Ultratovush yordamida oksidlovchi oltingugurtsizlantirish (UAODS)
Xom neft, neft, dizel va boshqa suyuq yoqilgʻilar tarkibidagi oltingugurtli birikmalarga sulfidlar, tiollar, tiofenlar, oʻrinbosarli benzo- va dibenzotiofenlar (BT va DBT), benzonaftotiofen (BNT) hamda koʻplab boshqa murakkab molekulalar kiradi; ular orasida kondensatsiyalangan tiofenlar eng keng tarqalgan shakllardir. Hielscher ultratovushli reaktorlari bugungi qatʼiy ekologik meʼyorlar va oltingugurt miqdori oʻta past boʻlgan dizel yoqilgʻisi (ULSD, 10ppm oltingugurt) spetsifikatsiyalariga rioya qilish uchun zarur boʻlgan chuqur oksidlovchi oltingugurtsizlantirish jarayoniga yordam beradi.
Oksidlovchi oltingugurtsizlantirish (ODS)
Vodorod peroksid bilan oksidlovchi oltingugurtsizlantirish va undan keyingi erituvchi bilan ekstraksiya qilish suyuq yoqilgʻilardagi organik oltingugurt birikmalari miqdorini kamaytirishga moʻljallangan ikki bosqichli chuqur oltingugurtsizlantirish texnologiyasidir. Hielscher ultratovushli reaktorlari suyuqlik–suyuqlik fazali tizimlarda fazalararo oʻtish reaksiyasi kinetikasi va erish tezligini yaxshilash uchun har ikkala bosqichda qoʻllanadi.
Ultratovush yordamida oksidlovchi oltingugurtsizlantirishning texnologik sxemasi – 2 bosqich
Ultratovush yordamida oksidlovchi oltingugurtsizlantirishning birinchi bosqichida vodorod peroksid oksidlovchi sifatida qoʻllanib, suyuq yoqilgʻilardagi oltingugurtli molekulalarni yumshoq sharoitlarda tegishli sulfoksidlar yoki sulfonlarga tanlab oksidlaydi; bu ularning qutbliligini oshirish orqali qutbli erituvchilarda eruvchanligini oshiradi. 
Ushbu bosqichda qutbli suv fazasi va qutbsiz organik fazaning bir-birida erimasligi oksidlovchi oltingugurtsizlantirish jarayonidagi muhim muammodir, chunki ikkala faza bir-biri bilan faqat fazalar chegarasida reaksiyaga kirishadi. Ultratovush qoʻllanmasa, bu ikki fazali tizimda reaksiya tezligining past boʻlishiga va organik oltingugurt birikmalarining sekin oʻzgarishiga olib keladi.
Neftni qayta ishlash qurilmalari 24/7 rejimida katta hajmlarga ishlov berishga mos, ogʻir ish sharoitlariga chidamli sanoat uskunalarini talab qiladi. Hielscher uskunasini xarid qiling!
Ultratovushli emulsiyalash
Neft fazasi va suv fazasi aralashtiriladi va oʻzgarmas hajmiy nisbatdagi dastlabki emulsiyani hosil qilish uchun statik aralashtirgichga nasos bilan uzatiladi; soʻng bu emulsiya ultratovushli aralashtirish reaktoriga yuboriladi. U yerda ultratovushli kavitatsiya kuchli gidravlik siljish hosil qiladi va suv fazasini submikron hamda nanooʻlchamli tomchilarga parchalaydi. Fazalar chegarasining solishtirma sirt maydoni kimyoviy reaksiya tezligiga taʼsir qilgani sababli, tomchilar diametrining bunday sezilarli kamayishi reaksiya kinetikasini yaxshilaydi va fazalararo oʻtish agentlariga ehtiyojni kamaytiradi yoki yoʻq qiladi. Ultratovush qoʻllanganda peroksidning hajmiy foizini kamaytirish mumkin, chunki maydaroq tomchili emulsiyalar neft fazasi bilan bir xil kontakt sirtini taʼminlash uchun kamroq hajmni talab qiladi.
