Công nghệ siêu âm Hielscher

Siêu âm nhiên liệu biển Desulphurization

  • Nhiên liệu biển bị ảnh hưởng bởi các quy định mới, đòi hỏi một hàm lượng lưu huỳnh là 0,5% m/m hoặc ít hơn.
  • Siêu âm hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa (UAOD) là một phương pháp được thiết lập để tăng tốc phản ứng oxy hoá và là một quá trình kinh tế và an toàn.
  • Quá trình UAOD có thể được chạy ở nhiệt độ môi trường xung quanh và áp suất khí quyển và cho phép loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh có chọn lọc từ nhiên liệu hydrocarbon.
  • Hielscher hệ thống siêu âm hiệu suất cao là dễ dàng để cài đặt và an toàn để hoạt động trên tàu hoặc trên bờ.

Nhiên liệu biển Sulphur thấp

Tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) đã thực hiện các quy định mới mà các tàu biển trên toàn thế giới được yêu cầu sử dụng nhiên liệu biển với hàm lượng lưu huỳnh 0,5% m/m bắt đầu từ tháng 1 năm 2020. Những quy định mới này đòi hỏi những thay đổi sâu sắc trong việc xử lý nhiên liệu biển: để đáp ứng các chỉ tiêu mới cho nhiên liệu lưu huỳnh thấp, cần có một quá trình khử lưu huỳnh hiệu quả.
Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh (uaod) của nhiên liệu hydrocarbon lỏng như xăng, naphtha, dầu diesel, nhiên liệu biển, vv là một phương pháp hiệu quả cao và khả thi để loại bỏ lưu huỳnh từ dòng khối lượng lớn của nhiên liệu nặng.

Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa Desulphurization (UAOD)

Flowchart của 2-giai đoạn siêu âm oxy hóa khử lưu huỳnh

Khử trùng oxy hóa

Khử trùng oxy hóa (ODS) là một thay thế thân thiện với môi trường và kinh tế để hydrodesulphurization (HDS) kể từ khi các hợp chất lưu huỳnh ôxi hóa có thể được tách ra dễ dàng hơn đáng kể từ các loại dầu nhiên liệu nặng. Sau khi các bước desuphurization oxy hóa, các hợp chất chiết xuất lưu huỳnh được tách ra bằng phương pháp vật lý ví dụ như sử dụng dung môi cực không trộn lẫn và trọng lực sau đó, hấp phụ hoặc tách ly tâm. Ngoài ra, việc phân hủy nhiệt có thể được sử dụng để loại bỏ lưu huỳnh bị ôxi hóa.
Đối với các phản ứng khử lưu huỳnh oxy hóa, một chất oxy hóa (ví dụ, hydro H2các2, natri clorit NaClO2, nitơ oxit N2O, natri periođat NaIO4), một chất xúc tác (ví dụ như axit) cũng như thuốc thử chuyển pha được yêu cầu. Thuốc thử chuyển pha giúp thúc đẩy phản ứng không đồng nhất giữa các pha nước và dầu, đó là bước giới hạn tốc độ của phản ứng ODS.

Lợi ích của UAOD

  • hiệu quả cao – lên đến 98% khử lưu huỳnh
  • kinh tế: đầu tư thấp, chi phí vận hành thấp
  • không có ngộ độc chất xúc tác
  • dễ dàng, tuyến tính quy mô-up
  • an toàn để hoạt động
  • trên bờ & lắp đặt ngoài khơi (onboard)
  • nhanh chóng RoI
Siêu âm khử lưu huỳnh nhiên liệu tàu biển

