View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

3 Neue Lösungsansätze zur dezentralen Entschwefelung von Mitteldestillaten
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Schwefelgehalt / ppm
1200
1000
800
600
400
200
0
[EMIN][EtSO4]
[BMIM][OcSO4]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Extraktionsstufe
Abb. 3-9: Mehrstufige extraktive Entschwefelung von Heizöl EL mit den ionischen Flüssigkeiten
[EMIM][EtSO4] und [BMIM][OcSO4] nach [95, S. 39f.]
Mit [BMIM][OcSO4] konnte der Schwefelgehalt in einem dreistufigen Prozess um 39 % reduziert
werden. Eine noch geringere Entschwefelungsleistung wurde mit [EMIM][EtSO4] beobachtet.
Nach 9 Stufen wurde der Schwefelgehalt um nur 20 % verringert [95, S. 39f.].
Ein für die technische Umsetzung entscheidender Punkt ist die Löslichkeit von ionischer
Flüssigkeit und Kraftstoff. Verbleibt nach der Phasentrennung ionische Flüssigkeit im Kraftstoff,
wird die Produktqualität beeinträchtigt und der Verlust an ionischer Flüssigkeit muss
neu hinzugefügt werden. In mehr als 1000 Versuchen konnte nach der Phasentrennung
durch Zentrifugieren nachgewiesen werden, dass der im Kraftstoff gelöste Anteil ionischer
Flüssigkeit unter der Nachweisgrenze von 1 ppm liegt [93, S. 319]. Eigene Untersuchungen
ohne den Einsatz einer Zentrifuge ergaben mit [BMIM][OcSO4] nach einer Ruhezeit von
mehr als einer Stunde zur Phasentrennung, dass immer noch ionische Flüssigkeit in Dieselkraftstoff
nachgewiesen werden konnte. Dies wird auf eine nicht vollständige Phasentrennung
zurückgeführt. Für [EMIM][EtSO4] konnte dagegen keine ionische Flüssigkeit im Kraftstoff
nachgewiesen werden [95, S. 26ff.].
Eine deutlich höhere Löslichkeit ist für Kohlenwasserstoffe in ionischen Flüssigkeiten zu beobachten.
Für reale Diesel- und Gasöle wurde eine Querlöslichkeit von bis zu 12 % (Masse)
in [BMIM][OcSO4] und bis zu 3,8 % (Masse) in [EMIM][EtSO4] nachgewiesen [94, S. 46f.].
Die Löslichkeit von Kohlenwasserstoffen in ionischen Flüssigkeiten hat zur Folge, dass beim
Extraktionsprozess ein Teil des zu entschwefelnden Kraftstoffs verloren geht, und dass der
in der ionischen Flüssigkeit gelöste Anteil des Reextraktionsmittels in den Kraftstoff übergeht.
Einen anderen Weg zur Entschwefelung mit ionischen Flüssigkeiten verfolgt Huang. Dabei
wird eine ionische Flüssigkeit mit einer Cu(I) Gruppe hergestellt, die an der University of Michigan
zur fest/flüssig-Adsorption verwendet wird. Diese ionische Flüssigkeit, BMImCu2Cl3,
bindet die Schwefelverbindungen über einen -Komplex und erreicht bessere Entschwefelungsleistungen
als die von Eßer untersuchten Flüssigkeiten [96].