Ultrasonik dengiz yoqilg'isini zararsizlantirish
- Dengiz yoqilg'isiga yangi qoidalar ta'sir ko'rsatmoqda, ularda 0,5% m / m yoki undan kam miqdorda oltingugurt bor.
- Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya (UAOD) oksidlanish reaktsiyasini tezlashtiradigan va iqtisodiy va xavfsiz jarayondir.
- UAOD jarayonlari atrof-muhit harorati va atmosfera bosimida o'tkazilishi va uglevodorod yoqilg'isidan oltingugurt birikmalarini tanlab olib tashlashga imkon beradi.
- Hielscher yuqori samarali ultrasonik tizimlarni o'rnatish oson va ular bortda yoki qirg'oqda xavfsiz ishlaydi.
Kam oltingugurtli dengiz yoqilg'isi
Xalqaro dengiz tashkiloti (IMO) yangi qoidalarni amalga oshirdi, unga ko'ra dunyo kemalari 2020 yil yanvar oyidan boshlab oltingugurt miqdori 0,5% m / m bo'lgan dengiz yoqilg'isidan foydalanishlari kerak. Ushbu yangi qoidalar dengiz yoqilg'isini qayta ishlashda chuqur o'zgarishlarni talab qiladi: Kam miqdordagi oltingugurtli yoqilg'ining yangi normalarini bajarish uchun samarali desulfurizatsiya jarayoni talab qilinadi.
Suyuq uglevodorod yoqilg'ilarining benzin, nafta, dizel, dengiz yoqilg'isi va boshqalarni ultrasonik yordam bilan oksidlovchi desulfurizatsiyasi (UAOD) og'ir yoqilg'ining katta oqimlaridan oltingugurtni olib tashlash uchun juda samarali va hayotiy usuldir.
2 bosqichli ultrasonik oksidlovchi desülfurizasyonning sxemasi
Oksidlovchi desulfurizatsiya
Oksidlovchi dezülfürizasyon (ODS) - bu gidrodezülfürürasyonun (HDS) ekologik xavfsiz va iqtisodiy alternativi, chunki oksidlangan oltingugurt birikmalarini og'ir yoqilg'i moylaridan ajratish ancha oson. Oksidlanish desupurizatsiya bosqichidan so'ng, olingan oltingugurtli birikmalar fizik usul bilan ajratiladi, masalan, olib tashlanmaydigan polar hal qiluvchi va keyinchalik tortishish, adsorbsiya yoki santrifugal ajratish. Shu bilan bir qatorda, oksidlangan oltingugurtni olib tashlash uchun termal parchalanish ham ishlatilishi mumkin.
Oksidlovchi desulfurizatsiya reaktsiyasi uchun oksidlovchi (masalan, vodorod H)2The2, natriy xlorit NaClO2, azot oksidi N2O, NaIO natriy natriy4), katalizator (masalan, kislotalar), shuningdek faza o'tkazuvchi reagent talab qilinadi. Fazali o'tkazuvchi reagent ODS reaktsiyasining tezlikni cheklovchi bosqichi bo'lgan suvli va moyli fazalar orasidagi heterojen reaktsiyani faollashtirishga yordam beradi.
- yuqori samarali – 98% gacha to'yintirish
- iqtisodiy: investitsiyalarning kamligi, operatsion xarajatlarning pastligi
- katalizator bilan zaharlanish yo'q
- oson, chiziqli o'lchov
- xavfsiz ishlashi mumkin
- quruqlikda & offshor (bortda) o'rnatish
- tez ishtirok etishi mumkin
Ultrasonik yordam bilan oksidlovchi desulfurizatsiya
Gidrodezulfurizatsiya (HDS) ko'proq investitsiya xarajatlarini, 400ºC gacha yuqori reaktsiya harorati va reaktorlarda 100atmgacha yuqori bosimni talab qilsa ham, ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya jarayoni (UAOD) ancha qulay, samaralidir. UAOD katalitik oltingugurtni olib tashlashning reaktivligini sezilarli darajada yaxshilaydi va shu bilan birga foydalanish narxini pasaytiradi, yuqori xavfsizlik va atrof-muhitni himoya qiladi. Sanoat ultrasonik oqim reaktor tizimlari yuqori samarali dispersiya va shu bilan reaktsiya kinetikasini yaxshilanishi sababli desulfurizatsiya tezligini oshiradi. Ultrasonik ishlov berish nano-ko'lamli dispersiyani ta'minlaganligi sababli, heterojen reaktsiyadagi turli fazalar orasidagi massa uzatish keskin o'sib bormoqda.
