Hielscher – Ultraschall-Technologie

Mischen von H2S Scavenger für Phase-Transfer-Reaktion

Schwefelwasserstoff (H2S) ist ein farbloses Gas, das in Erdöl und Erdgas vorkommt. H2S ist giftig, ätzend, brennbar und explosiv. Mittels Scavenger-Reagenzien, Hydrodesulfurierung, Aktivkohlefiltration oder Reaktion mit Eisenoxid kann es kann aus Öl und Gas entfernt werden. Hielscher Ultraschallreaktoren unterstützen die Phasen-Transfer-Reaktion mit H2S Scavenger. Scavenger entfernen Verunreinigungen (z.B. Reagenzüberschüsse und Nebenprodukte).
Ultraschall-Emulsion

Scavengers für die Entfernung von Schwefelwasserstoff (H2S) aus Rohöl

Ultraschall-Mischen für Emulsion Chemistry Um Schwefelwasserstoff zu entfernen, wird Erdöl häufig mit Scavengern, z.B. Triazin-Verbindungen gestrippt. Hexahydro-1,3,5-Tris(Hydroxyethyl)-s-triazin (auch als MEA-Triazin oder HHTT bekannt) ist ein Triazin-basierter Zusatzstoff. Diese wasserlösliche Scavenger-Verbindung reagiert mit dem H2S aus der umliegenden Ölphase in seiner Phase-Grenzschicht zu Monoethanolamin (MEA) und Dithiazin. Dabei handelt es sich um eine Phasen-Transfer-Reaktion und erfordert eine zuverlässige Durchmischung/ Homogenisierung mit der Ölphase. Werden die Triazin-basierten Additive nicht gleichmäßig und vollständig eingemischt, sind diese Triazin-basierten Additive in exzessivem Überschuss notwendig, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Dieser Überschuss und die Nebenprodukte der Scavenger-Reaktion mit Schwefelwasserstoff verursachen Korrosion und Ablagerungen an den Maschinen der nachgelagerten Prozessschritte.

Mehr Interphasen-Kontaktfläche durch kleinere Tropfen

Hielscher Ultraschallhomogenisatoren verbessern die Reaktionskinetik am Phasenübergang in Flüssig-Flüssig-Phasensystemen. Ultraschall Kavitation erzeugt hohe hydraulische Scherkräfte und durchbricht die Scavengerphase in Sub-Micron und Nano-Tröpfchen. Diese Reduzierung der Tröpfchen Durchmesser erhöht die Kontaktfläche zwischen der Scavenger- und der Ölphase und verbessert die Reaktionskinetik. Mit Ultraschall, kann die Volumenkonzentration der Scavengerphase reduziert werden, weil feinere Emulsionen weniger Volumen für die gleiche Kontaktfläche mit der Ölphase benötigen.

Mehr Interphasen-Kontakt durch die Nähe der Reagenzien

Emulsion für Ultraschall-Flüssig-Flüssig-Extraktion Werden die Scavenger-Verbindungen in kleinere Tröpfchen aufgespalten, so wird dadurch die Tröpfchen-Anzahl pro Volumen des Reaktionsgemisches erhöht. Eine höhere Tropfenanzahl führt zu einem kleineren Abstand zwischen den einzelnen Tröpfchen. Deshalb befindet sich mehr Öl in unmittelbarer Nähe zu den Scavenger-Reagenzien.

Niedrige Scavenger-Konzentration

Scavengers werden meist in sehr kleinem Volumenverhältnis im parts per million-Maßstab (ppm) in Abhängigkeit vom H2S im Öl dosiert. Daher werden oft außerordentlich geringe Mengen - z.B. 1 Liter Scavenger-Verbindungen pro 1000 Liter Öl - hinzugefügt (Mischungverhältnis 1:1000). Bei einem solch niedrigen Volumenverhältnis ist es kostengünstiger, zuerst einen Hauptstrom (sog. Master Stream) mit einem höheren volumetrischen Anteil (z.B. 1:10) zu produzieren. Dabei werden sehr kleine Tropfen der Scavenger-Verbindung in die Öl-Phase eingemischt, welche dann in einem zweiten Schritt zum finalen Volumenverhältnis verdünnt werden können.

Zweistufige Emulgierung

Zweistufige Emulgierung

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Kapazität von Ultraschallreaktoren

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
5 bis 200ml 50 bis 500ml/min UP200Ht, UP400S
0,1 bis 2L 0,25 bis 2m3/h UIP1000hd, UIP2000hd
0,4 bis 10L 1 bis 8m3/h UIP4000
n.a. 4 bis 30m3/h UIP16000
n.a. mehr als 30m3/h Cluster aus UIP10000 oder UIP16000
Ultraschall-Mischsystem - 2 Strands von 6x10kW (2x120m3 / h)

Ultraschall-Mischsystem – 2 Stränge mit je 6x10kW (2x120m3/h)

Synonyme für Hexahydro-1,3,5-Tris (Hydroxyethyl)-s-Triazin:
eta75, Actan, Troizen, KM 200, Roksol, Grotanb, Grotanbk, Kalpurte, Cobate C, Busan1060, MEA, HHTT