Ultratovush yordamida oksidlash
Ultratovushli kavitatsiya kuchli mahalliy qizish (~5000K), yuqori bosimlar (~1000atm), nihoyatda katta qizish va sovish tezliklari (>109 K/sec) hamda suyuqlikning jadal oqimlarini (~1000 km/h) hosil qiladi. Bu nihoyatda yuqori reaksion faollikka ega muhit neft fazasidagi tiofenlarni qutbliligi yuqoriroq sulfoksidlar va sulfonlarga tezroq va toʻliqroq oksidlaydi. Katalizatorlar oksidlanish jarayoniga qoʻshimcha yordam berishi mumkin, ammo ular zarur emas. Amfifil emulsiya katalizatorlari yoki fazalararo oʻtish katalizatorlarining (PTC), masalan, suvli va organik suyuqliklarda erishning oʻziga xos qobiliyatiga ega toʻrtlamchi ammoniy tuzlarining oksidlovchi bilan birikishi va uni fazalar chegarasidan reaksiya fazasiga tashishi, shu orqali reaksiya tezligini oshirishi koʻrsatilgan. Dizel yoqilgʻilarini oksidlovchi oltingugurtsizlantirish samaradorligini oshirish uchun Fenton reagentini qoʻshish mumkin va u ultratovushli oksidlash jarayoni bilan yaxshi sinergik taʼsir koʻrsatadi.
Yuqori quvvatli ultratovush yordamida massa almashinuvini kuchaytirish
Organik oltingugurt birikmalari fazalar chegarasida reaksiyaga kirishganda, sulfoksidlar va sulfonlar suv tomchilari sirtida toʻplanib, boshqa oltingugurt birikmalarining suv fazasida oʻzaro taʼsirlashishiga toʻsqinlik qiladi. Kavitatsion jadal oqimlar va akustik oqimlar tufayli yuzaga keladigan gidravlik siljish turbulent oqimga hamda moddaning tomchilar sirtiga va undan tashqariga koʻchishiga olib keladi, shuningdek, tomchilarning takroran birlashishi va keyinchalik yangi tomchilar hosil boʻlishiga sabab boʻladi. Oksidlanish vaqt davomida rivojlanib borar ekan, ultratovush bilan ishlov berish reagentlarning kontaktini va oʻzaro taʼsirini maksimal darajaga yetkazadi.
Sulfonlarni fazalararo oʻtish orqali ekstraksiya qilish
Oksidlanish va suv fazasidan (H2O2) ajratishdan soʻng, ikkinchi bosqichda sulfonlarni atsetonitril kabi qutbli erituvchi yordamida ekstraksiya qilish mumkin. Sulfonlar yuqoriroq qutbliligi tufayli ikkala faza orasidagi chegarada erituvchi fazasiga oʻtadi. Birinchi bosqichdagi kabi, Hielscher ultratovushli reaktorlari neft fazasida erituvchi fazasining mayda tomchili turbulent emulsiyasini hosil qilish orqali suyuqlik–suyuqlik ekstraksiyasini kuchaytiradi. Bu fazalar orasidagi kontakt sirtini oshiradi va ekstraksiyaga hamda erituvchi sarfining kamayishiga olib keladi.
Laboratoriya sinovlaridan tajriba-sanoat miqyosi va ishlab chiqarishgacha
Hielscher Ultrasonics ushbu texnologiyani istalgan miqyosda sinash, tekshirish va qoʻllash uchun uskunalar taklif qiladi. Asosan, bu atigi 4 bosqichda amalga oshiriladi.
- Oltingugurt birikmalarini oksidlash uchun neftni H2O2 bilan aralashtiring va ultratovush bilan ishlov bering
- Suv fazasini ajratish uchun sentrifugalang
- Sulfonlarni ekstraksiya qilish uchun neft fazasini erituvchi bilan aralashtiring va ultratovush bilan ishlov bering
- Sulfonlar mavjud erituvchi fazasini ajratish uchun sentrifugalang
Laboratoriya miqyosida konsepsiyani namoyish qilish va peroksid konsentratsiyasi, jarayon harorati, ultratovush bilan ishlov berish vaqti va intensivligi, shuningdek, katalizator yoki erituvchi sarfi kabi asosiy parametrlarni sozlash uchun UP200Ht dan foydalanishingiz mumkin.
Laboratoriya stoli miqyosida UIP1000hdT yoki UIP2000hdT kabi kuchli ultratovush qurilmasi ikkala bosqichni bir-biridan mustaqil ravishda 100–1000L/hr (25–250 gal/hr) hajmiy oqim tezliklarida modellashtirish hamda jarayon va ultratovush bilan ishlov berish parametrlarini optimallashtirish imkonini beradi. Hielscher ultratovush uskunalari tajriba-sanoat yoki ishlab chiqarish miqyosida kattaroq ishlov berish hajmlariga chiziqli kengaytirish uchun ishlab chiqilgan. Hielscher qurilmalari katta hajmli jarayonlarda, jumladan, yoqilgʻini qayta ishlashda ishonchli ishlashi isbotlangan. Hielscher oson integratsiya qilish uchun bir nechta yuqori quvvatli 10kW yoki 16kW qurilmalarimizni klasterlarga birlashtirgan konteynerli tizimlarni ishlab chiqaradi. Xavfli muhit talablariga mos konstruksiyalar ham mavjud. Quyidagi jadvalda ishlov berish hajmlari va tavsiya etilgan uskuna oʻlchamlari keltirilgan.