Ultrasonik (akustik) Kavitasyonun kavitatsion issiq nuqtalarda erishilgan ekstremal sharoitlarda reaktsiya va massa uzatilishini oshiradi. Kavitasyon pufakchasini portlatish paytida, juda yuqori harorat taxminan. 5,000K, juda tez sovutish tezligi, taxminiy bosim. 2000 metr va shunga mos ravishda ekstremal harorat va bosim farqlariga erishildi. Kavitasyon pufagining portlashi natijasida 280 m / s gacha tezlikda suyuqliklar paydo bo'ladi, bu esa juda yuqori siljish kuchlarini yaratadi. Ushbu g'ayrioddiy mexanik kuchlar oksidlanish reaktsiyasini vaqtini tezlashtiradi va bir necha soniya ichida oltingugurt konversiyasining samaradorligini oshiradi.
Oltingugurtni to'liq tozalash
Merkaptanlar, tiyoeterlar, sulfidlar va disulfidlarni an'anaviy gidrodezulfurizatsiya (HDS) jarayoni bilan olib tashlash mumkin bo'lsa-da, tiofen, benzotiofen (BT), dibenzotiofen (DBT) va 4,6-dimetildibenzotiofenlarni (4,6-DMDBT) olib tashlash uchun. murakkab usul talab qilinadi. Kuchli olinadigan oltingugurtli refrakter aralashmalarni (masalan, 4,6-dimetildibenzotiofen va alkil o'rnini bosadigan boshqa tiofen hosilalari) olib tashlash zarur bo'lganda, ultratovushli oksidlovchi desulfurizatsiya yuqori samara beradi. Ebraximi va boshq. (2018) hisobot a Hielscher sonoreactor yordamida 98,25% ga qadar sulfatizatsiya samaradorligi oltingugurtni olish uchun optimallashtirilgan. Bundan tashqari, ultratovushli oksidlangan oltingugurt birikmalarini asosiy suv yuvish vositasida ajratish mumkin.
Optimal parametrlarda ko'p bosqichli UAOD jarayonining ta'siri
UP400S yordamida ultratovushli desulphurizatsiya texnik-iqtisodiy sinovi
Shayegan va boshq. 2013 yil ultratovush tekshiruvi (UP400Soksidlovchi sifatida vodorod peroksid bilan, katalizator sifatida FeSO, pH sozlagich sifatida sirka kislotasi va gaz moyining oltingugurt miqdorini kamaytirish uchun ekstraktsiya erituvchisi sifatida metanol bilan.
Metall ionlarini katalizator sifatida qo'shib, sonikatsiyani qo'llash orqali reaksiya tezligini doimiy ravishda oshirish mumkin. Ultratovush energiyasi reaktsiyaning faollashuv energiyasini kamaytirishi mumkin. Ultrasonik davolanish qattiq katalizatorlar va reagentlar orasidagi chegara qatlamini buzadi va katalizatorlar va reagentlarning bir hil aralashmasini ta'minlaydi – reaktsiya kinetikasini takomillashtirish.
Oltingugurtni qazib olish jarayoni desulfurizatsiya jarayonida juda muhim bosqich bo'lib, desulfurlangan gaz moyining umumiy hajmini tiklashdir. Metanoldan foydalanib, suyuq suyuqlik ekstraktsiyasini erituvchi sifatida ishlatish oddiy ekstraksiya jarayonidir, ammo yuqori samaradorlikni ta'minlash uchun o'tkazib bo'lmaydigan fazalarni samarali aralashtirish zarur. Faqat fazalar o'rtasida maksimal interfeys va keyinchalik maksimal massa uzatilganda yuqori ekstraksiya tezligiga erishiladi. Ultrasonikatsiya va akustik kavitatsiyani yaratish reaktiv fazalarning qizg'in aralashishini ta'minlaydi va reaktsiyaning faollashuv energiyasini pasaytiradi.
