Simulación y optimización del proceso de captura de dióxido de carbono vía absorción con monoetanolamina

Abstract

El CO2 es el mayor responsable del calentamiento global debido a las grandes emisiones que se hacen de este gas de efecto invernadero a la atmósfera. Dada la necesidad de mitigar dichas emisiones se han planteado varias alternativas tecnológicas, siendo la captura y secuestro de carbono (CCS) la de mayor aceptación. Para la etapa de captura del CO2 el proceso más estudiado es la absorción con aminas, pero la implementación de este proceso es altamente costoso, por eso la simulación y optimización del proceso es indispensable para minimizar los costos de inversión de capital fijo y los costos operacionales. En este trabajo el proceso de absorción de CO2 se simuló en Aspen HYSYS para cuatro configuraciones, fijando el número de etapas en el absorbedor y en el regenerador en 10 0 15. Utilizando monoetanolamina como solvente, y tomando como variables independientes: el flujo del solvente, la concentración del solvente y requerimiento energético del rehervidor. Con los resultados de las simulaciones se estimó el costo de captura de CO2 ($/tCO2) y la recuperación, estos datos sirvieron para hacer regresiones que fueron implementadas en un modelo de optimización. Este modelo de optimización fue implementado en GAMS V23.5 y solucionado utilizando el solver global BARON. Los resultados muestran que para recuperaciones de 85, 90 y 95% el costo de captura mínimo es 50.1, 53.6 y 54.6 $/tCO2, respectivamente.