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Procédé de capture de CO2 à la base d'ammoniaque et d'amines

IP.com Disclosure Number: IPCOM000188227D
Publication Date: 2009-Sep-28
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Procédé de capture de CO2 à la base d’ammoniaque et d’amines

Introduction et contexte

La présente invention concerne un procédé de capture de CO2 à la base d’ammoniaque et amines

Les changements climatiques constituent l’un des plus grands défis environnementaux. L’accroissement de la concentration en dioxyde de carbone dans l’atmosphère est en très grande partie la cause du réchauffement global. Le CO2 d’origine humaine est émis dans l’atmosphère entre autres par la combustion de combustibles fossiles dans les centrales thermiques.

Les centrales thermiques permettent par combustion de combustibles, de dégager de la chaleur utilisable pour produire de la vapeur d’eau et éventuellement de l’énergie mécanique ou électrique. Les fumées de combustion dégagent des quantités importantes de CO2 dans l’atmosphère.

Pour lutter contre les émissions de CO2, de nombreuses technologies visent à capter le CO2 émis lors de la combustion de combustibles carbonés pour le transporter et/ou le stocker.

L’état de la technique

Une des technologies les plus prometteuses pour effectuer cette capture de CO2 est un lavage par solution d’amines. Actuellement, l’amine qui est la plus souvent utilisée pour captage de CO2 sur les gaz de combustion est le MEA. Le gaz contenant du CO2 passe dans une colonne dite d’absorption où le CO2 est absorbé dans la solution d’amines (par réaction chimique entre l’amine ou amines et le CO2. Ensuite, la solution riche en CO2 est transférée à une colonne de « stripping » où le CO2 est libéré par chauffage. 

Le problème

Pourtant, un inconvénient majeur des procédés utilisant le MEA est la consommation d’énergie importante (due à la quantité de chaleur importante nécessaire pour libérer le CO2 et régénérer la solution d’amines). De différentes pistes sont déjà envisagées pour réduire cette consommation d’énergie :

Des mélanges d’amines

Les amines secondaires et tertiaires tels que le DEA et MDEA ont des énergies de réaction avec le CO2 moins élevées que les amines primaires telle que la MEA. Pourtant, le CO2 réagit moins rapidement avec les amines secondaires et tertiaires qu’avec la MEA. Ceci implique les colonnes d’absorption beaucoup plus grandes, engendrant des coûts d’investissement plus importants. Une solution intéressante serait de mélanger le MEA avec des amines de type DEA et MDEA. De cette manière, l’énergie de régénération est réduite sans trop dégrader la cinétique.

L’ammoniaque

Une autre voie pour réduire la consomption d’énergie est d’utiliser de l’ammoniaque au lieu d’une solution d’amines.  L’enthalpie de réaction entre le CO2 et l’ammoniaque est environ trois fois moins importante qu’entre le CO2 et le MEA :

 (NH4)2CO3(aq) + CO2(g) + H2O(aq) ↔ 2NH4HCO3(aq) ΔH = -6.4kcal/mol

C2H7NO (aq) (MEA) + CO2(g) ↔ C2H7...