Desulfuración oxidativa asistida tumen ultrasonidos (UAODS).

Le compuestos ku ya'alik azufre ti' le petróleo crudo, le petróleo, le diésel yéetel uláak' fuelóleos incluyen sulfuros, tioles, tiofenos, benzo - yéetel dibenzotiofenos sustituidos (BT yéetel DBT), benzonaftotiofeno (BNT) yéetel ya'ab asab moléculas complejas, ti' ku condensados le formas asab náats'al. Le reactores ultrasónicos ti' Hielscher ku yáantiko'ob le tuukula' desulfuración oxidativa taam k'a'abéet utia'al u beetik yéetel le estrictas regulaciones ambientales actuales yéetel le especificaciones diésel azufre ultra yáanal (ULSD, 10 ppm azufre).

Desulfuración oxidativa (ODS).

Le desulfuración oxidativa yéetel peróxido hidrógeno yéetel le posterior extracción yéetel disolventes u ti'al jump'éel ma'alo'obtal desulfuración taam u ka'ap'éel jejelas súutukil jump'éel xu'ulsiko'ob cantidad compuestos organosulfurados ti' le fueloils. Le reactores ultrasónicos ti' Hielscher u utilizan ti' ambas jejelas súutukil jump'éel yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u cinética le reacción transferencia fase yéetel le velocidades disolución ti' kaambalilo'ob ti' fase líquido-líquido.

Diagrama flujo utia'al u desulfuración oxidativa asistida tumen ultrasonidos – 2 jejelas súutukil jump'éel

Ti' le yáax p'isibij le desulfuración oxidativa asistida tumen ultrasonidos, le peróxido hidrógeno ku meyajtiko'ob bey oxidante utia'al u oxidar selectivamente le moléculas ku ya'alik azufre táan presentes ti' le fuelóleos ti' u tu yo'osal sulfóxidos wa sulfonas ti' condiciones suaves utia'al u ya'abtal u solubilidad ti' disolventes polares yéetel juntúul aumento u polaridad. Ti' le p'isibij, u insolubilidad le fase acuosa polar yéetel le fase orgánica ma' polar le jump'éel talamil Páaybe'en ti' le tuukula' desulfuración oxidativa, ts'o'ok u ambas fases reaccionan ichil yan chéen ti' le interfase. Ma' ultrasonidos, le je'ela' ku ts'aik bey resultado baja velocidad reacción yéetel chaanbelil tzeltalo'obo' organoazufre ti' le t.u.m bifásico.

Emulsificación ultrasónica

Le fase oleosa yéetel le fase acuosa ku xa'ak'pajal yéetel ku bombean ti' jump'éel mezclador estático utia'al u producir jump'éel emulsión yanak ti' jump'éel relación volumétrica constante ku ts'o'okole' ku tuláakal le reactor mezcla ultrasónica. Te'elo', le cavitación ultrasónica u yaantal jump'éel ka'anal cizallamiento hidráulico yéetel pa' le fase acuosa ti' gotas submicrónicas yéetel nanométricas. Dado u yo'osal u superficie específica ti' le límite fase le influyente utia'al u velocidad química ti' le reacción, le reducción significativa ti' le metros le gota mejora u cinética le reacción yéetel reduce wa elimina necesidad agentes transferencia fase. Yo'osal u búukinta'al ultrasonidos, ku u xu'ulsiko'ob le porcentaje volumen le peróxido, ts'o'ok u asab finas le emulsiones k'a'anan menos volumen utia'al u ts'aik u ti' jump'éelili' kuchil-superficie Máax ku le fase oleosa.

Oxidación asistida tumen ultrasonidos

Le cavitación ultrasónica u yaantal jump'éel ku ts'tantik calentamiento ku (~5000K), altas presiones (~1000atm), nukuch velocidades calentamiento yéetel enfriamiento (>10⁹ Kilómetro leti' seg), ka corrientes ti' chorro líquido (~1000 kilómetro leti' h). Le entorno extremadamente reactivo oxida le tiofenos ti' le fase oleosa bix u asab rápida yéetel kuuch jump'éel asab nivel u sulfóxido polar yéetel sulfonas. Le catalizadores táan u béeytal yáanta'al láayli' asab le tuukula' oxidación, ba'ale' ma' le láakal. U ts'o'ok demostrado ti' le catalizadores ti' emulsión anfifílica wa catalizadores transferencia fase (PTC), bey le sales amonio cuaternario, yéetel u Buka'aj u ba'al chen utia'al disolver ti' ts'a'abal acuosos yéetel orgánicos, ku incorporan yéetel le oxidante yéetel káaj tak le fase interfaz ti' le fase reacción, ma'alobkiinsik bey le velocidad reacción. Le reactivo u Fenton u páajtal ku ts'áabal yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u eficiencia desulfuración oxidativa utia'al u combustibles diésel yéetel ye'esik jump'éel ma'alo'ob efecto sinérgico yéetel le procesamiento sonooxidación.

Transferencia juuch' mejorada tumen ultrasonido potencia

Ka organosulfurados compuestos reaccionan ti' jump'éel límite fase, le sulfóxidos yéetel le sulfonas ku acumulan way le gota acuosa yéetel bloquean interacción uláak' compuestos azufre ti' le fase acuosa. Le cizallamiento hidráulico causado tumen le corrientes chorro cavitacionales yéetel le corrientes wíimbailo'ob ts'aik bey resultado jump'éel flujo turbulento yéetel le transporte xooko'obo' tak ka ti' le meyajo'ob le gotas yéetel conduce le coalescencia repetida yéetel le posterior formación túumben gotas. A medida ti' le oxidación avanza yéetel le, le sonicación maximiza le exposición yéetel u interacción le reactivos.

