Modellazione del processo di assorbimento di CO2 con un solvente ibrido innovativo

Acid gases absorption processes play a fundamental role in a wide range of applications. Among these, CO2 capture from flue gases in power plants and the removal of CO2 and H2S from crude natural gas streams are definitely some of the most important ones. Today, amine solvents represent the most mature technology for this process, however they are toxic and corrosive and require high thermal duties in the regeneration phase. This thesis work has been performed within the GASP research group of Politecnico di Milano in collaboration with Eni S.p.A. and is focused on the study and the modelling of an innovative solvent for acid gases absorption. The commercial simulator software ASPEN Plus® has been customized for the thermodynamic representation of the system, for which only few experimental data are available. In particular, components not available by default in the software’s database have been added, and the necessary parameters for the system’s description have been estimated. Finally, simulations of a pilot plant have been carried out to compare the obtained results with the experimental values.

I processi di assorbimento di gas acidi rivestono un ruolo fondamentale in un’ampia serie di applicazioni. Tra queste emergono sicuramente la cattura di CO2 da gas di scarico di impianti di potenza e la rimozione di CO2 e H2S da correnti grezze di gas naturale. Ad oggi i solventi amminici rappresentano la tecnologia più matura per questo processo, tuttavia esse sono tossiche e corrosive e richiedono un elevato apporto energetico in fase di rigenerazione. Questo lavoro di tesi è stato svolto all’interno del gruppo GASP del Politecnico di Milano in collaborazione con Eni S.p.A. e riguarda lo studio e la modellazione di un solvente innovativo per l’assorbimento di gas acidi. Il software di simulazione commerciale ASPEN Plus® è stato customizzato per la rappresentazione termodinamica del sistema, per il quale sono disponibili pochi dati sperimentali, e per la successiva simulazione del processo. In particolare, sono stati inseriti i componenti non presenti di default nel database del programma e sono stati stimati i valori dei parametri necessari per la descrizione del sistema. Infine, sono state simulate delle prove sperimentali effettuate in un impianto pilota per un confronto dei risultati con i valori sperimentali.