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa Desulphurization

Trong khi hydrodesulphurization (HDS) đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn, nhiệt độ phản ứng cao lên đến 400 º C, và áp lực cao lên đến 100atm trong các lò phản ứng, quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa hỗ trợ siêu âm (UAOD) là thuận tiện hơn nhiều, hiệu quả và xanh hơn. UAOD làm tăng đáng kể phản ứng của việc loại bỏ lưu huỳnh xúc tác và cung cấp đồng thời chi phí vận hành thấp hơn, an toàn cao hơn và bảo vệ môi trường. Hệ thống lò phản ứng dòng chảy siêu âm công nghiệp tăng tỷ lệ khử lưu huỳnh do sự phân tán hiệu quả cao và do đó được cải thiện động học phản ứng. Kể từ việc xử lý siêu âm cung cấp phân tán quy mô nano, việc chuyển khối lượng giữa các giai đoạn khác nhau trong phản ứng không đồng nhất là tăng mạnh.
Cavitation siêu âm mạnh mẽSiêu âm (Acoustic) Cavitation tăng tỷ lệ phản ứng và chuyển khối lượng của các điều kiện khắc nghiệt, mà đạt được trong cavitational Hot-đốm. Trong quá trình nổ bong bóng cavitation, nhiệt độ rất cao khoảng 5.000 k, tỷ lệ làm mát rất nhanh, áp lực khoảng 2.000 ATM và cho phù hợp nhiệt độ và chênh lệch áp suất là địa phương đạt. Sự nổ của bong bóng cavitation cũng dẫn đến các máy bay phản lực chất lỏng lên đến tốc độ 280m/s, tạo ra lực cắt rất cao. Các lực cơ học bất thường đẩy nhanh thời gian phản ứng oxy hóa và tăng hiệu quả chuyển đổi lưu huỳnh trong vòng vài giây.

Loại bỏ hoàn toàn Sulphur

Trong khi mercaptans, thioête, sulfit và disulfit có thể được loại bỏ bằng quá trình hydrodesulphurization (HDS) thông thường, để loại bỏ thiophenes, benzothiophens (BT), dibenzothiophenes (DBT) và 4, 6-dimethyldibenzothiophenes (4, 6-DMDBT) a phương pháp phức tạp hơn là bắt buộc. Siêu âm khử trùng oxy hóa có hiệu quả cao khi nói đến việc loại bỏ thậm chí hầu như các hợp chất chịu lửa lưu huỳnh có thể tháo rời (ví dụ, 4, 6-dimethyldibenzothiophene và các dẫn xuất khác của alkyl thay thế). Ebrahimi et al. (2018) báo cáo một hiệu quả khử lưu huỳnh lên đến 98,25% sử dụng một sonoreactor Hielscher tối ưu hóa để loại bỏ lưu huỳnh. Hơn nữa, các hợp chất lưu huỳnh ultrasonically oxy hóa có thể được tách ra qua một rửa nước cơ bản.

Với một đa bước siêu âm hỗ trợ khử trùng oxy hóa (UAOD) loại bỏ lưu huỳnh đã tăng lên đáng kể. (Shayegan et al. 2013)

Hiệu quả của quá trình UAOD nhiều bước tại các thông số tối ưu

Siêu âm Desulphurization thử nghiệm khả thi với UP400S

Shayegan et al. 2013 kết hợp ultrasonication (UP400S) với hydrogen peroxide là oxy hóa, FeSO làm chất xúc tác, axit axetic làm pH và methanol làm dung môi chiết xuất nhằm giảm lượng lưu huỳnh dầu khí.
Các hằng số tỷ lệ phản ứng trong quá trình khử trùng oxy hóa có thể được tăng lên rất nhiều bằng cách thêm các ion kim loại làm chất xúc tác và sử dụng sonication. Năng lượng siêu âm có thể làm giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng. Điều trị ultrasonication phá vỡ lớp ranh giới giữa các chất xúc tác rắn và thuốc thử và cung cấp một sự pha trộn đồng nhất các chất xúc tác và thuốc thử – cải thiện do đó động học phản ứng.
Quá trình khai thác lưu huỳnh là một bước quan trọng trong khử lưu huỳnh với mục tiêu để phục hồi tổng khối lượng của dầu khí desulphurized. Sử dụng chiết lỏng lỏng sử dụng methanol làm dung môi là một quá trình chiết xuất đơn giản, nhưng để đảm bảo hiệu quả cao, sự pha trộn hiệu quả của các giai đoạn không bị kết tinh là rất cần thiết. Chỉ khi một giao diện tối đa và sau đó chuyển khối lượng tối đa diễn ra giữa các giai đoạn, đạt được tốc độ khai thác cao. Ultrasonication và thế hệ cavitation âm thanh cung cấp sự pha trộn dữ dội của các giai đoạn phản ứng và làm giảm năng lượng kích

