MODELLAZIONE DI UN REATTORE PER LA SINTESI DEL METANOLO VIA IDROGENAZIONE DELLA CO2 = REACTOR MODELING FOR THE SYNTHESIS OF METHANOL VIA CO2 HYDROGENATION

L’idrogenazione catalitica della CO2 a metanolo è un processo molto promettente nell’ottica di ridurre significativamente le emissioni di anidride carbonica in atmosfera e di convertire, lo stesso gas serra, in un combustibile alternativo da utilizzare per esempio nel settore dei trasporti. Il seguente lavoro considera la CO2 “catturata” da un impianto stazionario e l’idrogeno prodotto tramite elettrolisi dell’acqua in un elettrolizzatore ad ossidi solidi. In questo lavoro viene proposta una modellazione in ambiente Matlab di un reattore monodimensionale, adottando il modello dei gas ideali e il modello pseudo-omogeneo: sono stati simulati reattori a singolo tubo e reattori multi-tubo, operanti in modalità isoterma, adiabatica o refrigerata, in configurazioni a singolo reattore o con due reattori in serie con quench intermedio. Varie configurazioni reattoristiche sono dunque state simulate e confrontate, con uno schema a ricircolo che include una separazione bifasica a valle del reattore e la ricompressione della corrente da ricircolare al reattore stesso. Le configurazioni che presentano almeno un reattore refrigerato si sono rivelate le più performanti garantendo portate in gioco minori, rese e selettività a metanolo più elevate. È stata anche fatta una prima stima del tempo di avviamento di un impianto per la produzione di metanolo considerando la configurazione reattoristica ottimale fra quelle considerate. La stessa configurazione reattoristica è stata analizzata per individuare eventuali hotspot a seguito di variazione della produttività di metanolo: con il modello pseudo-omogeneo non sono state individuate particolari criticità ma l’elaborazione di un modello eterogeneo sarebbe più opportuno a tal proposito.