ISBN 978-3-8439-4010-8

978-3-8439-4010-8, Reihe Verfahrenstechnik

Eva Maria Kamp
Verfahrensentwicklung zur effizienten Entfernung organischer Schwefelverbindungen aus Kokereigas

195 Seiten, Dissertation Technische Universität Berlin (2019), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Entschwefelung natürlicher Rohstoffe wie bspw. Erdöl stellt einen wichtigen Prozessschritt in der Chemieindustrie dar. Diese ist u.a. notwendig da Schwefel Katalysatoren schädigen kann. Für die Tiefenentschwefelung von Kokereigas wurde bisher keine wirtschaftliche Variante gefunden. Ein solcher Prozessschritt ermöglicht die stoffliche Nutzung dieses wertvollen Gases, das ca. 60 Vol.-% H2 und ca. 20 Vol.-% CH4 enthält. Daher wird in dieser Arbeit eine Verfahrensentwicklung für die Entfernung organischer Schwefelverbindungen aus Kokereigas vorgestellt. Zunächst wurde eine heterogene Katalyse mit Co-Mo-Katalysator ausgewählt, durch den der organische Schwefel in H2S umgewandelt wird, was anschließend durch etablierte Verfahren aus dem Gas entfernt werden kann. Für die Erprobung dieses Verfahrens wurden Versuche mit einer Laboranlage und einer Miniplant mit realem Kokereigas durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass im Gas Störkomponenten enthalten sind, die den Katalysator schädigen können. Daher wurden Edelmetallkatalysatoren in einem analogen Vorgehen untersucht. Hier konnte gezeigt werden, dass diese den organischen Schwefel um ein Vielfaches effizienter als etablierte Katalysatoren zu H2S hydrieren. Weiterhin wurde in einer Simulation des Prozesses gezeigt, dass die exothermen Nebenreaktionen zur Wärmerückgewinnung eingesetzt werden können, sodass im laufenden Betrieb keine zusätzliche Wärme zur Aufheizung des Gases zugeführt werden muss. Die Ergebnisse dieser Arbeit demonstrieren, dass aufgrund der hohen Anzahl an Nebenkomponenten im Gas die vollständige Stoffmatrix in der Verfahrensentwicklung zu betrachten ist. Im Miniplantbetrieb mit realem Kokereigas konnte dargelegt werden, dass der Katalysator ein stabiles und reproduzierbares Verhalten aufweist.