View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

3.3 Ionische Flüssigkeiten
Ein weiterer Unterschied zu den von Eßer untersuchten Flüssigkeiten ist, dass die prozentuale
Verminderung des Schwefelgehaltes bei der Extraktion von Ölen mit geringeren
Schwefelgehalten zunimmt, so dass mit weniger Aufwand tiefentschwefelte Kraftstoffe hergestellt
werden können. Dies wird damit begründet, dass sich diese Art der Entschwefelung
wie eine Adsorption mit einer bestimmten Anzahl aktiver Zentren verhält und nicht wie eine
Extraktion, die einen Gleichgewichtszustand anstrebt. Der technischen Anwendung stehen
derzeit die mangelnde Verfügbarkeit der ionischen Flüssigkeit und die bisher fehlende Möglichkeit
zur Regeneration der beladenen ionischen Flüssigkeit entgegen.
3.3.3 Bewertung
Die leicht zu beherrschenden Betriebsbedingungen sowohl bei der Extraktion als auch bei
der Reextraktion sind ein großer Vorteil für die Entschwefelung in mobilen Brennstoffzellensystemen.
Außerdem ist keine Wasserstoffzufuhr erforderlich. Während noch 1999 nur
Kleinstmengen von 25 g ionischer Flüssigkeiten bezogen werden konnten, wird die Verfügbarkeit
derzeit besser. Einzelne Flüssigkeiten sind heute bereits zu deutlich geringeren Preisen
im Tonnenmaßstab verfügbar und toxikologisch untersucht worden, so dass sie industriell
eingesetzt werden können. Ökologische und sicherheitstechnische Probleme, wie sie
bei flüchtigen organischen Lösungsmitteln auftreten, sind nicht gegeben, weil das Entweichen
der ionischen Flüssigkeit in die Umgebung aufgrund des nicht messbaren Dampfdruckes
vermieden werden kann.
Während die ersten veröffentlichten Ergebnisse zur Entschwefelung von Modellkraftstoffen
viel versprechend waren, zeigen neue Untersuchungen mit realen Kraftstoffen deutlich geringere
Leistungen. Die Flüssigkeit [EMIM][EtSO4] ist für eine technische Anwendung nicht
geeignet, da der Schwefelgehalt nach 9 Entschwefelungsstufen nur um 20 % reduziert werden
kann. Bei Einsatz eines mehrstufigen Entschwefelungsprozesses reicht die Entschwefelungsleistung
der Flüssigkeit [BMIM][OcSO4] zumindest für eine Vorentschwefelung aus. Zur
Reduzierung des Schwefelgehaltes um 39 % ist ein dreistufiger Trennprozess erforderlich.
Zusammen mit der Regeneration der ionischen Flüssigkeit ergibt sich jedoch ein hoher verfahrenstechnischer
Aufwand, der die Anwendung in mobilen Systemen schwierig macht.
Die schwierige Phasentrennung nach der Extraktion steht jedoch dem mobilen Einsatz von
[BMIM][OcSO4] entgegen. Da das Zentrifugieren in mobilen Systemen zu aufwendig ist, und
Erschütterungen im Betrieb die Phasentrennung weiter erschweren, scheint die Anwendung
des Verfahrens derzeit nicht möglich.
Zukünftige Entwicklungen können die Anwendbarkeit jedoch deutlich verbessern. Voraussetzung
ist die Entwicklung von ionischen Flüssigkeiten, die die Trennleistung der Flüssigkeit
[BMIM][OcSO4] mit den Phasentrenneigenschaften von [EMIM][EtSO4] verbinden. Eine Verringerung
des verfahrenstechnischen Aufwandes bringt die Fixierung der ionischen Flüssigkeit
auf Silica-Trägerstrukturen. Erste Versuche zeigten jedoch bis heute nur geringere Verteilungskoeffizienten
als das reine Trägermaterial ohne Zusatz von ionischer Flüssigkeit [94,
S. 96f.].
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