Extracción tumen transferencia fase sulfonas

Ka' ts'o'ok u oxidación yéetel u separación le fase acuosa (H2O2), le sulfonas ku páajtal extraer utilizando jump'éel solvente polar, bey le acetonitrilo ti' le segunda p'isibij. Le sulfonas ku transferirán le límite fase ichil ambas fases ti' le fase solvente tumen u asab polaridad. A el igual u ti' le yáax p'isibij, le reactores ultrasónicos ti' Hielscher impulsan le extracción líquido-líquido yo'osal le sukbenilo'ob jump'éel emulsión turbulenta Buka'aj u fino le fase solvente ti' le fase oleosa. Le ba'ala' aumenta le superficie Máax ku le fase ka ts'aik bix u resultado le extracción yéetel u reducción u búukinta'al solventes.

Ti' le pruebas laboratorio ti' le escala piloto yéetel le producción

Hielscher Ultrasonics k'u'ubul nu'ukulo'ob utia'al probar, verificar yéetel ku utilizar le ma'alo'obtal u je'el escala. Básicamente, ku beeta'al tu 4 wook, chéen.

1. Xa'ak'tik tsaats yéetel H2O2 ka sonicate utia'al u oxidar le compuestos azufre
2. Centrífuga utia'al u separar le fase acuosa
3. Xa'ak'tik le fase oleosa yéetel le disolvente yéetel sonicate utia'al u extraer le sulfonas
4. Centrífuga utia'al u separar le fase disolvente yéetel sulfonas

U escala u laboratorio, ku páajtal utilizar jump'éel UP200Ht utia'al a we'esik le ba'ax ka ajustar parámetros k'a'abeto'ob, bey le concentración peróxido, u temperatura le tuukula', le yéetel u intensidad le sonicación, bey u búukinta'al catalizadores wa disolventes.
A nivel de sobremesa, jump'éel potente sonicador bey le UIP1000hdT wa u UIP2000hdT ku cha'antik simular ambas u jejelas súutukil jump'éel bix independiente u caudales u 100 u 1000 L leti' h (25 u 250 gal leti' h) yéetel optimizar parámetros le tuukula' yéetel le sonicación. Le nu'ukulo'ob ultrasónicos Hielscher u diseñados utia'al u escalado lineal ti' mayores volúmenes procesamiento escala piloto wa u producción. U ts'o'ok demostrado ti' le kúuchilo'ob Hielscher funcionan bix fiable utia'al procesos nojoch volumen, incluido le refinado combustibles. Hielscher u yaantal kaambalilo'ob ti' contenedores, combinando varios k dispositivos ka'anal potencia 10 kW wa 16 kW ti' clústeres ti' jump'éel ch'a'abil integración. Bey xan u disponibles diseños utia'al u beetik yéetel le requisitos entornos peligrosos. Le uláak' tabla enumera le volúmenes procesamiento yéetel le tamaños u nu'ukulil recomendados.

T.u.m mezcla ultrasónica – 2 hebras 6 x 10 kilómetro (2 x 120m³Leti' hr).

Ventajas u utilizar le ultrasonicación

UAODS ku ventajas significativas ti' comparación yéetel HDS. Le tiofenos, benzo - yéetel dibenzotiofenos sustituidos ku oxidan tu condiciones u baja temperatura yéetel presión. Tune', ma' k'a'abet hidrógeno ko'oj, ba'ax ku beetik u le tuukula' bixake' asab yáax utia'al refinerías mejen yéetel k'as poloktak, wa refinerías aisladas u ma' lu'umo'oba' naats' jump'éel gasoducto hidrógeno. Le aumento ti' le velocidad reacción yéetel le temperatura yéetel presión reacción suaves evitan empleo costosos disolventes anhidros wa apróticos.
Le integración jump'éel unidad desulfuración oxidativa asistida tumen ultrasonidos (UAODS) yéetel juntúul unidad hidrotratamiento convencional je'el u páajtal u ma'alo'obkíinsiko'ob u eficiencia ti' le producción combustibles diésel yéetel t'okik yo'osal u chíikpajal ba'ax ultrabajo contenido azufre. Le ma'alo'obtal ku páajtal utilizar ka'ache' wa ka' u hidrotratamiento convencional utia'al u xu'ulsiko'ob le nivel azufre.
Le tuukula' UAODS je'el u páajtal u xu'ulsiko'ob le Baajux u capital estimados ti' asab Chúumuk ti' comparación yéetel u tojol jump'éel túumben hidrotratador ka'anal presión.

Desventajas le hidrodesulfuración (HDS).

Wa bien le hidrodesulfuración (HDS) leti' jump'éel tuukula' ma'alob eficiente utia'al u eliminación tioles, sulfuros yéetel disulfuros, toop tselik le refractarios compuestos ku ya'alik azufre bey le dibenzotiofeno yéetel u derivados (je'ebix, 4,6-dimetidibenzotiofeno 4,6-DMDBT) ti' ultra t'okik. Le altas temperaturas, le altas presiones yéetel le ka'anal jant p'áatalij hidrógeno táan u aumentando le Baajux operativos yéetel u capital u HDS utia'al u desulfuración ultraprofunda. Ka'anatako'ob Baajux capital yéetel operación le inevitables. Le niveles traza restantes ti' azufre táan u béeytal u envenenar le catalizadores metales nobles utilizados ti' le tuukula' reformado yéetel transformación wa le catalizadores electrodos utilizados ti' le pilas pilas combustible.