Hydrodenitrierung

Hydrodenitrierung, abgekürzt HDN, ist ein Verfahren der Erdölraffination, bei dem organische Stickstoffverbindungen in Kohlenwasserstoffen durch Reaktion mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators entfernt werden. Ziel ist es, den Stickstoffgehalt in Mitteln wie Gasöl, Diesel und Zwischenfraktionen zu verringern, die Qualität der Produkte zu verbessern und die Leistungsfähigkeit nachgeschalteter Prozesse zu sichern. Durch HDN lässt sich außerdem die Bildung gesundheitsschädlicher Emissionen sowie die Belastung von Katalysatoren in Folgeprozessen reduzieren.

Typische organische Stickstoffverbindungen in Erdölfraktionen umfassen Pyridine, Quinoline, Indole, Indoline und andere heterocyclische Verbindungen. HDN bricht C-N-Bindungen durch Hydrierung, setzt Wasserstoff an die Stickstoffverbindungen an und führt zu kohlenwasserstoffartigen Produkten plus Ammoniak (NH3). Die Reaktion erfolgt oft selektiv, sodass aromatische Strukturen teilweise erhalten bleiben, während die stickstoffhaltigen Gruppen entfernt werden.

Katalysatoren und Betriebsbedingungen: In der Praxis kommen zweifach beschichtete Ni-Mo- oder Co-Mo-Katalysatoren auf Trägermaterialien wie Alumina zum Einsatz. Die Reaktion läuft typischerweise bei hohen Wasserstoffdrücken (etwa 20 bis 120 bar) und Temperaturen von circa 300 bis 420 °C ab. HDN wird häufig zusammen mit der Hydrodesulfurierung (HDS) in einer gemeinsamen Einheit betrieben, um Nitrogen- und Schwefelverbindungen gleichzeitig zu reduzieren.

Feedstoffe und Bedeutung: HDN wird vor allem mit Gasöl, VGO (Vacuum Gas Oil) und schweren Fraktionen durchgeführt. Sie dient der Verbesserung der Produktqualität, der Vermeidung von Katalysator-Poisoning in nachgeschalteten Prozessen und der Verringerung schädlicher Emissionen. Die Entwicklung effizienterer Katalysatoren zielt darauf ab, die Denitrierung unter milderen Bedingungen zu ermöglichen.