Bruk av molekylmodellering i jakten på nye absorbenter Optimal utnyttelse av naturgass, 23 april 2003 Eirik Falck da Silva Energi.

Presentasjon om: "Bruk av molekylmodellering i jakten på nye absorbenter Optimal utnyttelse av naturgass, 23 april 2003 Eirik Falck da Silva Energi."— Utskrift av presentasjonen:

1 Bruk av molekylmodellering i jakten på nye absorbenter Optimal utnyttelse av naturgass, 23 april 2003 Eirik Falck da Silva silva@chemeng.ntnu.no Energi For Fremtiden NTNU/NFR Kjemisk prosessteknologi

2 Kjemisk absorpsjon Ubehandlet gass inn Ren gass ut Sur gass (dvs med CO 2 ) Absorber T 1, P 1 Ren absorbent Absorbent + CO 2 Regenerator T 2, P 2 CO 2

3 Problemer med vanlige absorbenter Energiforbruk ved regenering Lav reaksjonshastighet som medfører større og dyrere apparatur Amintap og degradering

4 Modelleringsverktøy Ab initio molekyl modellering +Modeller for solvatisering Simulering Monte Carlo/Molekyldynamikk Modeller for aktivitet Ingen av disse modellene kan brukes “blindt”. Anvendelighet og pålitelighet for gitt oppgave må verifiseres!

5 Reaksjon mellom CO 2 og MEA

6 Sentrale kjemiske reaksjoner Basekatalysert bikarbonatdannelse Karbamatdannelse

7 Blandinger av forskjellige absorbenter er rapportert å gi høy ytelse Det blir hevdet at ytelsen er høyere enn man kunne forvente ut ifra betraktninger om likevektskjemi. En forklaringsmodell som blir trukket inn er den såkalte ”shuttle”- mekanismen

8 Sentrale egenskaper for absorbenter vi ønsker å modellere: pK a (T,c) K c (T,c) Andre fysiske egenskaper

9 Beregning av base styrke

10 pK a estimering ved 60  C på grunnlag av entropiberegninger

11 Kan anta lineær relasjon mellom reaksjonsenergi og aktiveringsenergi Karbamatstabilitet Samme modelleringsproblem som for base stabilitet, men svært få eksperimentelle data er tilgjengelige

12 Status God forståelse av reaksjonsmekanismer Basestabilitet og karbamatstabilitet kan beregnes med brukbar presisjon God estimering av temperatureffekter

13 Framtidig arbeid Nye modellerer for solvatiseringseffekter Arbeid med aktivitetskoeffisienter Degraderingsreaksjoner kan studeres Andre fenomener som diffusjon og skumming kan også studeres ved hjelp av molekylmodellering