Dengiz yoqilg'isini zararsizlantirish uchun yuqori samarali ultrasonik qurilmalar
Hielscher Ultrasonics sanoat miqyosida UAOD kabi talabchan dasturlar uchun yuqori quvvatli ultrasonik tizimlarning bozor peshqadami. 200 mkm gacha bo'lgan yuqori amplituda, to'la yuk va 24 soatlik ish sharoitida ishlash, chidamlilik va foydalanuvchilarga do'stlik Hielscher ultrasonikatorlarining asosiy xususiyatlaridan biridir. Har xil quvvat sinflarining ultrasonik tizimlari va sonotrodlar va oqim reaktori geometriyalari kabi turli xil aksessuarlari ultratovush tizimini sizning o'ziga xos yoqilg'iga, qayta ishlash quvvatiga va atrof-muhitga eng moslashishga imkon beradi.
Quyidagi jadval sizga bizning ultrasonicators taxminiy qayta ishlash quvvatiga ega ekanligidan dalolat beradi:
| Buyurtma miqdori | Oqim darajasi | Tavsiya Qurilmalar |
|---|---|---|
| 10 2000mL uchun | 20 400ml / min uchun | UP400St |
| 0.1 20L | 04L / min uchun .2 | UIP2000hdT |
| 10 100L uchun | 10L 2 / min | UIP4000hdT |
| ga | 10 100L / min uchun | UIP16000 |
| ga | katta | Klaster UIP16000 |
Biz bilan bog'lanish! Bizdan so'rang!
Laboratoriyadan pilot va sanoat miqyosidagi yuqori kuchli ultratovushli protsessorlar.
Adabiyotlar / Adabiyotlar
- Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): Sonoreactor optimization for ultrasound assisted oxidative desulfurization of liquid hydrocarbon. Petroleum Science and Technology Vol. 36, Issue 13, 2018.
- Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desulphurization of Crude Oil by Ultrasound Integrated Oxidative Technology. IJSRD – International Journal for Scientific Research & Development Vol. 6, Issue 02, 2018.
- Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): Sulfur removal of gas oil using ultrasound-assisted catalytic oxidative process and study of its optimum conditions. Korean J. Chem. Eng., 30(9), 2013. 1751-1759.
- Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): Characterization of Ultrasonic Homogenizers for Shipbuilding Industry.
Ultrasonik yordamchi oksidlovchi desulfurizatsiya (UAOD) bo'yicha tadqiqotlar natijalari
Prajapati va boshq. (2018): Ultratovushli integral oksidlovchi texnologiya yordamida xom neftni desulfurizatsiya qilish. IJSRD – Ilmiy tadqiqotlar xalqaro jurnali & Rivojlanish Vol. 6, 2018 yil 02-son.
Prajapati va boshq. (2018) ultratovush yordami bilan oksidlovchi desulfurizatsiya (UAOD) uchun Hielscher ultrasonik reaktorining afzalliklarini tavsiflaydi. UAOD an'anaviy gidrotexnika ishlariga muqobil texnologiyaga aylandi, bu yuqori bosimli, yuqori haroratli gidrodesulfurizatsiya uskunalari, qozonxonalar, vodorod zavodlari va oltingugurtni qayta tiklash qurilmalari tufayli katta investitsiyalar va operatsion xarajatlar bilan pasayadi. Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya oltingugurtni ancha engil sharoitlarda, tezroq, xavfsizroq va iqtisodiy jihatdan chuqurroq tozalash jarayonini amalga oshirishga imkon beradi.
