L'utilizzo di metildietanolammina per l'addolcimento di gas naturale e per la cattura di anidride carbonica da Syngas in impianti di potenza

A causa del progressivo inasprimento delle normative ambientali sulle emissioni e sul tenore di composti inquinanti nei combustibili, è molto importante poter disporre di modelli accurati per descrivere l’assorbimento di gas acidi e sostanze inquinanti, come dimostrano i numerosi articoli in letteratura riguardanti l’argomento. Il presente lavoro di tesi si focalizza sullo studio dell’assorbimento chimico di gas acidi con solventi amminici, in particolare sono state considerate due ammine di interesse: la metildietanolammina (MDEA) e la piperazina (PZ). Per quanto riguarda la MDEA, sono stati simulati con ASPEN Plus® utilizzando il modello di termodinamica, cinetica e mass transfer descritto e verificato da Langè e Quadri (2011) due casi di studio differenti: la simulazione di un impianto di addolcimento di gas naturale in via di costruzione (GASCO Habshan) e il progetto di un’ipotetica sezione di CCS dell’impianto di potenza a gassificazione di carbone descritto da Giuffrida e Romano (2012). La colonna di assorbimento dell’impianto GASCO Habshan è stata simulata con ASPEN Plus® utilizzando il modello modificato, e i risultati della simulazione sono in migliore accordo con i valori previsti dal simulatore dell’azienda che fornisce il solvente per l’impianto rispetto ai risultati della simulazione con ASPEN Plus® utilizzando il modello default. Il progetto della sezione CCS dell’impianto IGCC di riferimento ha portato ad una configurazione di processo in grado di rispettare i vincoli di recupero di CO2 e di composizione della corrente ricca di anidride carbonica da stoccare e ottimizzata dal punto di vista energetico, in termini di minimizzazione del carico termico al ribollitore della colonna di rigenerazione del solvente ricco di CO2. Per quanto riguarda invece la PZ, sono stati mossi i primi passi per lo sviluppo di un modello ottimizzato per descriverne il comportamento sia come solvente in soluzione acquosa sia come promotore per MDEA per assorbimento di gas acidi: per entrambi i casi, si è effettuata la stima dei parametri termodinamici per la caratterizzazione dell’equilibrio liquido-vapore di sistemi contenenti CO2 e H2S secondo la teoria Electrolyte-NRTL.