Hiệu suất cao đơn vị siêu âm cho nhiên liệu biển Desulphurization

Hielscher Ultrasonics là nhà lãnh đạo thị trường của hệ thống siêu âm công suất cao cho các ứng dụng đòi hỏi như UAOD trên quy mô công nghiệp. Biên độ cao lên đến 200 μm, 24/7 hoạt động dưới tải đầy đủ và nhiệm vụ nặng nề, mạnh mẽ và thân thiện với người dùng là các tính năng chính của ultrasonicators Hielscher. Hệ thống siêu âm của các lớp điện khác nhau và các phụ kiện khác nhau như sonotrodes và lò phản ứng dòng chảy hình học cho phép thích hợp nhất của hệ thống siêu âm với nhiên liệu cụ thể của bạn, khả năng xử lý và môi trường.
Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm:

batch Khối lượng Tốc độ dòng Thiết bị khuyến nghị
10 đến 2000mL 20 đến 400mL / phút UP400St
0.1 đến 20L 00,2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000
N.A. lớn hơn Cụm UIP16000

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về đồng nhất bằng siêu âm. Chúng tôi sẽ vui lòng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Hielscher Ultrasonics sản xuất ultrasonicators hiệu suất cao cho các ứng dụng sonochemical.

Bộ vi xử lý siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Ebrahimi, S.L.; Khosravi-Nikou, M.R.; Hashemabadi, S.H. (2018): tối ưu Sonoreactor cho siêu âm hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa của hydrocarbon lỏng. Khoa học dầu khí và công nghệ Vol. 36, Issue 13, 2018.
  • Prajapati, A.K.; Singh, S.K.; Gupta, S.P.; Mishra, A. (2018): Desulphurization của dầu thô bằng siêu âm tích hợp oxy hóa công nghệ. Của IJSRD – Tạp chí quốc tế nghiên cứu khoa học & Phát triển Vol. 6, Issue 02, 2018.
  • Shayegan, Z.; Razzaghi, M.; Niaei, A.; Salari, D.; Tabar, M.T.S.; Akbari, A.N. (2013): lưu huỳnh loại bỏ dầu khí sử dụng quá trình oxy hóa xúc tác hỗ trợ siêu âm và nghiên cứu các điều kiện tối ưu của nó. Hàn Quốc J. Chem. Eng., 30 (9), 2013. 1751-1759.
  • Štimac, A.; Ivančević, B.; Jambrošić, K. (2001): đặc tính của siêu âm Homogenizers cho ngành công nghiệp đóng tàu.


Kết quả nghiên cứu trên Ultrasonically hỗ trợ oxy hóa Desulphurization (UAOD)