Dizel moyi va oltingugurt aralashmalari (benzotiofen, dibenzotiofen va dimetildibenzotiofen) bo'lgan dizel moyi va neft mahsulotlarining xom ashyosiga ultratovush yordami bilan zararsizlantirish (UAOD) jarayoni qo'llandi. Oksidant miqdori, ekstraksiya bosqichi uchun erituvchi miqdorining ta'siri, ultratovush bilan davolanish vaqti va harorati (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 Vt, 40% da ishlaydi) tekshirildi. UAOD uchun optimallashtirilgan sharoitlardan foydalangan holda, H mahsulotining molyar nisbati yordamida neft mahsulotlarining xom ashyosidagi namunaviy birikmalar uchun 99% gacha oltingugurtni olib tashlashga erishildi.2The2sirka kislotasi: oltingugurt 64: 300: 1, 90ºC da 9min ultratovushli muolajadan so'ng, keyin metanol bilan ekstraktsiya qilinadi (optimallashtirilgan erituvchi va yog'ning nisbati 0,36). Xuddi shu reaktiv miqdori va 9 minutli ultratovush yordamida oltingugurtning olinishi dizel moyi namunalarida 75% dan yuqori bo'lgan.
Yuqori ultratovush amplitüdlarining ahamiyati
Xom neftni tijorat miqyosidagi oksidlovchi desulfurizatsiyasini ultratovushli intensivlashtirish sanoat o'lchamidagi oqim bilan ishlaydigan ultratovushli protsessordan foydalanishni talab qiladi. 80 – 100 mikrons. Amplitudalar to'g'ridan-to'g'ri ultrasonik kavitasyonlar tomonidan hosil qilingan kesish kuchlarining zichligi bilan bog'liq va aralashtirishning samarali bo'lishi uchun etarlicha yuqori darajada saqlanishi kerak.
Prajapati va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tajribalar. ultratovush tekshiruvi desulfurizatsiya reaktsiyasini kuchaytiradi, deb ko'rsat. Zaharlanish samaradorligi taxminan 93,2% ni tashkil etdi yuqori samarali ultratovush qo'llanilganda.
Shayegan va boshq. (2013): Ultratovush yordamida katalitik oksidlanish jarayoni yordamida gaz moyini oltingugurtdan tozalash va uning maqbul sharoitlarini o'rganish. Kimyoviy muhandislik koreys jurnali 30 (9), sentyabr 2013 yil. 1751-1759.
Har xil turdagi oltingugurt tarkibidagi gaz moyining oltingugurt birikmalarini kamaytirish uchun ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya jarayoni (UAOD) qo'llanilgan. Atrof-muhitni tartibga solish oltingugurt birikmalarini yo'q qilish uchun juda chuqur desulfurizatsiyani talab qiladi. UAOD - bu kam xarajatli va yuqori darajadagi xavfsizlik va atrof-muhit muhofazasi bilan istiqbolli texnologiya. Birinchi marta fazalarni uzatuvchi vosita (tetraotsil-ammoniy-bromid) izobutanol bilan almashtirildi, chunki izobutanoldan foydalanish TOAB ga qaraganda ancha tejamkor bo'lib, hech qanday ifloslanishni keltirib chiqarmaydi. Reaksiya optimal haroratda har xil haroratda, bir martalik, ikki va uch bosqichli protseduralarda, H ning bosqichma-bosqich ko'payishi ta'sirini o'rgandi.2The2 izobutanol o'rniga TOAB ishlatiladi. Neft fazasida oltingugurtning umumiy miqdori ASTM-D3120 usuli bilan tahlil qilindi. 9,500 mg / kg oltingugurtni o'z ichiga olgan gaz moyidan 90% ni eng yuqori darajada olib tashlash, uch bosqichda, 17 minut davomida 62 ± 2 ° C haroratda, 180,3 mmol H bo'lganida erishildi.2The2 metanol yordamida olingan va qazib olingan.
Akbari va boshq. (2014): Modeli dizelni oksidlovchi desulfurlashda qo'llaniladigan ultratovushning o'zgaruvchan va o'zgaruvchan ta'sirini tadqiq qilish3/ Al2The3 katalizator. Ultrasonik sonokimyo 21 (2), 2014 yil mart. 692-705.
