Untersuchung der Fluiddynamik von Flüssigkeiten und Gasen bei der gemeinsamen Durchströmung im Rieselbettreaktor

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Bei den heutigen hohen Anforderungen bezüglich der Schwefelgehalte in Kraftstoffen ist es erforderlich, daß die Raffinerien ihre Entschwefelungsanlagen optimal auslegen und betreiben. Die schwefelhaltigen Komponenten von Erdölfraktionen werden durch Hydrieren entschwefelt. Der dabei entstehende Schwefelwasserstoff wird in separaten Anlagen in Elementarschwefel umgewandelt. Die Hydrierreaktionen finden in einem Rieselbettreaktor statt, in dem die Erdölfraktionen gemeinsam mit Wasserstoff eine Katalysatorschüttung von oben nach unten durchströmen. Die Kenntnis des fluiddynamischen Verhaltens der flüssigen und der gasförmigen Phase und ihre Wechselwirkung mit der Katalysatorschüttung ist für die Optimierung der Entschwefelung mit Rieselbettreaktor notwendig. Magnetic Resonance Imaging (MRI) bietet prinzipiell die Möglichkeit, die Verteilung der flüssigen Phase sowie ihre Geschwindigkeit ortsaufgelöst in einer Katalysatorschüttung zu ermitteln. Des weiteren wird versucht, den Flüssigkeitskontakt mit den Katalysatorpartikeln zu quantifizieren. Die Untersuchungen erfolgen online und nicht-invasiv an einem Modellsystem. Dazu wird eine Katalysatorschüttung im Gleichstrom von einer gasförmigen und einer flüssigen Phase von oben nach unten durchströmt. Mit den bei den Untersuchungen erhaltenen Ergebnissen sollen die bereits vorliegenden Ergebnisse von Entschwefelungsreaktionen in Drei-Phasen-Reaktoren besser interpretiert und die bestehenden Berechnungsverfahren zur Modellierung solcher Drei-Phasen-Systeme verbessert werden. Die erstellten Modelle sollen eine genauere Auslegung bzw. bessere Einstellung von Rieselbettreaktoren zulassen.