Prajapati et al. (2018): Desulphurization của dầu thô bằng siêu âm công nghệ oxy hóa tích hợp. Của IJSRD – Tạp chí quốc tế nghiên cứu khoa học & Phát triển Vol. 6, Issue 02, 2018.
Prajapati et al. (2018) Mô tả những lợi ích của một lò phản ứng siêu âm Hielscher cho siêu âm hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh (uaod). UAOD đã trở thành một công nghệ thay thế khả thi cho việc xử lý thủy sản truyền thống, bị suy yếu bởi các chi phí đầu tư và hoạt động đáng kể do áp lực cao, nhiệt độ cao hydrodesulphurization Equipment, nồi hơi, hydro thực vật, và đơn vị phục hồi lưu huỳnh. Siêu âm hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh cho phép thực hiện quá trình để loại bỏ sâu Sulphur dưới điều kiện nhẹ hơn nhiều, nhanh hơn, an toàn hơn và nhiều hơn nữa kinh tế.
Siêu âm hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh (uaod) quá trình được áp dụng cho dầu diesel và các sản phẩm dầu mỏ có chứa các hợp chất mô hình lưu huỳnh (benzothiophene, dibenzothiophene và dimethyldibenzothiophene). Ảnh hưởng của lượng oxy hóa, khối lượng dung môi cho bước chiết xuất, thời gian và nhiệt độ của điều trị siêu âm (UIP1000hdT, 20 kHz, 750 W, hoạt động tại 40%) đã được điều tra. Sử dụng các điều kiện tối ưu hóa cho UAOD, loại bỏ lưu huỳnh lên đến 99% đã đạt được cho các hợp chất mô hình trong nguyên lý sản phẩm dầu khí bằng cách sử dụng một tỷ lệ Mol cho H2các2: axit axetic: lưu huỳnh 64:300:1, sau 9min điều trị siêu âm ở 90 º C, tiếp theo là chiết xuất với methanol (dung môi và tỷ lệ dầu tối ưu 0,36). Sử dụng cùng một lượng thuốc thử và 9 phút siêu âm việc loại bỏ lưu huỳnh cao hơn 75% cho các mẫu dầu diesel.
Tầm quan trọng của siêu âm cao amplitudes
Tăng cường siêu âm của thương mại-quy mô oxy hóa khử lưu huỳnh của dầu thô đòi hỏi việc sử dụng một bộ xử lý siêu âm thông qua kích thước công nghiệp có thể duy trì biên độ rung cao khoảng 80 – 100 microns. các biên độ trực tiếp liên quan đến cường độ của lực cắt bằng siêu âm được tạo ra và phải được duy trì ở một mức độ đủ cao để trộn được hiệu quả.
Các thí nghiệm thực hiện bởi prajapati et al. cho thấy ultrasonication tăng cường phản ứng khử lưu huỳnh. Hiệu quả desulfurization là khoảng 93,2% khi siêu âm hiệu suất cao được áp dụng.


Shayegan et al. (2013): Lưu huỳnh loại bỏ dầu khí sử dụng quá trình oxy hóa xúc tác hỗ trợ siêu âm và nghiên cứu các điều kiện tối ưu của nó. Tạp chí Hàn Quốc kỹ thuật hóa học 30 (9), tháng chín 2013. 1751-1759.
Quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa hỗ trợ siêu âm (UAOD) được áp dụng để giảm các hợp chất sulfur của dầu khí chứa các loại khác nhau của nội dung lưu huỳnh. Quy định về môi trường đòi hỏi phải khử lưu huỳnh rất sâu để loại bỏ các hợp chất sulfur. UAOD là một công nghệ đầy hứa hẹn với chi phí vận hành thấp hơn và an toàn cao hơn và bảo vệ môi trường. Lần đầu tiên các đại lý chuyển pha điển hình (tetraoctyl-amoni-Bromide) được thay thế bằng nó vì sử dụng nó là kinh tế hơn nhiều so với toab, không có ô nhiễm. Phản ứng được thực hiện tại điểm tối ưu với nhiệt độ khác nhau, trong một, hai và ba bước thủ tục, điều tra hiệu quả tăng dần của H2các2 và TOAB được sử dụng thay vì isobutanol. Tổng nồng độ lưu huỳnh trong pha dầu được phân tích bằng phương pháp ASTM-D3120. Loại bỏ cao nhất khoảng 90% cho dầu khí có chứa 9.500 mg/kg lưu huỳnh đã đạt được trong ba bước trong 17 phút của quá trình ở 62 ± 2 ° c khi 180,3 mmol của H2các2 được sử dụng và chiết xuất bằng methanol.


