ANALISIS DE CONFIGURACIONES DE MEMBRANAS PARA LA SEPARACION DE CO2, MEDIANTE HERRAMIENTAS DE SIMULACION

ELEONORA ERDMANN; JUAN PABLO GUTIERREZ; LILIANA ALE RUIZ

Cordoba

Congreso; IV Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2018

IPQA Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada (CONICET-UNC)

Las membranas poliméricas sintéticas han evolucionado rápidamente en los últimos años y se convirtieron en un producto industrial de gran importancia. En el año 1965 se comercializó la primera membrana basada en la formulación de Loeb y Sourirajan (Loeb & Sourirajan, 1961). La primera producción importante de membranas, para separar gases, fue para la separación de hidrógeno en la década de 1980.Años más tarde la tecnología fue incorporada en la separación de nitrógeno del amoniaco reciclado en la producción de amoniaco, metano de otros componentes en el procesamiento del petróleo, dióxido de carbono (CO2) del gas natural, nitrógeno del aire y en la separación de CO2 en post-combustión e inclusive en la remoción de gases ácidos del gas natural. (Baker, 2002; Favre, 2007).En los últimos años, el interés de la industria en las membranas para la separación de mezclas gaseosas se ha visto incrementado debido a:?La simplicidad y modularidad del proceso.?La simplicidad en la operación y mantenimiento.?El menor costo de operación que otros sistemas.?La simplicidad y rapidez durante paros y arranques.?La flexibilidad cuando se presentan variaciones en composición y condiciones de proceso.?El potencial ahorro energético en comparación con otros métodos de separación convencionales (Luis et al., 2012).?El menor consumo de agua y menor emisión de gases de efecto invernadero (Gutierrez et al, 2017).Hasta la fecha, han sido estudiadas diferentes tipos de membranas para la separación de CO2 incluyendo membranas poliméricas, inorgánicas y de transporte facilitado. Desde el punto de vista comercial, los polímeros son los materiales empleados mayoritariamente en la fabricación de membranas debido a la flexibilidad de procesamiento que permite la obtención de equipos más compactos y eficientes. Además, presentan bajo costo, buenas propiedades mecánicas y buena reproducibilidad. La tecnología de membranas utiliza entre 70-75 kWh/Ton CO2 recuperado, siendo sensiblemente inferior a otras tecnologías tales como la adsorción (160-180 kWh), destilación criogénica (600-800 kWh) o absorción con aminas (330-340 kWh) haciendo de la tecnología de membranas una alternativa más atractiva (Khoo y Tan, 2006). En este trabajo se evalúa la performance de cuatro diferentes configuraciones del proceso de membranas para la separación de CO2/CH4, con el objetivo de presentar las mejores condiciones operativas de cada configuración. Se trabajó con simulación de procesos y se propusieron cuatro diferentes materiales poliméricos actualmente usados en la industria. Se realiza la discusión comparativa e integral de los procesos considerando tres aspectos fundamentales: calidad del gas residual, recuperación de hidrocarburo y potencia de compresión para efectuar la separación.