Etude des propriétés thermophysiques des amines démixantes pour le captage du CO2
Résumé
La filière captage et stockage du CO2 (CSC) est l'une des principales options pour réduire la quantité de CO2 rejeté dans l'atmosphère. Les procédés de captage post-combustion utilisant des absorbants chimiques (amines) sont les plus matures [1,2]. Cependant, le coût énergétique du CO2 évité est très élevé et doit être réduit de façon significative. L'objectif de ce travail est d'étudier une nouvelle classe d'amines, les amines démixantes, qui ont la particularité de présenter une séparation de phases liquide-liquide en solution aqueuse en fonction de la température, de la composition et de la quantité de CO2 captée. Le CO2 est alors majoritairement concentré dans une phase aqueuse alors que la phase riche en amine est réinjectée dans l'absorbeur sans traitement, ce qui réduira le coût de traitement du CO2. L'étude de cette nouvelle famille d'amine est soutenue conjointement par l'ANR en France et le NSERC au Canada, dans le cadre d'un projet qui permettra d'analyser les relations structure-propriétés pour différentes pipéridines substituées. Les premières études réalisées sur ces systèmes ont porté sur la détermination des propriétés thermophysiques de pipéridines substituées. Les diagrammes de phase liquide-liquide (LLE) ont été déterminés pour les systèmes binaires {eau + amine} et pour les ternaires saturés en CO2. Pour cela deux méthodes ont été utilisées. Une cellule d'équilibre de phase de THAR instrumentation a été utilisée pour déterminer visuellement le point de trouble des solutions aqueuses. Un microDSC de Setaram a permis d'associer la température de séparation de phases à une variation du flux thermique obtenue en balayage de température. Les enthalpies d'excès des solutions binaires ont également été étudiées. Les données expérimentales ont été obtenues en utilisant un calorimètre différentiel SETARAM C80 de type Calvet, équipé d'une unité de mélange développée au laboratoire.