Hydrofinishing

Hydrofinishing

Hydrodesulfurierung (kurz: "HDS"), ist die Entschwefelung von Mineralölprodukten durch Hydrierung (Reaktion der Schwefelverbindungen mit Wasserstoff). Das Verfahren hat erhebliche Bedeutung in der Mineralölindustrie. Es werden Komponenten für die Herstellung von Gasölen (Dieselkraftstoff, Heizöl EL) hydriert, es werden aber auch Zwischenprodukte (Naphtha) für die Weiterverarbeitung (Katalytischen Reforming, Isomerisierung) behandelt, um empfindliche Katalysatoren vor Schwefelkontamination zu schützen. Während dieses Prozesses werden nicht nur Schwefelverbindungen hydriert, Olefine, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen reagieren ebenfalls.

Inhaltsverzeichnis

Anwendung

Reaktionsschema der Entschwefelung an einem Molybdän-Katalysator

Durch die strengen Umweltschutzauflagen bestehen heutzutage fast alle wichtigen mineralischen Brenn- und Kraftstoffe aus hydrierten Komponenten.

Die Motorenbenzinspezifikation von 10 ppm kann eigentlich nur durch Hydrierung sämtlicher Komponenten erzielt werden. Dieser niedrige Wert ist erforderlich, um den schwefelempfindlichen platindotierten Fahrzeugkatalysator zu schützen.

Ein erheblicher Anteil des Kerosins wird ebenfalls hydriert. Dies geschieht jedoch nicht um den Schwefel zu entfernen (Jet A1 darf einen Schwefelgehalt von 3000 ppm aufweisen), sondern um andere schädliche Verbindungen (Naphthensäuren, gemessen über die sogenannte Total Acid Number (TAN) zu hydrieren.

Die Herstellung von Dieselkraftstoff mit 10 ppm erfordert ebenfalls die Hydrierung sämtlicher Komponenten (Kerosin, Gasöle). Im Motor verbrennt der Schwefelanteil zu SO2, bzw. SO3. Feinste SO3-Tröpfchen stellen Kondensationskeime für Kohlenstoffpartikel dar, hohe Schwefelkonzentrationen führen somit zu verstärkter Feinstaubbildung.

Bei der Gewinnung medizinischer Weißöle und von Vaseline eus Grundölen der Erdölverarbeitung kommt die Hydrodesulfurierung ebenso zur indztriellen Anwendung. Ein führendes Unternehmen ist dabei die H&R Wasag AG.

Heizöl EL wird in Kürze einen Schwefelgehalt < 50 ppm aufweisen und somit ebenfalls nur noch aus hydrierten Komponenten bestehen.

Prozess

Als Einsatzprodukte können im Verfahren je nach Anforderung wahlweise Naphtha, Kerosin und Gasöle verschiedener Herkunft eingesetzt werden. Als Katalysatoren dienen Nickel-Molybdän oder Kobalt-Molybdän-Katalysatoren. Das flüssige Einsatzprodukt wird (zusammen mit wasserstoffreichem Gas) mittels Wärmetauscher vorgewärmt, in einem Ofen auf die nötige Reaktionstemperatur von ca. 320 bis 360 °C gebracht und anschließend in den Reaktor geführt. Das Feed ist am Reaktoreintritt dann - je nach Bedingungen - gasförmig (Naphtha, Kerosin) oder befindet sich im 2-Phasenzustand (gasförmig/flüssig, z.B. Gasöle). Unter Drücken von 20 bis 80 bar, abhängig von der Auslegung der Anlage und dem spezifischen Einsatzprodukt, reagiert das Gemisch am Katalysator (befindet sich das Feed in einem 2-Phasenzustand, so bezeichnet man das System Katalysator-gasförmige Kohlenwasserstoffe -füssige Kohlenwasserstoffe als trickle phase System). Die am Katalysator ablaufende Hydrierungsreaktion (siehe Bild) führt letztendlich zu H2S und dem hydrierten Kohlenwasserstoffrest. Im Reaktoraustritt befindet sich das schwefelreduzierte Produkt, unverbrauchter Wasserstoff sowie geringe Mengen durch Cracken entstandene leichte Kohlenwasserstoffe (C1-C4), und Schwefelwasserstoff.

