Simulazione di processo per la produzione efficiente di Metanolo mediante idrogenazione della CO2 in un reattore a membrana = Process simulation for efficient production of Methanol through CO2 hydrogenation in a membrane reactor

Una prospettiva di esaurimento dei combustibili fossili, che va di pari passo con la decisione di andare a ridurre l’impatto ambientale dell’uomo, per quanto possibile, tramite la diminuzione delle emissioni di CO2 in atmosfera, porta all’evidenza di una nuova classe di combustibili per accompagnare la transizione energetica, gli E-Fuels, sintetizzati a partire da idrogeno prodotto da fonti rinnovabili e da CO2 captata dall’atmosfera o da fonti concentrate come fumi esausti. Con una richiesta mondiale annua di 99 milioni di tonnellate ed un tasso di crescita dell’1% annuo troviamo il metanolo, un importante carburante liquido già utilizzato in purezza o sotto forma di miscele con la benzina, il suo fossile più affine, ma anche come building block dell’industria chimica per processi successivi di produzione di combustibili come DME e prodotti chimici come la formaldeide. Questo lavoro di tesi è stato perciò basato sullo studio della produzione di e-metanolo andando a valutare i consumi richiesti e le rese per sua produzione, partendo da H2 prodotto da fonti rinnovabili e da CO2 assorbita da una frazione di correnti di scarto industriale, altrimenti emesse in atmosfera. Il processo è stato valutato in termini di sostenibilità andando ad osservare l’efficienza power-to-liquid sia per una configurazione opportunamente integrata tradizionale, sia in configurazione innovativa. L’innovazione del processo è stata raggiunta con lo studio di un reattore a membrana per far fronte ai limiti termodinamici del processo di idrogenazione della CO2 a basse pressioni. Il reattore a membrana è stato studiato e modellato tramite l’impiego del software matlab in modo da valutare e trasportare i dati sul software Aspen Plus per una valutazione del processo complessivo.