Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa desulfurization (UAODS)

Các hợp chất chứa lưu huỳnh trong dầu thô, dầu mỏ, diesel và các loại dầu nhiên liệu khác bao gồm sulfides, thiols, thiophenes, thay thế Benzo-và dibenzothiophenes (BTs và DBTs), benzonaphthothiophene (BNT), và nhiều phân tử phức tạp hơn, trong đó các thiophenes ngưng tụ là các hình thức phổ biến nhất. Lò phản ứng siêu âm Hielscher hỗ trợ oxy hóa sâu khử lưu huỳnh quy trình cần thiết để đáp các quy định nghiêm ngặt về môi trường và động cơ diesel lưu huỳnh cực thấp (ULSD, 10ppm lưu huỳnh).

Khử lưu huỳnh oxy hóa (ODS)

Dibenzothiophene phân tử trước khi oxy hóa desulfurizationKhử lưu huỳnh oxy hóa với hydrogen peroxide và chiết dung môi tiếp theo là một công nghệ khử lưu huỳnh sâu hai giai đoạn để giảm lượng các 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 cảm chuyển pha và tỷ lệ hòa tan trong các hệ thống pha lỏng-lỏng.

Giảm lưu huỳnh tại nhà máy lọc dầu

Flowchart cho Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa desulfurization-2 giai đoạn

Flowchart cho Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa desulfurization – 2 các giai đoạn

Ở giai đoạn đầu tiên của ultrasonically hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa, hydrogen peroxide được sử dụng như một chất oxy hóa để có chọn lọc oxy hóa các phân tử chứa lưu huỳnh có mặt trong các loại dầu nhiên liệu để sulfoxit tương ứng của họ hoặc sulfon dưới nhẹ điều kiện để tăng độ hòa tan của chúng trong các dung môi cực với sự tăng tính phân cực của chúng. Oxy hóa desulfurization của Dibenzotiophene để Sulfoxide và SulfoneỞ giai đoạn này, sự không hòa tan của pha nước cực và giai đoạn hữu cơ không cực là một vấn đề quan trọng trong quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa như cả hai giai đoạn phản ứng với nhau chỉ tại các interphase. Nếu không có Ultrasonics, điều này dẫn đến một tỷ lệ phản ứng thấp và chuyển đổi chậm của organosulfur trong hệ thống hai giai đoạn này.

Cài đặt tinh chế đòi hỏi thiết bị công nghiệp nặng, phù hợp cho xử lý khối lượng cao 24/7. Có được một Hielscher!

Siêu âm emulsification

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

Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa

Siêu âm cavitation tại 1500 WattsCavitation siêu âm tạo ra nhiệt địa phương mạnh mẽ (~ 5000K), áp suất cao (~ 1000atm), tỷ lệ sưởi ấm và làm mát rất lớn (>109 K/SEC), và các dòng máy bay phản lực lỏng (~ 1000 km/h). Môi trường cực kỳ phản ứng này ôxi hóa thiophenes trong pha dầu nhanh hơn và hoàn toàn hơn với sulfoxide và sulfones cực lớn hơn. Chất xúc tác có thể hỗ trợ quá trình oxy hóa hơn nữa nhưng chúng không cần thiết. Xúc tác nhũ tương amphiphilic hoặc xúc tác chuyển pha (PTC), chẳng hạn như muối amoni bậc bốn với khả năng duy nhất của họ để hòa tan trong cả nước và chất lỏng hữu cơ đã được hiển thị để kết hợp với oxy hóa và vận chuyển nó từ giao diện giai đoạn phản ứng, qua đó tăng 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 một hiệu ứng synergetic tốt với việc xử lý quá trình oxy hoá Sono.

Tăng cường MASS-Transfer

Khi các hợp chất organosulfur phản ứng ở một ranh giới pha, các sulfoxit và sulfon tích tụ ở bề mặt giọt nước và ngăn chặn các hợp chất lưu huỳnh khác từ tương tác ở pha nước. Việc cắt thủy lực gây ra bởi các dòng máy bay phản lực cavitational và streaming âm thanh kết quả trong dòng chảy hỗn loạn và vận chuyển vật liệu từ và đến các bề mặt giọt và dẫn đến sự kết hợp lặp lại và hình thành tiếp theo của các giọt mới. Khi quá trình oxy hóa tiến triển theo thời gian, sonication tối đa hoá sự tiếp xúc và tương tác của thuốc thử.

