Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya (UAODS)
Xom neft, neft, dizel va boshqa yoqilg'i moylarida oltingugurt saqlovchi birikmalarga sulfidlar, tiollar, tiofenlar, almashtirilgan benzo- va dibenzotiofenlar (BT va DBT), benzonaftotiofen (BNT) va kondensatsiyalangan boshqa ko'plab murakkab molekulalar kiradi. eng keng tarqalgan shakllari. Hielscher ultratovush reaktorlari bugungi qattiq atrof-muhit qoidalariga va ultra past oltingugurtli dizel (ULSD, 10ppm oltingugurt) spetsifikatsiyalariga javob berish uchun zarur bo'lgan oksidlovchi chuqur desulfurizatsiya jarayoniga yordam beradi.
Oksidlovchi desulfurizatsiya (ODS)
Vodorod peroksid bilan oksidlovchi desulfurizatsiya va undan keyingi erituvchi ekstraktsiyasi yoqilg'i moylarida organosulfur birikmalarining miqdorini kamaytirish uchun ikki bosqichli chuqur oltingugurtdan tozalash texnologiyasidir. Hielscher ultratovush reaktorlari suyuqlik-suyuq fazali tizimlarda fazani uzatish reaktsiyasi kinetikasini va erish tezligini yaxshilash uchun ikkala bosqichda ham qo'llaniladi.
Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya uchun oqim sxemasi – 2 bosqich
Ultratovush yordamida oksidlovchi oltingugurtsizlantirishning birinchi bosqichida vodorod periks oksidlovchi sifatida yoqilg'i moylarida mavjud bo'lgan oltingugurt o'z ichiga olgan molekulalarni mos keladigan sulfoksidlar yoki sulfonlarga yumshoq sharoitda ularning qutbli erituvchilarda eruvchanligini oshirish uchun tanlab oksidlash uchun ishlatiladi. ularning polaritesida. 
Ushbu bosqichda qutbli suvli faza va nopolar organik fazaning erimasligi oksidlovchi desulfurizatsiya jarayonida muhim muammo hisoblanadi, chunki ikkala faza ham bir-biri bilan faqat interfazada reaksiyaga kirishadi. Ultratovushsiz bu ikki fazali tizimda past reaktsiya tezligiga va organosulfurning sekin konversiyasiga olib keladi.
Qayta ishlash moslamalari 24/7 kun davomida yuqori hajmli ishlov berishga mos keladigan og'ir sanoat uskunalarini talab qiladi. Hielscher oling!
Ultrasonik emulsifikatsiya
Yog 'fazasi va suvli faza aralashtiriladi va doimiy hajmli nisbatdagi asosiy emulsiya ishlab chiqarish uchun statik mikserga pompalanadi, keyin ultratovushli aralashtirish reaktoriga beriladi. U erda ultratovushli kavitatsiya yuqori gidravlik kesishni keltirib chiqaradi va suvli fazani mikron va nano o'lchamdagi tomchilarga ajratadi. Fazalar chegarasining o'ziga xos sirt maydoni reaktsiyaning kimyoviy tezligiga ta'sir qiladi, chunki tomchilar diametrining sezilarli darajada qisqarishi reaksiya kinetikasini yaxshilaydi va faza o'tkazuvchi vositalarga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi yoki yo'q qiladi. Ultrasonik vositalar yordamida peroksidning hajm foizini kamaytirish mumkin, chunki nozik emulsiyalar yog 'fazasi bilan bir xil aloqa yuzasini ta'minlash uchun kamroq hajmga muhtoj.