In einer ersten Stufe wird das Gemisch abgekühlt und ein wasserstoffreiches Gas im Kreislauf zurück zum Einsatz geführt (sogenanntes Recyclegas). Manchmal befindet sich im Recycle eine (Hochdruck-)Aminwäsche um das H2S aus dem Recyclestrom zu entfernen (Erhöhung des Wasserstoffpartialdruckes). In einem nächsten Schritt wird das Produktgemisch zur Entfernung des H2S sowie der leichten Bestandteile gestrippt (strippen: abziehen). Das abgestrippte Gas (H2S,C1-C4) wird in einer sogenannten Aminwäsche von H2S befreit und als Raffineriebrenngas benutzt. Das am Amin gebundene H2S wird in einem Regenerator ("Strippkolonne" für Aminlösung) aus der Lösung wieder freigesetzt und zur sogenannten Claus-Anlage gefahren. Dort erfolgt die Umsetzung zu reinem Schwefel. Der Schwefel aus Entschwefelungsanlagen trägt mittlerweile erheblich zur weltweiten Schwefelgewinnung bei. Als Fertigprodukt der HDS-Anlage entsteht schwefelarmes Naphtha, Kerosin, Gasöl oder Vakuumgasöl.


Schema eines typischen Hydrodesulfurierungeinheit(HDS) in einer Erdölraffinerie

Begriffe

Andere Bezeichnungen für diesen Prozess sind Hydrofinishing, Hydrofining, Hydrotreating.

Literatur

  • ’’Hydrodesulfurization and Hydrodenitrogenation’’ (Gebundene Ausgabe) von Toshiaki Kabe, Atsushi Ishihara, Weihua Qian, Verlag Wiley-VCH (2000), ISBN 978-3527301164.

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Hydrodesulfurierung — (kurz: HDS ), ist die Entschwefelung von Mineralölprodukten durch Hydrierung (Reaktion der Schwefelverbindungen mit Wasserstoff). Das Verfahren hat erhebliche Bedeutung in der Mineralölindustrie. Es werden Komponenten für die Herstellung von… …   Deutsch Wikipedia

  • Hydrofiner — Hydrodesulfurierung (kurz: HDS ), ist die Entschwefelung von Mineralölprodukten durch Hydrierung (Reaktion der Schwefelverbindungen mit Wasserstoff). Das Verfahren hat erhebliche Bedeutung in der Mineralölindustrie. Es werden Komponenten für die… …   Deutsch Wikipedia

  • Hydrofining — Hydrodesulfurierung (kurz: HDS ), ist die Entschwefelung von Mineralölprodukten durch Hydrierung (Reaktion der Schwefelverbindungen mit Wasserstoff). Das Verfahren hat erhebliche Bedeutung in der Mineralölindustrie. Es werden Komponenten für die… …   Deutsch Wikipedia

  • Hydrotreating — Hydrodesulfurierung (kurz: HDS ), ist die Entschwefelung von Mineralölprodukten durch Hydrierung (Reaktion der Schwefelverbindungen mit Wasserstoff). Das Verfahren hat erhebliche Bedeutung in der Mineralölindustrie. Es werden Komponenten für die… …   Deutsch Wikipedia

  • petroleum refining — Introduction  conversion of crude oil into useful products. History Distillation of kerosene and naphtha       The refining of crude petroleum owes its origin to the successful drilling of the first oil well in Titusville, Pa., in 1859. Prior to… …   Universalium

  • Raffinerie d'Arzew — La raffinerie d Arzew est l une des cinq raffineries de pétrole d Algérie ; elle est gérée par la société publique Naftec SPA. Sommaire 1 Présentation générale 1.1 Historique 1.2 Situation géographique …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”