Recovery of Hydrogen in a high pressure flash gas using CO2 capture in an ammonia production process

Abstract

De nos jours, les problèmes liés aux gaz à effet de serre tels que le CO2 sont devenus une priorité pour la plupart des gouvernements.

Plusieurs solutions existent pour diminuer ces rejets.En effet, il existe des méthodes comme la capture de ces gaz à effets de serre.

Dans ce travail, la capture de CO2 par absorption chimique et physique est étudiée au sein d’un procédé de production d’ammoniaque de l’industrie Yara. Afin d’étudier ce procédé, ce travail est organisé en trois parties distinctes.

La première partie décrit l’état actuel de la capture de CO2 dans le milieu industriel et présente en détails la capture de CO2 par absorption chimique et physique. De plus, cette section décrit les mécanismes et les principes de l’absorption du CO2 par la MDEA/PZ ainsi que les différentes réactions cinétiques qui y participent.

Dans la deuxième partie, une description générale d’un des procédés de production d'ammoniaque présent sur le site de Yara Sluiskil est faite. De même manière, la section d’absorption du procédé où se déroule la capture de CO2 est expliquée. De plus, cette section du procédé est modélisée à l’aide du logiciel Aspen Plus et les différentes hypothèses concernant la construction de ce modèle y sont abordées. Il en résulte un procédé en régime permanent, certes non fermé mais qui est en accord avec les données récoltées sur le site de Yara Sluiskil.

La dernière partie de ce travail est l’étude de l’introduction d’une nouvelle colonne d’absorption au sein de ce procédé afin d’absorber le CO2 contenu dans un gaz à haute pression qui est pour l’instant libéré dans l’environnement. Pour ce faire, une modélisation Aspen Plus de cette colonne été faite. Après plusieurs études de sensibilité, il en ressort qu’une colonne travaillant à une pression de 4.3 barg, possédant une hauteur de 15 mètres et un diamètre de 1.10 mètre pourrait réduire la concentration molaire en CO2 du gaz traité de 52% lorsqu’un flux de 80 m³/hr de solvant aminé est utilisé. De la même manière, l’introduction de cette nouvelle colonne d’absorption augmenterait la quantité de CO2 pur pouvant être vendue ou stockée. Cependant, elle augmenterait aussi la consommation énergétique de certaines unités. Finalement, on peut conclure qu’une étude économique poussée du projet est absolument nécessaire pour trouver un compromis entre les coûts additionnels liés à l’introduction de la nouvelle colonne et les bénéfices qui pourraient en être tirés.