MMdan tashkil topgan yangi heterojen sonokatalitik tizim3/ Al2The3 katalizator va H2The2 ultrasoniksiya bilan birgalikda dizelning oltingugurtli birikmalarini oksidlanishini yaxshilash va tezlashtirish o'rganildi, natijada jarayon samaradorligi sezilarli darajada oshdi. Ultratovushning katalizatorning xususiyatlari, faolligi va barqarorligiga ta'siri GC-FID, PSD, SEM va BET usullari yordamida batafsil o'rganildi. 1000 mkg / g oltingugurtni o'z ichiga olgan namunaviy dizelda DBT ning 98% konversiyasi H-da yangi ultratovush yordamida desulfurizatsiya natijasida olingan.2The2/ oltingugurt molyar nisbati 3, harorat 318 K va katalizatorning dozasi 30 g / l dan 30 minutli reaktsiyadan so'ng, jim jarayonda olingan 55% konversiyaga zid. Ushbu yaxshilanishga ish parametrlari va katalizator xususiyatlari sezilarli ta'sir ko'rsatdi. Asosiy jarayon o'zgaruvchisining ta'siri ultrasonikatsiyaga nisbatan jim jarayonda javob sirtining metodologiyasi yordamida o'rganildi. Ultratovush yordamida katalizator va oksidantning yaxshi tarqalishi vodorod bog'lanishining parchalanishi va ularning neft fazasida deagglomeratsiyasi bilan ta'minlandi. Nopokliklarning katalizator yuzasiga tushishi shovqinli eksperimentlarda tez dezaktivatsiyaga olib keldi, natijada qayta ishlangan katalizator 6 tsiklli jim reaktsiyadan so'ng DBT oksidlanishining atigi 5% ni tashkil qildi. 95% dan yuqori DBT 6 ultratovush yordamida tsikldan so'ng oksidlanib, ultratovush paytida sirtni tozalash orqali barqarorlikning yaxshilanishini ko'rsatdi. Modelning yoqilg'isida katalizatorning ko'proq tarqalishini ta'minlaydigan 3 soatlik sonikatsiyadan so'ng zarralar hajmining sezilarli darajada pasayishi kuzatildi.
Afzaliniya va boshq. (2016): Supero'tkazuvchi fosfotungstik kislota yordamida suyuq yoqilg'ini ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya jarayoni katalizator sifatida Zn (II) asosidagi MOF-ga biriktirilgan. Ultrasonik sonokimyo 2016 yil
Bu ishda yangi tarqalgan heterojen yuqori Keggin tipidagi fosfotungstik kislota (H) bilan ishlangan suyuq yoqilg'ining ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya (UAOD).3PW12The40, PTA) aminokislotali MOFga (TMU-17 -NH2) biriktirilgan katalizator. Tayyorlangan kompozitsion yuqori katalitik faollik va namunaviy yoqilg'ining oksidlovchi desulfurlanishida qayta foydalanish qobiliyatini namoyish etadi. Ultratovush yordamida oksidlovchi desulfurizatsiya (UAOD) oltingugurt tarkibidagi birikmalarning tez, iqtisodiy, ekologik toza va yumshoq sharoitlarda oksidlanish reaktsiyasini o'tkazishning yangi usuli hisoblanadi. Ultratovush to'lqinlari reaktsiya vaqtini kamaytirish uchun samarali vosita sifatida qo'llanilishi mumkin va oksidlovchi desulfurizatsiya tizimining ish faoliyatini yaxshilaydi. PTA @ TMU-17-NH2 ekstraktsiya erituvchisi sifatida MeCN ishtirokida 1: 1 nisbatdagi O / S molyar nisbati 20 mg katalizator bilan namunaviy moyni desulfurlash orqali to'liq bajarilishi mumkin. Olingan natijalar shuni ko'rsatdiki, DBT ning DBTO2 ga aylanishi atrof-muhit haroratida 15 minutdan keyin 98% ga etadi. Ushbu ishda biz birinchi bor ultratovush nurlanish yordamida TMU-17-NH2 va PTA / TMU-17-NH2 kompozitlarini tayyorladik va UAOD jarayonida ishladik. Tayyorlangan katalizator PTA ni eritmadan va faollikni yo'qotmasdan juda yaxshi qayta ishlatilishini namoyish etadi.