Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh (UAODS)

Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong dầu thô, dầu mỏ, dầu diesel và các loại dầu nhiên liệu khác bao gồm sunfua, thiol, thiophenes, benzo- và dibenzothiophenes thay thế (BT và DBT), benzonaphthothiophene (BNT) và nhiều phân tử phức tạp hơn, trong đó thiophenes ngưng tụ là dạng phổ biến nhất. Lò phản ứng siêu âm Hielscher hỗ trợ quá trình khử lưu huỳnh sâu oxy hóa cần thiết để đáp ứng các quy định môi trường nghiêm ngặt ngày nay và thông số kỹ thuật diesel lưu huỳnh cực thấp (ULSD, lưu huỳnh 10ppm).

Khử lưu huỳnh oxy hóa (ODS)

Phân tử Dibenzothiophene trước khi khử lưu huỳnh oxy hóaKhử lưu huỳnh oxy hóa bằng hydro peroxide và chiết dung môi tiếp theo là công nghệ khử lưu huỳnh sâu hai giai đoạn để giảm lượng hợp chất organosulfur trong dầu nhiên liệu. Lò phản ứng siêu âm Hielscher được sử dụng ở cả hai giai đoạn để cải thiện động học phản ứng chuyển pha và tốc độ hòa tan trong hệ thống pha lỏng-lỏng.

Giảm lưu huỳnh tại nhà máy lọc dầu

Lưu đồ cho siêu âm hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa - 2 giai đoạn

Lưu đồ cho siêu âm hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa – 2 Giai đoạn

Ở giai đoạn đầu tiên của quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa hỗ trợ siêu âm, hydro peroxide được sử dụng như một chất oxy hóa để oxy hóa chọn lọc các phân tử chứa lưu huỳnh có trong dầu nhiên liệu thành sulfoxide hoặc sulfone tương ứng của chúng trong điều kiện nhẹ để tăng độ hòa tan trong dung môi phân cực với sự gia tăng độ phân cực của chúng. Khử lưu huỳnh oxy hóa của dibenzotiophene thành sulfoxide và sulfoneỞ giai đoạn này, tính không hòa tan của pha nước cực và pha hữu cơ không phân cực là một vấn đề quan trọng trong quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa vì cả hai pha chỉ phản ứng với nhau ở pha xen kẽ. Nếu không có siêu âm, điều này dẫn đến tốc độ phản ứng thấp và chuyển đổi chậm organosulfur trong hệ thống hai pha này.

Lắp đặt tinh chế đòi hỏi thiết bị công nghiệp nặng, phù hợp để xử lý khối lượng lớn 24/7. Nhận một Hielscher!

nhũ tương siêu âm

Trộn siêu âm cho hóa học nhũ tươngPha dầu và pha nước được trộn và bơm vào máy trộn tĩnh để tạo ra nhũ tương cơ bản có tỷ lệ thể tích không đổi sau đó được đưa đến lò phản ứng trộn siêu âm. Trong đó, cavitation siêu âm tạo ra cắt thủy lực cao và phá vỡ pha nước thành các giọt dưới micron và nano. Vì diện tích bề mặt cụ thể của ranh giới pha có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học, việc giảm đáng kể đường kính giọt này giúp cải thiện động học phản ứng và giảm hoặc loại bỏ sự cần thiết của các tác nhân chuyển pha. Sử dụng siêu âm, tỷ lệ phần trăm thể tích của peroxide có thể được hạ xuống, bởi vì nhũ tương mịn hơn cần khối lượng ít hơn để cung cấp cùng một bề mặt tiếp xúc với pha dầu.

Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa

Siêu âm Cavitation tại 1500 WattsSiêu âm cavitation sản xuất nóng cục bộ dữ dội (~ 5000K), áp suất cao (~ 1000atm), tốc độ sưởi ấm và làm mát rất lớn (>109 K/giây) và dòng phản lực lỏng (~1000 km/h). Môi trường cực kỳ phản ứng này oxy hóa thiophenes trong pha dầu nhanh hơn và hoàn toàn hơn thành sulfoxide và sulfone phân cực lớn hơn. Chất xúc tác có thể hỗ trợ thêm cho quá trình oxy hóa nhưng chúng không cần thiết. Chất xúc tác nhũ tương lưỡng tính hoặc chất xúc tác chuyển pha (PTC), chẳng hạn như muối amoni bậc bốn với khả năng hòa tan độc đáo trong cả chất lỏng nước và hữu cơ đã được chứng minh là kết hợp với chất oxy hóa và vận chuyển nó từ pha giao diện sang pha phản ứng, do đó tăng cường tốc độ phản ứng. Thuốc thử của Fenton có thể được thêm vào để tăng cường hiệu quả khử lưu huỳnh oxy hóa cho nhiên liệu diesel và nó cho thấy tác dụng hiệp đồng tốt với quá trình oxy hóa sono.

Tăng cường truyền khối lượng bằng siêu âm điện

Khi các hợp chất organosulfur phản ứng ở ranh giới pha, các sulfoxide và sulfone tích tụ ở bề mặt giọt nước và ngăn chặn các hợp chất lưu huỳnh khác tương tác ở pha nước. Sự cắt thủy lực gây ra bởi các luồng phản lực xâm thực và luồng âm thanh dẫn đến dòng chảy hỗn loạn và vận chuyển vật liệu từ và đến bề mặt giọt và dẫn đến sự kết hợp lặp đi lặp lại và hình thành các giọt mới sau đó. Khi quá trình oxy hóa tiến triển theo thời gian, sonication tối đa hóa sự tiếp xúc và tương tác của thuốc thử.

Chiết xuất chuyển pha của sulfone

Nhũ tương cho siêu âm lỏng-lỏng khai thácSau quá trình oxy hóa và tách khỏi pha nước (H2O2), các sulfone có thể được chiết xuất bằng dung môi phân cực, chẳng hạn như acetonitril ở giai đoạn thứ hai. Các sulfone sẽ chuyển ở ranh giới pha giữa cả hai pha sang pha dung môi để có độ phân cực cao hơn. Giống như ở giai đoạn đầu tiên, lò phản ứng siêu âm Hielscher thúc đẩy khai thác chất lỏng-lỏng bằng cách tạo ra một nhũ tương hỗn loạn kích thước tốt của pha dung môi trong pha dầu. Điều này làm tăng bề mặt tiếp xúc pha và kết quả chiết xuất và giảm sử dụng dung môi.

Liên hệ / Yêu cầu Thêm Thông tin

Nói chuyện với chúng tôi về các yêu cầu xử lý của bạn. Chúng tôi sẽ giới thiệu các thiết lập và xử lý các thông số phù hợp nhất cho dự án của bạn.





Xin lưu ý privacy policy.


Từ thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đến quy mô thí điểm và sản xuất

Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị để kiểm tra, xác minh và sử dụng công nghệ này ở mọi quy mô. Về cơ bản nó được thực hiện trong 4 bước, chỉ.

  1. Trộn dầu với H2O2 và sonicate để oxy hóa các hợp chất lưu huỳnh
  2. Máy ly tâm tách pha nước
  3. Trộn pha dầu với dung môi và sonicate để chiết xuất các sulfone
  4. Máy ly tâm để tách pha dung môi bằng sulfone

