Entfernung von Schwefel aus Öl
mittels Natriumtechnologie
Entfernung von Schwefel mittels der Natriumtechnologie
- Anwendung von Natriumdispersion als Reagenz
- Anwendbar auf trockenes Mineralöl
- Kostengünstig bei moderaten Schwefelgehalten
Entschwefelung von Mineralölen mittels der Natriumtechnologie
Ursprünglich wurde die Natriumtechnologie zur Abreinigung PCB-haltiger Öle eingesetzt.
Da in den letzten Jahrzehnten verstärkt Anstrengungen unternommen wurden, aus Kunststoff- und anderen Abfällen Recycling-Diesel zu gewinnen, ergibt sich für diese Technologie ein weiteres Einsatzgebiet.
Recycling-Diesel weist einen Anteil von schwefelhaltigen organischen Verbindungen auf, der über aktuellen Grenzwerten liegt und kann deshalb ohne eine Entschwefelung nicht verwendet werden.
Versuche im Labormaßstab konnten den Beweis erbringen, dass die Natriumtechnologie in der Lage ist, Organo-Schwefelverbindungen in Abhängigkeit von der Anwendungstemperatur bei der Behandlung des Öls mit Natrium zu eliminieren.
Allerdings wird dieses Verfahren bis heute noch nicht im industriellen oder großtechnischen Maßstab eingesetzt.
Elementares Natrium reagiert mit dem organisch gebundenen Schwefel zu Natriumsulfid, Polymeren und organischen Molekülen. Die Reaktion verläuft bei Temperaturen zwischen 280 – 300 °C.
Beispielhafte relevante schwefelhaltige Verbindungen:
Mercaptane (R-S-H)
Sulfide (R-S-R) und Disulfide (R-S-S-R)
Thiophene
Sämtliche Verbindungen der drei genannten Verbindungsklassen können mittels der Natriumtechnologie zerstört werden
Die erforderlichen Bedingungen für die Entschwefelung sind stark unterschiedlich:
Mercaptane bilden schon bei Raumtemperatur die entsprechenden Natriumsalze und fallen als Feststoff aus.
Aliphatische Sulfide oder Disulfide reagieren ab 200 °C,
Thiophene erst bei Temperaturen ab 280 °C.
Da Thiophene einen erheblichen Anteil der in Dieselkraftstoffen vorkommenden Schwefelverbindungen ausmachen, muss eine Reaktionstemperatur von etwa 300 °C gewählt werden, um die Entschwefelung mittels der Natriumtechnologie erfolgreich durchzuführen.
Einfluss der Reaktionsoberfläche von Natrium auf die Reaktionsgeschwindigkeit
Da die Reaktionsgeschwindigkeit von Natrium von der zur Verfügung stehenden Reaktionsoberfläche bestimmt wird, ist die Teilchengröße der einzelnen Natriumpartikel von ausschlaggebender Bedeutung.
Im Bild ist diese Korrelation dargestellt.
Weiterhin ist die Reaktionsgeschwindigkeit selbstverständlich von der anliegenden Temperatur abhängig.
Es sollte eine Teilchen¬größe von < 10 µm erreicht werden, um eine ausreichende Reaktivität des Natriums zu erzielen.
Darstellung der Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Größe der Oberfläche der Natriumpartikel
Natrium - Technologie für die Entschwefelung von Öl (Altöl)
Die Entschwefelungseinheit besteht aus den folgenden Elementen:
- Einheit zur Herstellung der Natriumdispersion
- Reaktionseinheit zur Durchführung der Entschwefelung
- Abtrennung der Reaktionsprodukte und des ggf. überschüssigen Natriums
