Responsable: ROSA HILDA CHAVEZ TORRES

Objetivos:

Evaluar la eficiencia del proceso de captación de dióxido de carbón con la Monoetanolamina (MEA) y el uso eficiente de la energía para la regeneración de la MEA, empleando distintos contactores líquido gas, tales como: ININ18, Mellapak y Sulzer BX.

Antecedentes:

El bióxido de carbono (CO₂) está considerado como el principal causante del efecto invernadero, responsable del calentamiento global del planeta. Contribuye en 63.5% a los gases invernadero, además del metano (CH₄) y del óxido nitroso (N₂O). Estos gases se liberan, entre otros procesos, por la generación de energía mediante el uso de combustibles fósiles, como el petróleo, el gas natural, el carbón y la hulla. Los procesos de absorción con amina, y en particular con la Monoetanolamina (MEA), resultan viables tecnológicamente para la captura del CO₂ a bajas presiones, en el tratamiento de efluentes gaseosos residuales, por su rápida velocidad de reacción con el CO₂ y por su bajo costo, con respecto a otras aminas. Sin embargo, el proceso de absorción con la MEA se asocia a altos costos de capital y de operación por la gran cantidad de energía que se consume en la regeneración del solvente y debido a los serios problemas de operación, tales como la corrosión y la pérdida y degradación del solvente.

La absorción del CO₂ es un proceso exotérmico donde la MEA reacciona químicamente con el CO₂ en la columna. El principio de extracción del CO₂ usando aminas, se basa en la reacción de una base débil (MEA) con un ácido débil (CO₂) para formar una sal soluble en agua. Esta reacción puede ser reversible variando la temperatura.

Beneficios:

El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC)  menciona que la mayoría de los resultados de las diferentes opciones tecnológicas conocidas para la captación de CO₂ alcanzan diversos niveles de estabilización del CO₂ atmosférico, pero que ninguna opción tecnológica podrá lograr por sí sola las reducciones de emisiones necesarias, más bien se necesitará una combinación de medidas de mitigación para lograr la estabilización adecuada (Mariz, 1998). La captación y almacenamiento de dióxido de carbono (CO₂) en gases de chimenea usando la Monoetanolamina, forma parte de las opciones tecnológicas, colaborando en que México se sume a los objetivos del Protocolo de Kyoto en la estabilización de las concentraciones atmosféricas  de gases de efecto invernadero.

Una vez captado el CO₂, podrá ser utilizado en múltiples procesos industriales (industria cervecera, refresquera, hielo seco, procesos químicos, etc.), o ser comprimido y transportado para ser almacenado en formaciones geológicas, en el océano, o en carbonatos minerales.

Logros Obtenidos:

Principales resultados:

1. Caracterización de los empaques ININ18, Mellapak, Sulzer BX para la captura de CO₂.
2. Presentación de 1 trabajo en congreso internacional y 3 nacionales; así como una publicación en la revista Chemical Engineering Transaction 2009.
3. Se realizaron simulaciones numéricas bajo distintas condiciones de operación y distintas dimensiones de la columna de absorción para la captura del CO₂, considerándose: los empaques ININ18, Mellapak y Sulzer BX.
4. Se recibió a un estudiante de posgrado de Francia para estancia de investigación. Clemént Andieu, “Pruebas pre-operacionales en columna experimental para absorción de CO₂ mediante monoetanolamina”, de la Universidad Joseph Fourier, Grenoble, Francia, 6 abril al 26 de junio 2009.
5. Evaluación de los trabajos: a) AIChE Journal, una propuesta en Estímulos para la Innovación Tecnológica. b) Una propuesta SEP-CONACyT 2008. c) Dos trabajos para el congreso internacional World Multi Systemic, Cybernetic and Informatic 2009. d) Un trabajo de la convocatoria Bilateral México Francia (ANR) y e) México-España (CDTI), f) 34 proyectos de Investigación del marco del programa “Jóvenes en la investigación, Desarrollo tecnológico e Innovación”, COMECyT, Estado de México. g) Una candidatura de la Secretaría de Relaciones Exteriores para beca de posgrado de la Organización de los Estados Americanos (OEA).
6. Nombramiento de Evaluadora Acreditada ante el Registro CONACyT: RCEA-07-17289-2009.
7. Se integraron tesistas en el desarrollo de su investigación: tres de licenciatura, dos de maestría y uno de doctorado.
8. Se elaboraron 6 informes técnicos, para responder a las metas 2009: IT.G.C.Amb/DEA/06/2009, IT.G.C.Amb/DEA/08/2009, IT.G.C.Amb/DEA/10/2009, IT.G.C.Amb/DEA/10/2009, IT.G.C.Amb/DEA/12/2009, IT.G.C.Amb/DEA/13/2009.

   Impacto Científico Tecnológico

 1) Comisión Federal de Electricidad, a través de la Subdirección de Generación, ha notificado intención de colaborar en este proyecto. CFE trabaja actualmente con PEMEX en la delineación de un proyecto de captura de CO₂, para la Planta de Tuxpan de CFE. Esta Planta cuenta actualmente con 6 unidades termoeléctricas de combustóleo, ubicada cerca de la zona de Chicontepec, donde PEMEX tiene planeado incrementar sus trabajos de producción de crudo. El gas capturado CO₂ será usado por PEMEX para la recuperación de petróleo.

Productos

• Diseño y construcción de columna de absorción prototipo para captura de CO₂
• Una técnica para captura de CO₂ mediante absorción química con Monoetanolamina y empleando empaques estructurados y uno fabricado en el ININ.

Publicación

Publicación en revista internacional: Barroso-Muñoz F.O., Lopez-Ramirez M.D., Diaz-Muñoz J.G., Hernandez S., Segovia-Hernandez J.G., Hernandez-Escoto H. and Chavez R.H., 2009, “Thermodynamic analysis and hydrodynamic behavior of a reactive dividing wall distillation column”, Chemical Engineering Transaction 17, 1263-1268, Editor Sauro Pierucci, Copyright 2009, AIDIC Servizi S.r.1, ISBN 976-88-95608-01-3, ISSN 1974-9791, DOI: 10:3303/CET0917211.

Aplicaciones:

Mediante este proceso, se puede contribuir a mejorar la calidad de aire en aquellas zonas donde operan las centrales eléctricas e industriales donde se queman hidrocarburos, mejorando así la calidad de vida de la población.

Vinculación:

Grupo IDESA