Khai thác chuyển pha Sulfones

Nhũ tương cho siêu âm lỏng-lỏng khai thácSau khi quá trình oxy hóa và tách từ pha nước (H2các2), các sulfon có thể được chiết xuất bằng cách sử dụng dung môi cực, chẳng hạn như acetonitrile ở giai đoạn thứ hai. Sulfon sẽ chuyển tại ranh giới pha giữa hai giai đoạn đến pha dung môi cho phân cực cao hơn của chúng. Giống như ở giai đoạn đầu tiên, lò phản ứng siêu âm Hielscher tăng chiết lỏng lỏng bằng cách tạo ra nhũ tương hỗn loạn có kích thước tốt của pha dung môi trong pha dầu. Điều này làm tăng bề mặt liên lạc pha và kết quả khai thác 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.






Từ thí nghiệm thử nghiệm để thí điểm quy mô và sản xuất

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

  1. Trộn dầu với H2các2 và sonicate để ôxi hóa các hợp chất lưu huỳnh
  2. Máy ly tâm để tách nước pha
  3. Pha dầu pha với dung môi và sonicate để trích xuất sulfon
  4. Máy ly tâm để tách pha dung môi với sulfon

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 xử lý, thời gian sonication và cường độ cũng như chất xúc tác hoặc dung môi sử dụng.
Ở cấp trên băng ghế dự bị UIP1000hd cho phép để mô phỏng cả hai giai đoạn độc lập với tỷ lệ lưu lượng 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 cho quy mô tuyến tính đến khối lượng xử lý lớn hơn tại phi công hoặc quy mô sản xuất. Cài đặt Hielscher được chứng minh để làm việc đáng tin cậy cho các quá trình khối lượng lớn, bao gồm cả lọc nhiên liệu. Hielscher sản xuất hệ thống container, kết hợp một số thiết bị 10kW hoặc 16kW công suất cao của chúng tôi để các cụm để dễ dàng tích hợp. Thiết kế để đáp ứng các yêu cầu môi trường nguy hiểm cũng có sẵn. Bảng dưới đây liệt kê các khối lượng xử lý và kích thước thiết bị được khuyến cáo.

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
5 đến 200ml Từ 50 đến 500ml / phút UP200Ht, UP400S
0.1 để 2L 0.25 đến 2m3/ hr UIP1000hd, UIP2000hd
0.4 đến 10L Từ 1 tới 8m3/ hr UIP4000
N.A. Từ 4 đến 30m3/ hr UIP16000
N.A. 30m trên3/ hr Cụm 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 các ứng dụng nhiều hơn trong dầu & Ngành công nghiệp khí

  • Axit esterification
  • Kiềm transesterification
  • Aquafuels (nước/dầu)
  • Off-Shore dầu cảm biến làm sạch
  • Chuẩn bị khoan chất lỏng

Lợi ích của sử dụng Ultrasonication

UAODS cung cấp những lợi thế đáng kể so với HDS. Thiophenes, thay thế Benzo-và dibenzothiophenes bị ôxi 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 cỡ vừa và nhỏ, hoặc các nhà máy lọc dầu bị cô lập không nằm gần một đường ống dẫn hydro. Tốc độ phản ứng tăng lên và nhiệt độ phản ứng nhẹ và áp suất tránh việc làm của các dung môi khan hay aprotic đắt tiền.
Tích hợp một thiết bị khử lưu huỳnh oxy hóa (UAODS) ultrasonically hỗ trợ với một đơn vị thủy điều trị thông thường có thể cải thiện hiệu quả trong sản xuất nhiên liệu diesel sulfur thấp và/hoặc siêu thấp. Công nghệ này có thể được sử dụng trước hoặc sau khi thông thông thường để giảm mức lưu huỳnh.
Quá trình UAODS có thể giảm chi phí vốn ước tính hơn một nửa so với chi phí của một hydrotreater áp suất cao mới.

Nhược điểm của Hydrodesulfurization (HDS)

Trong khi hydrodesulfurization (HDS) là một quá trình hiệu quả cao để loại bỏ thiols, sulfides, và disulfit, 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 một mức độ cực thấp. Nhiệt độ cao, áp suất cao và tiêu thụ hydro cao đang thúc đẩy vốn và chi phí vận hành của HDS cho việc khử lưu huỳnh cực sâu. Vốn đầu tư cao và chi phí vận hành là không thể tránh khỏi. Mức độ theo dõi còn lại của lưu huỳnh có thể độc các chất xúc tác kim loại quý hiếm được sử dụng trong quá trình tái tạo và chuyển đổi hoặc các chất xúc tác điện cực được sử dụng trong các ngăn xếp tế bào nhiên liệu.