Ultratovush yordamida oksidlanish
Ultrasonik kavitatsiya kuchli mahalliy isitish (~ 5000K), yuqori bosim (~ 1000atm), katta isitish va sovutish tezligi (>109 K/sek) va suyuqlik oqimlari (~1000 km/soat). Bu o'ta reaktiv muhit yog' fazasida tiofenlarni tezroq va to'liqroq kattaroq qutbli sulfoksid va sulfonlarga oksidlaydi. Katalizator oksidlanish jarayonini qo'shimcha ravishda qo'llab-quvvatlashi mumkin, ammo ular muhim emas. Amfifil emulsiya katalizatorlari yoki faza-transfer katalizatorlari (PTC), masalan, suvli va organik suyuqliklarda eriydigan noyob qobiliyatiga ega to'rtlamchi ammoniy tuzlari oksidlovchi bilan qo'shilib, uni interfeys fazasidan reaksiya fazasiga o'tkazishi ko'rsatilgan. reaktsiya tezligini oshirish. Fenton reaktivi dizel yoqilg'isi uchun oksidlovchi desulfurizatsiya samaradorligini oshirish uchun qo'shilishi mumkin va u sono-oksidlanishni qayta ishlash bilan yaxshi sinergetik ta'sir ko'rsatadi.
Quvvat-ultratovush yordamida kengaytirilgan massa uzatish
Organosulfur birikmalari faza chegarasida reaksiyaga kirishganda, sulfoksidlar va sulfonlar suvli tomchi yuzasida to'planadi va boshqa oltingugurt birikmalarining suvli fazada o'zaro ta'sirini bloklaydi. Kavitatsion reaktiv oqimlar va akustik oqimlar natijasida yuzaga keladigan gidravlik kesish turbulent oqimga va materiallarning tomchilar yuzalaridan va sirtiga o'tishiga olib keladi va yangi tomchilarning qayta-qayta birlashishiga va keyinchalik shakllanishiga olib keladi. Oksidlanish vaqt o'tishi bilan davom etar ekan, sonikatsiya reagentlarning ta'sirini va o'zaro ta'sirini maksimal darajada oshiradi.
Sulfonlarning fazali transfer ekstraktsiyasi
Oksidlanishdan va suvli fazadan (H2O2) ajratilgandan so'ng, sulfonlarni ikkinchi bosqichda asetonitril kabi qutbli erituvchi yordamida olish mumkin. Sulfonlar yuqori qutblilik uchun ikkala faza orasidagi faza chegarasida erituvchi fazaga o'tadi. Birinchi bosqichda bo'lgani kabi, Hielscher ultratovush reaktorlari neft fazasida hal qiluvchi fazaning nozik o'lchamdagi turbulent emulsiyasini yaratish orqali suyuqlik-suyuqlik ekstraktsiyasini kuchaytiradi. Bu fazali aloqa yuzasini oshiradi va natijada ekstraktsiya va erituvchidan foydalanishni kamaytiradi.
Laboratoriya sinovlaridan uchuvchi miqyos va ishlab chiqarishgacha
Hielscher Ultrasonics ushbu texnologiyani har qanday miqyosda sinab ko'rish, tekshirish va ishlatish uchun uskunalar taklif qiladi. Asosan, bu faqat 4 bosqichda amalga oshiriladi.
- Oltingugurt birikmalarini oksidlash uchun moyni H2O2 bilan aralashtiring va sonikatsiya qiling
- Suvli fazani ajratish uchun santrifüj qiling
- Yog 'fazasini erituvchi bilan aralashtiring va sulfonlarni olish uchun sonikatsiya qiling
- Sulfonlar bilan erituvchi fazani ajratish uchun santrifüj qiling
Laboratoriya miqyosida siz kontseptsiyani namoyish qilish va peroksid konsentratsiyasi, jarayon harorati, sonikatsiya vaqti va intensivligi, shuningdek, katalizator yoki erituvchidan foydalanish kabi asosiy parametrlarni sozlash uchun UP200Ht dan foydalanishingiz mumkin.