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 5–200mL | 50–500mL/min | UP200Ht, UP400S |
| 0,1–2L | 0,25–2m3/hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0,4–10L | 1–8m3/hr | UIP4000 |
| n.a. | 4–30m3/hr | UIP16000 |
| n.a. | 30m3/hr dan yuqori | qurilmalar klasteri: UIP10000 yoki UIP16000 |
Xom neftlarni oltingugurtsizlantirish uchun jami 192 kW quvvatli yuqori quvvatli ultratovush qurilmalaridan iborat tizim
- Kislotali esterifikatsiya
- Ishqoriy transesterifikatsiya
- Akvayoqilgʻilar (suv/neft)
- Dengizdagi neft qurilmalarida neft sensorlarini tozalash
- Burgʻilash suyuqliklarini tayyorlash
Ultratovush bilan ishlov berishning afzalliklari
UAODS HDS bilan solishtirganda sezilarli afzalliklarni taklif qiladi. Tiofenlar, oʻrinbosarli benzo- va dibenzotiofenlar past harorat va bosim sharoitlarida oksidlanadi. Shu sababli qimmat vodorod talab qilinmaydi, bu esa ushbu jarayonni kichik va oʻrta neftni qayta ishlash zavodlari yoki vodorod quvuriga yaqin joylashmagan, alohida joylashgan neftni qayta ishlash zavodlari uchun yanada mos qiladi. Reaksiya tezligining oshishi hamda reaksiyaning yumshoq harorat va bosim sharoitlari qimmat suvsiz yoki aproton erituvchilarni ishlatishga ehtiyoj qoldirmaydi.
Ultratovush yordamida oksidlovchi oltingugurtsizlantirish (UAODS) qurilmasini anʼanaviy gidrotozalash qurilmasi bilan birlashtirish oltingugurt miqdori past va/yoki oʻta past boʻlgan dizel yoqilgʻilarini ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi mumkin. Ushbu texnologiyadan oltingugurt miqdorini kamaytirish uchun anʼanaviy gidrotozalashdan oldin yoki keyin foydalanish mumkin.
UAODS jarayoni yangi yuqori bosimli gidrotozalash qurilmasining xarajatlariga nisbatan taxminiy kapital xarajatlarni yarmidan koʻproqqa kamaytirishi mumkin.
Gidrooltingugurtsizlantirishning (HDS) kamchiliklari
Gidrooltingugurtsizlantirish (HDS) tiollar, sulfidlar va disulfidlarni olib tashlash uchun juda samarali jarayon boʻlsa-da, dibenzotiofen va uning hosilalari (masalan, 4,6-dimethydibenzothiophene 4,6-DMDBT) kabi chiqarib tashlash qiyin boʻlgan oltingugurtli birikmalar miqdorini oʻta past darajagacha kamaytirish qiyin. Yuqori haroratlar, yuqori bosimlar va vodorodning katta sarfi oʻta chuqur oltingugurtsizlantirish uchun HDS ning kapital va ekspluatatsiya xarajatlarini oshiradi. Yuqori kapital va ekspluatatsiya xarajatlari muqarrar. Oltingugurtning qolgan iz miqdorlari reforming va oʻzgartirish jarayonida qoʻllanadigan nodir metall katalizatorlarini yoki yoqilgʻi elementlari bloklarida qoʻllanadigan elektrod katalizatorlarini zaharlashi mumkin.
Adabiyotlar / Manbalar
- Jiyuan Fan, Aiping Chen, Saumitra Saxena, Sundaramurthy Vedachalam, Ajay K. Dalai, Wen Zhang, Abdul Hamid Emwas, William L. Roberts(2021): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of Arabian extra light oil (AXL) with molecular characterization of the sulfur compounds. Fuel, Volume 305, 2021.
- 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.
- Ashutosh Kumar Prajapati, Sunil Kumar Singh, Shashi Prakash Gupta, Ashutosh Mishra (2018): Desulphurization of Crude Oil by Ultrasound Integrated Oxidative Technology. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development, Vol. 6, Issue 02, 2018.
[/two_thirds_last]