Mischen von H2S-Scavengern für die Phasentransferreaktion
Schwefelwasserstoff (H2S) ist ein farbloses Gas, das in Rohöl und Erdgas vorkommt. H2S ist giftig, korrosiv, entzündlich und explosiv. Es kann durch Scavenger, Hydrodesulfurierung, Aktivkohlefiltration oder Reaktion mit Eisenoxid aus Öl und Gas entfernt werden. Ultraschallreaktoren von Hielscher unterstützen die Phasentransferreaktion mit H2S-Scavengern.
Scavenger zur Entfernung von Schwefelwasserstoff (H2S) aus Rohöl
Eine häufig verwendete Methode zur Entfernung von Schwefelwasserstoff ist die Abtrennung mithilfe von Scavengern wie Triazinverbindungen. Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazin (auch als MEA-Triazin oder HHTT bekannt) ist ein Additiv auf Triazinbasis. Diese wasserlösliche Scavenger-Verbindung reagiert an ihrer Phasengrenzschicht mit dem H2S aus der umgebenden Ölphase zu Monoethanolamin (MEA) und Dithiazin. Dies ist eine Phasentransferreaktion und erfordert eine anspruchsvolle Mischtechnik zur Durchmischung mit der Ölphase. Ohne ausreichende Durchmischung werden Additive auf Triazinbasis häufig in Mengen eingesetzt, die über dem erforderlichen Maß liegen. Dieser Überschuss und die Nebenprodukte der Scavenger-Reaktion mit Schwefelwasserstoff verursachen Korrosion und Ablagerungen in nachgeschalteten Anlagenkomponenten.
Mehr Kontakt durch kleinere Tröpfchen
Ultraschallmischer von Hielscher verbessern die Kinetik von Phasentransferreaktionen in Flüssig-Flüssig-Phasensystemen. Ultraschallkavitation erzeugt eine starke hydraulische Scherung und zerteilt die Scavenger-Verbindung in Tröpfchen im Submikrometer- und Nanometerbereich. Diese Verringerung des Tröpfchendurchmessers vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Scavenger und der Ölphase und verbessert die Reaktionskinetik. Durch den Einsatz von Ultraschall kann der Volumenanteil der Scavenger-Verbindung geringer ausfallen, da feinere Emulsionen weniger Volumen benötigen, um dieselbe Kontaktfläche mit der Ölphase bereitzustellen.
Mehr Kontakt durch geringere Abstände
Die Zerteilung der Scavenger-Verbindung in kleinere Tröpfchen erzeugt auch mehr Tröpfchen pro Gallone. Eine höhere Tröpfchenzahl führt zu einem geringeren Abstand zwischen den einzelnen Tröpfchen. Dadurch befindet sich mehr Öl in unmittelbarer Nähe eines Scavenger-Tröpfchens.
Niedrige Scavenger-Konzentration
Scavenger werden meist anhand des in ppm angegebenen Gehalts an H2S im Öl dosiert. Dies kann dazu führen, dass lediglich 1 Liter Scavenger-Verbindung pro 1000 Liter Öl (1:1000) zugegeben wird. Bei einem derart niedrigen Volumenverhältnis ist es kostengünstiger, zunächst einen Vormischstrom mit einem höheren Volumenverhältnis (z. B. 1:10) herzustellen. Dabei entstehen kleine, in der Ölphase suspendierte Scavenger-Tröpfchen. Diese Vormischung kann anschließend in einer zweiten Stufe auf das erforderliche endgültige Volumenverhältnis verdünnt werden.
Kapazität der Ultraschallreaktoren
| Chargenvolumen | Volumenstrom | Empfohlene Geräte |
|---|---|---|
| 5 bis 200mL | 50 bis 500mL/min | UP200Ht, UP400S |
| 0,1 bis 2L | 0,25 bis 2m3/hr | UIP1000hd, UIP2000hd |
| 0,4 bis 10L | 1 bis 8m3/hr | UIP4000 |
| n.a. | 4 bis 30m3/hr | UIP16000 |
| n.a. | über 30m3/hr | Verbund aus UIP10000 oder UIP16000 |
Ultraschallmischsystem – 2 Stränge mit jeweils 6x10kW (mit einem Volumenstrom von 2x120m3/hr)
Synonyme für Hexahydro-1,3,5-tris(hydroxyethyl)-s-triazin
eta75, actane, Trizin, KM 200, Roksol, grotanb, grotanbk, kalpurte, Cobate C, busan1060, MEA, HHTT
Ultraschallhomogenisator UIP4000hdT zur Inline-Emulgierung von Scavengern