Studio del trasporto in condotta di CO2

Nell’arco degli ultimi sessant’anni, il quantitativo di CO2 emesso in atmosfera dalla combustione di combustibili fossili è aumentato in maniera esponenziale. Oggigiorno, la tecnologia Carbon Capture & Storage (CCS) risulta essere la via preferenziale per ridurre le emissioni di CO2 in atmosfera, al fine di scongiurare imminenti cambiamenti climatici. Il trasporto della CO2 è uno step significativo della tecnologia CCS e, poiché i produttori di CO2 (centrali termoelettriche, impianti siderurgici, etc.) ed i siti di stoccaggio prescelti (ad esempio i pozzi Oil&Gas in esaurimento) possono essere localizzati in aree differenti, è crescente la richiesta di studiare il trasporto della CO2 in modo sicuro, efficace ed economico, mediante l’utilizzo di condotte. Per tale ragione, in questo elaborato di tesi è stato studiato il trasporto via pipeline della CO2, pura e in miscela con impurezze quali azoto e acqua. In primo luogo, è stata realizzata una ricerca bibliografica rispetto alle proprietà termofluidodinamiche della CO2. Successivamente è stato caratterizzato il fluido in questione, individuando i modelli matematici che, attraverso indici statistici, meglio riproducono i dati sperimentali di densità, viscosità ed equilibrio liquido-vapore della CO2, pura e in miscela, nelle diverse regioni del diagramma di fase. Sulla base di ciò, è stato analizzato un potenziale case study, ovvero una nuova pipeline che collega l’area mantovana, ricca di centrali termoelettriche e l’offshore ravennate, costituito da pozzi in esaurimento. L’analisi di Flow Assurance (FA) in stazionario ed in transitorio (blowdown) è stata condotta impiegando i principali software di simulazione presenti sul mercato (Multiflash - KBC, Aspen HYSYS - AspenTech e OLGA - Schlumberger) e i risultati ottenuti sono stati fondamentali per confrontare i software, individuare il design ottimale della condotta (diametro, pressione, temperatura, velocità, fase) e valutare l’eventuale formazione di idrati.