піддається ферментативній дії під час розрідження. Така підвищена біодоступність ферментованих цукрів призводить до швидших і повніших циклів ферментації та значно вищого виходу етанолу.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове розпад шламу!
Поширені запитання: Застосування ультразвуку в нафтовій, газовій галузях та у сфері відновлюваних видів палива
Як працює ультразвукове десульфурування і чи відповідає воно екологічним нормам?
Ультразвукове десульфурування використовує звукові хвилі високої інтенсивності для прискорення реакції або вилучення сполук сірки з палив (таких як дизельне паливо та бензин). Ефект акустичної кавітації підвищує швидкість масообміну, що дозволяє нафтопереробним заводам ефективніше виробляти паливо з наднизьким вмістом сірки (яке відповідає стандартам Євро-5/6 або EPA). Цей процес часто вимагає менше енергії та хімічних речовин, ніж традиційні методи, що робить його економічно вигідним рішенням для забезпечення відповідності вимогам.
Як ультразвукова обробка впливає на осадження парафіну та асфальтенів?
Ультразвукова обробка може гальмувати зародження та ріст кристалів парафіну й асфальтенів, утримуючи їх у суспензії в рідині, що запобігає засміченню трубопроводів. Крім того, вона сприяє диспергуванню хімічних інгібіторів, підвищуючи їхню ефективність навіть при нижчих концентраціях. Це ключовий засіб забезпечення безперебійного потоку при видобутку нафти у глибоководних родовищах та видобутку важкої нафти.
Які переваги дає використання ультразвуку для обробки бурового розчину?
Ультразвукова обробка забезпечує рівномірне розподілення твердих речовин (таких як бентоніт) та добавок у буровому розчині. Це покращує реологічні властивості рідини, сприяє транспортуванню бурового шламу та знижує в’язкість. У результаті підвищується ефективність буріння, зменшується тертя та знижуються експлуатаційні витрати.
Як ультразвукова обробка сприяє посиленню каталітичних реакцій на нафтопереробних заводах?
Завдяки інтенсивному мікроперемішуванню та турбулентності ультразвук руйнує прикордонний шар навколо частинок каталізатора. Це значно покращує масообмін та оголює більшу кількість активних центрів на поверхні каталізатора, що призводить до прискорення реакції, підвищення виходу та подовження терміну служби каталізатора.
Чи можна масштабувати ультразвукові системи для промислового видобутку нафти та газу?
Безумовно. Компанія Hielscher спеціалізується на ультразвукових апаратах промислового масштабу (потужністю до 16 кВт на одиницю, які можна легко об’єднувати в кластери), які можна інтегрувати в існуючі трубопровідні системи за допомогою ультразвукових проточних камер. Це забезпечує плавний перехід від лабораторних випробувань до безперервного промислового виробництва з отриманням стабільних та відтворюваних результатів.
Чи можуть ультразвукові апарати Hielscher обробляти рідини з високою в’язкістю, такі як важка нафта або бітум?
Так. Потужні зондові ультразвукові апарати компанії Hielscher розроблені для обробки високов’язких середовищ. Вони забезпечують високі зсувні сили, необхідні для ефективного змішування, диспергування та обробки важких нафтів навіть у складних умовах.
Література / Список літератури
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences ; Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Paolo Guida; Abdul Gani Abdul Jameel; Saumitra Saxena; William L. Roberts (2021): Fundamental Aspects and Applications of Ultrasonically Induced Cavitation in Heavy Fuel Oil with a Focus on Deasphalting, Emulsions, and Oxidative Desulfurization. Catalytic and Noncatalytic Upgrading of Oils ACS Symposium Series. Chapter 10, 2021. 233-293.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrasonics Sonochemistry 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Rajendran Velmurugan, Karuppan Muthukumar (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology, Volume 102, Issue 14, 2011. 7119-7123.
- Zhilin Wu, Bernd Ondruschka (2010): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of liquid fuels and its industrial application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 6, 2010. 1027-1032.
UIP16000hdT – високопродуктивний ультразвуковий апарат з ультразвуковою потужністю 16 000 Вт для десульфурації нафти

