Estudio técnico, económico y de impacto ambiental del proceso de absorción química de CO2 mediante el uso de aminas (MEA y MDEA) y amoniaco (NH3).

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dc.contributor.advisorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.advisorUribe Rodríguez, Ariel
dc.contributor.advisorValderrama Ríos, Claudia Marcela
dc.contributor.advisorDallos Rueda, Diego Fernando
dc.contributor.authorMesa Niño, Fabiana Andrea
dc.contributor.authorRodríguez Montes, Angie Melisa
dc.contributor.evaluatorBenavides Prada, Omar Andrés
dc.contributor.evaluatorNabarlatz, Débora Alcida
dc.date.accessioned2023-03-16T17:48:52Z
dc.date.available2023-03-16T17:48:52Z
dc.date.created2023-03-16
dc.date.issued2023-03-16
dc.description.abstractEn esta investigación se realizó una evaluación técnico-económica y ambiental mediante un modelo de simulación desarrollado en Aspen plus, con el fin de determinar la composición ideal del solvente basado en MEA y MDEA para la captura de dióxido de carbono por absorción química. La metodología para el desarrollo de esta investigación se dividió en cuatro fases, se inició con la construcción de un modelo base que representara el proceso de captura de CO2 con MEA, considerando un gas efluente de una planta de generación de energía eléctrica. El modelo fue validado con respecto a los datos operacionales de planta, obteniendo desviaciones en los perfiles de temperatura del absorbedor y desorbedor menores al 10%. En la siguiente etapa de la investigación, se realizó el análisis técnico-económico y de impacto ambiental, obteniendo costos de captura y de abatimiento de CO2 de 29,3 USD/(t CO_2 ) y 61,6 USD/(t CO_2 ) respectivamente, con una intensidad de carbono (IC) de 0,524. Estos indicadores se encuentran dentro de los rangos reportados para esta tecnología de captura de carbono. A partir de la simulación del caso base, usando MEA como solvente, se investigó cuál debería ser la composición de la mezcla de aminas (MEA + MDEA) que cumpliera con una IC de 0,524, es decir el mismo indicador ambiental que la MEA. Para ello, se realizaron simulaciones a diferentes composiciones del solvente y variando la carga de CO2. Se encontró una composición 70% (MEA) y 30% (MDEA) como la composición cercana al target de IC. Adicionalmente, esta mezcla de solventes disminuye el porcentaje de captura con respecto a MEA; reduce en un 25.38% el OpEx debido a menor requerimiento de calor en la regeneración; e incrementa el costo de captura en 3.7% y el costo de abatimiento en 6.4%. comparado con el solvente basado en MEA. Por último, se realizó un análisis de sensibilidad a la composición del gas efluente, con el fin de simular el proceso de captura de CO2 usando corrientes típicas de la industria de la refinación de petróleo. Este ejercicio es fundamental para analizar el comportamiento a escala piloto en particular para concentraciones diluidas de dióxido de carbono.
dc.description.abstractenglishIn this research, a technical-economic and environmental evaluation was carried simulation model developed in Aspen plus, in order to determine the ideal composition of the solvent based on MEA and MDEA for carbon dioxide capture by chemical absorption. The methodology for the development of this research was divided into four phases, starting with the construction of a base model to represent the CO2 capture process with MEA, considering an effluent gas from an electric power generation plant. The model was validated with respect to plant operational data, obtaining deviations in the absorber and desorber temperature profiles of less than 10%. In the next stage of the research, the technical-economic and environmental impact analysis was carried out, obtaining CO2 capture and abatement costs of 29.3 USD/(t CO2) and 61.6 USD/(t CO2 ) respectively, with a carbon intensity (CI) of 0.524. These indicators are within the reported ranges for this carbon capture technology. From the base case simulation, using MEA as solvent, it was investigated what should be the composition of the amine mixture (MEA + MDEA) that would meet a CI of 0.524, the same environmental indicator as MEA. For this purpose, simulations were performed at different solvent compositions and varying CO2 loading. A composition of 70% (MEA) and 30% (MDEA) was found to be close to the target CI composition. Additionally, this solvent mixture decreases the capture percentage with respect to MEA; reduces the OpEx by 25.38% due to lower heat requirement in regeneration; and increases the capture cost by 3.7% and the abatement cost by 6.4% compared to the MEA-based solvent. Finally, a sensitivity analysis to the effluent gas composition was performed to simulate the CO2 capture process using typical streams from the oil refining industry. This exercise is fundamental to analyze the behavior at pilot scale for dilute concentrations of carbon dioxide.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponameEscuela de Ingeniería Química
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12616
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.subjectCaptura de CO2
dc.subjectCosto de captura de CO2
dc.subjectPlanta piloto
dc.subject.keywordCO2 Capture
dc.subject.keywordCO2 Capture Cost
dc.subject.keywordPilot Plant
dc.titleEstudio técnico, económico y de impacto ambiental del proceso de absorción química de CO2 mediante el uso de aminas (MEA y MDEA) y amoniaco (NH3).
dc.title.englishTechnical economic and environmental assessment of the amines-based- CO2 chemical absorption process
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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