Dastgohning yuqori darajasida UIP1000hdT yoki UIP2000hdT kabi kuchli sonikator har ikkala bosqichni 100 dan 1000 L/soatgacha (25 dan 250 gal/soat) oqim tezligida mustaqil ravishda simulyatsiya qilish va jarayon va sonikatsiya parametrlarini optimallashtirish imkonini beradi. Hielscher ultratovush uskunasi uchuvchi yoki ishlab chiqarish miqyosida kattaroq ishlov berish hajmlariga chiziqli o'lchov uchun mo'ljallangan. Hielscher qurilmalari yuqori hajmli jarayonlar, jumladan, yoqilg'ini qayta ishlash uchun ishonchli ishlashi isbotlangan. Hielscher oson integratsiya qilish uchun klasterlarga bir nechta yuqori quvvatli 10 kVt yoki 16 kVt qurilmalarimizni birlashtirgan konteyner tizimlarini ishlab chiqaradi. Xavfli muhit talablariga javob beradigan dizaynlar ham mavjud. Quyidagi jadvalda ishlov berish hajmlari va tavsiya etilgan uskunalar o'lchamlari ko'rsatilgan.
| To'plam hajmi | Oqim darajasi | Tavsiya etilgan qurilmalar |
|---|---|---|
| 5 dan 200 ml gacha | 50 dan 500 ml / min | UP200Ht, UP400S |
| 0,1 dan 2L gacha | 0.25 dan 2 m gacha3/soat | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0.4 dan 10 l gacha | 1 dan 8 m gacha3/soat | UIP4000 |
| na | 4 dan 30 m gacha3/soat | UIP16000 |
| na | 30 m dan yuqori3/soat | ning klasteri UIP10000 yoki UIP16000 |
Xom moylarni oltingugurtdan tozalash uchun 192 kVt quvvatli yuqori quvvatli sonikatorlar bilan o'rnatish
- kislotali esterifikatsiya
- Ishqoriy transesterifikatsiya
- Suv yoqilg'isi (suv/moy)
- Off-shore neft sensori tozalash
- Burg'ulash suyuqliklarini tayyorlash
Ultrasonikatsiyadan foydalanishning afzalliklari
UAODS HDS bilan solishtirganda sezilarli afzalliklarga ega. Tiofenlar, almashtirilgan benzo- va dibenzotiofenlar past harorat va bosim sharoitida oksidlanadi. Shuning uchun qimmat vodorod talab qilinmaydi, bu jarayonni kichik va o'rta o'lchamdagi neftni qayta ishlash zavodlari yoki vodorod quvur liniyasiga yaqin bo'lmagan izolyatsiyalangan neftni qayta ishlash zavodlari uchun ko'proq moslashtiradi. Reaktsiya tezligining oshishi va yumshoq reaksiya harorati va bosimi qimmat suvsiz yoki aprotik erituvchilarni ishlatishdan saqlaydi.
Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya (UAODS) qurilmasini an'anaviy gidrotozalash moslamasi bilan birlashtirish past va/yoki o'ta past oltingugurtli dizel yoqilg'isini ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi mumkin. Ushbu texnologiya oltingugurt darajasini pasaytirish uchun an'anaviy gidrotozalashdan oldin yoki keyin ishlatilishi mumkin.
UAODS jarayoni yangi yuqori bosimli gidrotozalash qurilmasi narxiga nisbatan smeta kapital xarajatlarini ikki baravarga kamaytirishi mumkin.
Gidrodesulfurizatsiya (HDS) ning kamchiliklari
Gidrodesulfurizatsiya (HDS) tiollar, sulfidlar va disulfidlarni yo'qotish uchun yuqori samarali jarayon bo'lsa-da, dibenzotiofen va uning hosilalari kabi o'tga chidamli oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalarni (masalan, 4,6-dimetidibenzotiofen 4,6-DMDBT darajasiga qadar) olib tashlash qiyin. Yuqori haroratlar, yuqori bosimlar va yuqori vodorod iste'moli ultra chuqur oltingugurtdan tozalash uchun HDSning kapital va operatsion xarajatlarini oshiradi. Yuqori kapital va operatsion xarajatlar muqarrar. Oltingugurtning qolgan iz darajalari qayta shakllantirish va o'zgartirish jarayonida qo'llaniladigan qimmatbaho metal katalizatorlarini yoki yonilg'i xujayralarida ishlatiladigan elektrod katalizatorlarini zaharlashi mumkin.[/two_thirds]
Adabiyot / Adabiyotlar
- 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.