PRODUZIONE DI OSSALATI DA DECOMPOSIZIONE TERMICA DI FORMIATI IN SOLUZIONE = PRODUCTION OF OXALATES FROM THE THERMAL DECOMPOSITION OF FORMATES IN SOLUTION

PRODUZIONE DI OSSALATI DA DECOMPOSIZIONE TERMICA DI FORMIATI IN SOLUZIONE L’anidride carbonica è uno dei principali GreenHouse Gases (GHG) presenti nell’atmosfera terrestre che contribuisce al cosiddetto “effetto serra”. Sono stati esplorati diversi metodi per diminuire la sua presenza e, negli ultimi tempi, si sta affermando sempre di più l’idea di utilizzare l’anidride carbonica come punto di partenza per ottenere prodotti C2 di alto valore e monomeri per la sintesi di biopolimeri, come ad esempio l’acido ossalico dal quale è possibile ottenere l’acido glicolico e glicole monoetilenico. Il nucleo dell’intero processo si basa sulla decomposizione termica dei formiati di metalli alcalini, in particolare sulla reazione di accoppiamento termico di due molecole di formiato di potassio per ottenere ossalato di potassio in presenza di catalizzatore basico. L’obiettivo di questo lavoro di Tesi è quello di dare un contributo al Progetto Europeo Horizon 2020 “OCEAN”, testando la possibilità di far avvenire la reazione di decomposizione e ottenere rese soddisfacenti alimentando una soluzione acquosa di formiato di potassio e idrossido di potassio (quest’ultimo utilizzato come catalizzatore) partendo dalla composizione ottenuta nello step di riduzione elettrochimica della CO2, proponendo anche modifiche della stessa al fine di migliorare la resa del prodotto di interesse, ovvero l’ossalato di potassio. Da un approfondito studio bibliografico sono state selezionate le condizioni operative più idonee a far avvenire la reazione, sia in termini di temperatura che di atmosfera reattiva. Sono stati eseguiti bilanci di materia e di calore per stimare le potenze necessarie nel dimensionamento di apparecchiature ed è stato condotto uno studio termodinamico preliminare per valutare la fattibilità della reazione tramite simulazioni con il software Aspen Plus. Si è proseguito con l’effettuare i test su un impianto a livello di laboratorio, proponendo modifiche della concentrazione e delle portate di inerte alimentate al processo. I prodotti di reazione gassosi sono analizzati in continuo con un analizzatore, mentre i prodotti solidi sono stati analizzati tramite tecnica HPLC, grazie alla quale è stato possibile effettuare considerazioni sia qualitative che quantitative, ipotizzando così la conversione del formiato di potassio e la resa di ossalato di potassio, in modo da poter concretizzare la possibilità di avere un processo performante anche a livello industriale. I risultati ottenuti sono poi stati confrontati con i valori reperiti in letteratura e con quelli ottenuti tramite Aspen. Sono infine stati proposti dei suggerimenti per migliorare i risultati e come sviluppo futuro, è stato infine proposto l’utilizzo di un catalizzatore idruro in sostituzione o aggiunta all’idrossido, mettendo in evidenza i possibili vantaggi che ne derivano, come dimostrato da studi più recenti, sebbene il meccanismo di reazione risulti ad oggi non molto chiaro.