Estudo do processo de dessorção de CO2 da mistura 2-amino-2-metil-1-propanol e piperazina carbonatada.

Abstract

AGRADECIMENTOSAgradeço aos meus pais, pelo incentivo, apoio, carinho e por tudo que fizeram. Agradeço ao orientador Prof. Dr. José Luís de Paiva, que me orientou, pelos seus ensinamentos e contribuições para o desenvolvimento do trabalho e amizade. Agradeço a Mestre Denise Trigilio Tavares, que me acompanhou durante todos os experimentos e ajudou em todo o desenvolvimento do trabalho. Agradeço ao Prof. Doutor Wilson Miguel Salvagnini pelo apoio na elaboração dos experimentos. São Paulo por ter possibilitado o desenvolvimento do trabalho e espaço cedido para a pesquisa. E o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro e incentivo a pesquisa. Agradeço também a todas as pessoas que contribuíram, diretamente e indiretamente, para o desenvolvimentos, construção e sucesso deste trabalho. RESUMOO trabalho visa o estudo do processo de dessorção química de CO2 em solução aquosa da mistura das aminas 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP) e piperazina (PZ) carbonatadas.Uma simulação em Aspen Hysys® foi realizada de forma a avaliar o processo de captura de CO2, sendo possível reduzir as emissões de CO2 em 79 % em comparação a um mesmo sistema de queima de butano produzindo a mesma quantidade de energia.O processo de dessorção foi realizado em uma coluna de parede molhada com promotor de película de 49 cm de comprimento e 2,2 cm de diâmetro. O processo foi monitorado de forma online por meio da técnica de espectroscopia de infravermelho integrada com a calibração multivariada, que permitiu a quantificação de AMP e PZ livres, CO2 em todas suas formas químicas, mono e dicarbamato de PZ, e bicarbonato. Os ensaios de dessorção foram realizados a pressão atmosférica (0,93 atm) e nas temperaturas de 50, 60 e 70 °C, com vazão de líquido de 3,478 mL•s -1 . A vazão de ar seco variou entre os experimentos de 87,5 a 120 mL•s -1 . Para cada temperatura estudaram-se quatro soluções aquosas de AMP e PZ, com as seguintes concentrações %m/m de AMP/%m/m PZ: 30/0, 25/5, 20/10 e 0/15. O coeficiente individual de transporte de massa na fase líquida apresentou influência das concentrações de PZ na mistura com AMP, sendo maior quanto maior a concentração de PZ, porém para a PZ pura apresentou o menor valor. Este coeficiente decresce com o aumento do loading (α) de CO2 no líquido (mol de CO2 por mol de amina na solução inicial). A temperatura não apresentou uma influência significativa nos valores do coeficiente individual da fase líquida.O coeficiente de transferência de massa do filme líquido está na faixa de 3,12×10 -10 a 1,32×10 -5 mol‧Pa -1 ‧m -2 ‧s -1 , para loadings (α) de CO2 no líquido variando de 0,18 to 0,9 e soluções de AMP (0 -30 %m/m) e de PZ (0 -15 %m/m).Palavras-chave: Dessorção. CO2. Infravermelho. Quimiometria. Aminas. ABSTRACTThe work aims to study the chemical desorption process of CO2 in an aqueous solution of 2amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and piperazine (PZ) carbonated blend.An Aspen Hysys® simulation was carried out to evaluate the CO2 capture process, which allowed to reduce CO2 em...

Modelo multivariado para quantificação de aminas e produtos carbonatados em soluções aquosas por espectroscopia no infravermelho

“…O uso da mistura AMP e PZ como solvente une a vantagem da AMP requerer baixa demanda energética para sua regeneração, enquanto a PZ proporciona maior velocidade de reação, além de apresentarem baixa degrabilidade térmica e menor corrosividade em relação as aminas tradicionais. Esta mistura tem sido muito estudada destacando suas vantagens (NWAOHA et al, 2016;WANG et al, 2017;ZANONE, 2018;ZHANG et al, 2017). Para avaliar e otimizar o processo de absorção/dessorção, deve-se conhecer os coeficientes de transporte de massa.…”

Estudo da dessorção de dióxido de carbono em colunas de pratos.

“…O processo é constituído de duas etapas, na primeira o CO2 de uma corrente gasosa a ser purificada entra pelo fundo de uma coluna, escoando na direção ascendente e em contato com um solvente absorvente de CO2 fluindo em contracorrente. A solução rica em CO2, que sai no fundo do absorvedor, é então bombeada para um trocador de calor onde a corrente é pré-aquecida pela corrente de absorvente e depois enviada para uma coluna dessorvedora para sua regeneração em alta temperatura (RODRIGUEZ-FLORES, 2015;ZANONE, 2018).…”

“…A determinação da quantidade de CO2 absorvido e da amina em fase líquida foi realizada por meio da titulação potenciométrica, em duplicata, com ácido clorídrico 0,5 M utilizando tituladora automática TitroLine easy da Schott Instruments. Conforme técnica já estabelecida (TAVARES, 2015;RODRIGUEZ-FLORES, 2011;ZANONE, 2018).…”