Akbari et al. (2014): Điều tra các biến quá trình và các hiệu ứng tăng cường của siêu âm áp dụng trong khử lưu huỳnh oxy hóa của mô hình diesel trên MoO3/Al2các3 Catalyst. Ultrasonics Sonochemistry 21 (2), ngày 2014 tháng 3. 692 – 705.
Một hệ thống sonocatalytic không đồng nhất mới bao gồm một MoO3/Al2các3 chất xúc tác và H2các2 kết hợp với ultrasonication đã được nghiên cứu để cải thiện và đẩy nhanh quá trình oxy hóa của các hợp chất mô hình lưu huỳnh của động cơ diesel, kết quả là một cải tiến đáng kể trong quá trình hiệu quả. Ảnh hưởng của siêu âm trên các thuộc tính, hoạt động và sự ổn định của chất xúc tác đã được nghiên cứu chi tiết bằng các phương tiện GC-FID, PSD, SEM và BET kỹ thuật. Trên 98% chuyển đổi DBT trong mô hình diesel có chứa 1000 μg/g lưu huỳnh đã thu được bằng siêu âm hỗ trợ mới khử lưu huỳnh tại H2các2/lưu huỳnh tỷ lệ mol của 3, nhiệt độ 318 K và liều lượng chất xúc tác 30 g/L sau 30 phút phản ứng, trái với 55% chuyển đổi thu được trong quá trình im lặng. Cải tiến này đã bị ảnh hưởng đáng kể bởi tham số hoạt động và tính chất xúc tác. Tác dụng của các biến quá trình chính đã được điều tra bằng cách sử dụng phương pháp phản ứng bề mặt trong quá trình im lặng so với ultrasonication. Siêu âm cung cấp một sự phân tán tốt của chất xúc tác và oxy hóa bằng cách vỡ liên kết hydro và deagglomeration của chúng trong pha dầu. Lắng đọng các tạp chất trên bề mặt xúc tác gây ra sự ngừng hoạt động nhanh chóng trong các thí nghiệm im lặng dẫn đến chỉ 5% quá trình oxy hóa DBT sau 6 chu kỳ phản ứng im lặng bằng chất xúc tác tái chế. Trên 95% DBT bị ôxi hóa sau 6 chu kỳ siêu âm hỗ trợ cho thấy sự cải thiện tuyệt vời trong sự ổn định bằng cách làm sạch bề mặt trong quá trình ultrasonication. Một giảm kích thước hạt đáng kể cũng được quan sát sau khi sonication 3H có thể cung cấp thêm sự phân tán của chất xúc tác trong nhiên liệu mô hình.


Afzalinia et al. (2016): Siêu âm hỗ trợ quá trình khử lưu huỳnh oxy hóa của nhiên liệu lỏng bằng acid phosphotungstic đóng gói trong một interthâm amin-functionalized Zn (II)-dựa trên MOF làm chất xúc tác. Ultrasonics Sonochemistry 2016
Trong công việc này, siêu âm hỗ trợ oxy hóa khử lưu huỳnh (UAOD) của nhiên liệu lỏng thực hiện với một cuốn tiểu thuyết không đồng nhất cao phân tán axit phosphotungstic loại Keggin (H3Pw12các40, PTA) chất xúc tác mà đóng gói thành một MOF amino-functionalized (TMU-17-NH2). Các hỗn hợp chuẩn bị triển lãm hoạt động xúc tác cao và khả năng tái sử dụng trong khử lưu huỳnh oxy hóa của nhiên liệu mô hình. Siêu âm hỗ trợ khử lưu huỳnh oxy hóa (UAOD) là một cách mới để thực hiện phản ứng oxy hoá của lưu huỳnh chứa các hợp chất nhanh chóng, kinh tế, môi trường thân thiện và an toàn, trong điều kiện nhẹ. Sóng siêu âm có thể được áp dụng như một công cụ hiệu quả để giảm thời gian phản ứng và cải thiện hiệu năng hệ thống khử lưu huỳnh oxy hóa. PTA @ TMU-17-NH2 có thể được hoàn toàn thực hiện khử lưu huỳnh của dầu mô hình bằng 20 mg chất xúc tác, O/S tỷ lệ mol của 1:1 trong sự hiện diện của mecn như dung môi khai thác. Kết quả thu được chỉ ra rằng các chuyển đổi của DBT thành DBTO2 đạt 98% sau 15 phút ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Trong công việc này, chúng tôi chuẩn bị TMU-17-NH2 và PTA/TMU-17-NH2 composite bằng siêu âm chiếu xạ cho lần đầu tiên và sử dụng trong quá trình UAOD. Chất xúc tác chuẩn bị triển lãm một khả năng tái sử dụng tuyệt vời mà không có PTA lọc và mất hoạt động.