View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

2.3 Entschwefelung – Stand der Technik
Abb. 2-1: Verfahrensfließbild der hydrierenden Entschwefelung [43, S. 578]
Während leichtsiedende Naphtafraktionen in der Gasphase verarbeitet werden, liegt bei höhersiedenden
Fraktionen zumindest ein größerer Anteil der Fraktion im Reaktor flüssig vor.
Da schwerere Mitteldestillatfraktionen nicht vollständig verdampft werden können, wärend
bei der Verarbeitung in der Gasphase Kohlenstoffablagerungen im Reaktor die Folge. Bei
einem ausreichenden flüssigen Anteil können die langkettigen Moleküle dagegen durch die
Katalysatorschüttung gespült werden [43, S. 579f.]. In einem solchen dreiphasigen „Trickle-
Bed-Reactor“ rieseln die flüssigen Anteile als dünner Film über die Katalysatorpartikel, während
in den Zwischenräumen hauptsächlich der Wasserstoff als Gasphase hindurchströmt.
Da nicht der gesamte in den Reaktor geleitete Wasserstoff umgesetzt wird, wird das Reaktionsprodukt
nach dem Austritt aus dem Reaktor gekühlt und der Gasanteil im Hochdruckseparator
abgetrennt. Nach dem Abtrennen des Schwefelwasserstoffs aus dem Gasanteil, wird
der verbleibende Wasserstoff über einen Verdichter in den Kreislauf zurückgeführt. Zur Abtrennung
des im flüssigen Produkt gelösten Schwefelwasserstoffs wird die Fraktion in einer
Stripperkolonne mit einem Dampf- oder Gasstrom gespült [43, S. 585]. Alternativ kann auch
eine Aminwäsche eingesetzt werden, bei der der Schwefelwasserstoff über eine Absorption
entfernt wird. Im weiteren Prozess kann der im Waschturm abgetrennte Schwefelwasserstoff
in einer nachgeschalteten Clausanlage in elementaren Schwefel umgesetzt werden [37, S.
30].
Die hydrierende Entschwefelung organischer Schwefelverbindungen ist generell exotherm.
Die Reaktionen sowie die Standardreaktionsenthalpien für einige wichtige Schwefelverbindungen
sind in Tab. 2-8 zusammengefasst.
Für das Hydrofinerverfahren werden überwiegend adiabatisch betriebene Festbettreaktoren
verwendet. Der leichte Temperaturanstieg aufgrund der exothermen Reaktion wird durch
Einleiten des kalten Kreislaufgases kompensiert. Daneben ist die Kreislaufrückführung des
Wasserstoffs erforderlich, um einen ausreichenden Wasserstoffpartialdruck im Reaktor zu
gewährleisten. Ein zu geringer Wasserstoffpartialdruck hat eine verringerte Entschwefelungsleistung
und eine vorzeitige Alterung des Katalysators durch Verkokung zur Folge [43,
S. 578].
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