Ở quy mô phòng thí nghiệm, bạn có thể sử dụng UP200Ht để chứng minh khái niệm và điều chỉnh các thông số cơ bản, chẳng hạn như nồng độ peroxide, nhiệt độ quá trình, thời gian và cường độ sonication cũng như sử dụng chất xúc tác hoặc dung môi.
Ở cấp độ băng ghế dự bị, một sonicator mạnh mẽ như UIP1000hdT hoặc UIP2000hdT cho phép mô phỏng cả hai giai đoạn độc lập ở tốc độ dòng chảy từ 100 đến 1000L / giờ (25 đến 250 gal / giờ) và để tối ưu hóa các thông số quá trình và sonication. Thiết bị siêu âm Hielscher được thiết kế để mở rộng quy mô tuyến tính lên đến khối lượng xử lý lớn hơn ở quy mô thí điểm hoặc sản xuất. Cài đặt Hielscher được chứng minh là hoạt động đáng tin cậy cho các quy trình khối lượng lớn, bao gồm cả tinh chế nhiên liệu. Hielscher sản xuất các hệ thống container, kết hợp một số thiết bị 10kW hoặc 16kW công suất cao của chúng tôi vào các cụm để dễ dàng tích hợp. Các thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về môi trường nguy hiểm cũng có sẵn. Bảng dưới đây liệt kê khối lượng xử lý và kích thước thiết bị được đề xuất.

batch Khối lượngTốc độ dòngThiết bị khuyến nghị
5 đến 200mL50 đến 500ml / phútUP200Ht, UP400S
0.1 đến 2L0.25 đến 2m3/HrUIP1000hd, UIP2000hd
0.4 đến 10L1 đến 8m3/HrUIP4000
N.A.4 đến 30m3/HrUIP16000
N.A.Trên 30m3/HrCụm UIP10000 hoặc là UIP16000
Hệ thống trộn siêu âm-2 sợi 6x10kW (2x120m3/giờ)

Hệ thống trộn siêu âm – 2 sợi 6x10kW (2x120m3/nhân sự

Hielscher cung cấp cho nhiều ứng dụng hơn trong dầu & Công nghiệp khí đốt

  • Este hóa axit
  • Transester kiềm
  • Nhiên liệu thủy sản (Nước/Dầu)
  • Làm sạch cảm biến dầu ngoài khơi
  • Chuẩn bị chất lỏng khoan

Lợi ích của việc sử dụng Ultrasonication

UAODS mang lại những lợi thế đáng kể so với HDS. Thiophenes, benzo- và dibenzothiophenes thay thế bị oxy hóa trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp. Do đó, hydro đắt tiền là không cần thiết làm cho quá trình này phù hợp hơn cho các nhà máy lọc dầu vừa và nhỏ, hoặc các nhà máy lọc dầu bị cô lập không nằm gần đường ống hydro. Tốc độ phản ứng tăng và nhiệt độ và áp suất phản ứng nhẹ tránh việc sử dụng các dung môi khan hoặc aprotic đắt tiền.
Tích hợp một đơn vị khử lưu huỳnh oxy hóa hỗ trợ siêu âm (UAODS) với một đơn vị xử lý thủy điện thông thường có thể cải thiện hiệu quả trong việc sản xuất nhiên liệu diesel lưu huỳnh thấp và / hoặc cực thấp. Công nghệ này có thể được sử dụng trước hoặc sau khi hydrotreatement thông thường để giảm mức lưu huỳnh.
Quy trình UAODS có thể làm giảm chi phí vốn ước tính hơn một nửa khi so sánh với chi phí của một bộ xử lý thủy điện áp suất cao mới.

Nhược điểm của hydrodesulfurization (HDS)

Mặc dù hydrodesulfurization (HDS) là một quá trình hiệu quả cao để loại bỏ thiol, sulfide và disulfide, rất khó để loại bỏ các hợp chất chứa lưu huỳnh chịu lửa như dibenzothiophene và các dẫn xuất của nó (ví dụ 4,6-dimethydibenzothiophene 4,6-DMDBT) đến mức cực thấp. Nhiệt độ cao, áp suất cao và tiêu thụ hydro cao đang làm tăng vốn và chi phí vận hành của HDS cho quá trình khử lưu huỳnh cực sâu. Vốn và chi phí vận hành cao là không thể tránh khỏi. Mức vi lượng lưu huỳnh còn lại có thể gây độc cho các chất xúc tác kim loại quý được sử dụng trong quá trình tái tạo và biến đổi hoặc các chất xúc tác điện cực được sử dụng trong ngăn xếp pin nhiên liệu.


We will be glad to discuss your process.

Let's get in contact.