View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4 Experimentelle Untersuchungen im Labormaßstab
einstellte. Die Versuche wurden mit dem Kraftstoff Jet A-1 A und einer leichten, schwefelreduzierten
Teilfraktion des Kraftstoffs Jet A1-A durchgeführt. Die leichte Teilfraktion wurde zur
Untersuchung einer zweiten Membranentschwefelungsstufe eingesetzt, die entweder der
destillativen Abtrennung oder der ersten Membranstufe nachgeschaltet werden kann.
4.5.3 Screening von Membranen zur Entschwefelung des Kraftstoffs Jet A-1 A
Zur Auswahl von geeigneten Membranen wurden fünf Materialien auf ihre Trenneigenschaften
hin untersucht. Für die Studie wurden sowohl neuentwickelte Membranen verwendet, die
sich im Forschungsstadium oder in der Phase der Markteinführung befinden, als auch
Membranen, die bereits kommerziell verfügbar sind. Die eingesetzten Membranen sind in
Tab. 4-7 aufgeführt.
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Bezeichnung Hersteller Typ
M-1 Sulzer Chemtech Pervap 1060
M-2 vertraulich vertraulich
M-3 vertraulich Polyurethan/PAN-Komposit
M-4 Universität Düsseldorf 6-FDA-4MPD/DABA unvernetzt
M-5 Universität Düsseldorf 6-FDA-4MPD/DABA 9:1 Butandiol
Tab. 4-7: Im Rahmen der Vergleichsstudie zur Reduzierung des Schwefelgehaltes im
Permeat untersuchte Membranen.
Die Membran M-1 wird von Sulzer Chemtech kommerziell als Membran zur Pervaporation
vertrieben, wobei die chemische Zusammensetzung nicht bekannt ist. Die Haupteinsatzgebiete
sind die Dehydrierung von Lösungsmitteln sowie die Abtrennung von Methanol und
Ethanol. Die Membran M-2 wurde zur Anreicherung von Aromaten aus Kohlenwasserstoffgemischen
entwickelt. Wiederum unterliegt die Zusammensetzung der Membran der Geheimhaltung.
Die Polyurethan/PAN-Kompositmembran (M-3) wurde in Anlehnung an eine in
der Literatur beschriebene aromatenselektive Membran zur Entschwefelung von Naphtafraktionen
hergestellt [126; 134]. Neben dieser sind auch die am Institut für Organische Chemie
und Makromolekulare Chemie der Universität Düsseldorf entwickelten Polyimidmembranen
derzeit im Forschungsstadium [135]. Die Polyimidmembranen M-4 und M-5 sind aus derselben
Grundstruktur aufgebaut und unterscheiden sich durch die Vernetzung. Bei vernetzten
Membranen werden die Polymerketten der Grundstruktur mit einem anderen Polymer verbunden,
so dass die Quellung der Membran eingeschränkt wird. Bei hohen Aromatengehalten
ist dies erforderlich, um eine Beschädigung der Membran durch ein zu starkes Quellen
zu verhindern. Im Betrieb hat die Vernetzung einen geringeren transmembranen Fluss zur
Folge. In Abhängigkeit vom zur Vernetzung eingesetzten Polymer kann daraus jedoch auch
eine leicht gesteigerte Selektivität resultieren.
Während die Membranen M-1, M-2 und M-3 als Kompositmembranen vorlagen, wurden die
Membranen M-4 und M-5 von Hand gegossen, so dass die aktive Schicht eine Stärke von
etwa 35 m hatte, die im Einzelfall genau zu bestimmen war. Um die transmembranen Flüsse
der verschiedenen Membranen vergleichen zu können, wurde für die Auswertung der