Tra le fonti di produzione di origine fossile il metano è la quella con il più alto contenuto energetico e il più basso tenore di emissioni di CO2 (rispetto a carbone e petrolio), tanto da essere diventata anche quella socialmente più accettata. Così si può spiegare il crescente utilizzo per usi energetici di questa risorsa, anche per quanto riguarda l’Italia. Naturalmente non si può pensare di impiegare direttamente il gas naturale così come estratto dai giacimenti, ma occorre prima di tutto sottoporlo a un processo di purificazione. Il problema è che una porzione significativa delle riserve mondiali di gas conosciute ha elevati contenuti di CO2 e/o di H2S, creando inconvenienti non da poco per le società produttrici.

E’ proprio su questo specifico punto che si è concentrato il lavoro di ricerca di Stefano Langé, classe 1987, che ha vinto il premio Giovane ricercatore nell’ambito degli Eni Awards 2017.  “L’obiettivo del mio lavoro di ricerca – svolto presso il Dipartimento di Chimica, materiali e ingegneria chimica G. Natta del Politecnico di Milano – è stato quello di contribuire allo sviluppo, alla validazione e alla definizione di un nuovo processo per la purificazione del gas naturale ad alto contenuto di CO2, in maniera tale da ridurre i costi legati alla valorizzazione delle riserve di gas ad alto contenuto di gas acidi, che sono una buona fetta delle riserve stimate mondiale, evitando anche la formazione di ghiaccio secco nelle apparecchiature, senza utilizzare additivi o apparecchiature dedicate. Infatti il gas naturale, quando esce dai giacimenti, ha all’interno una serie di composti (CO2 e/o H2S) che devono essere eliminati, sia per ragioni ambientali ma soprattutto energetiche, vale a dire per aumentarne il potere calorifero. Le tecniche descritte in precedenza funzionano bene quando il contenuto di gas acidi è abbastanza basso. Ma quando questo aumenta, diventano troppo dispendiose da un punto di vista energetico”.

Stefano Langé
Stefano Langé

 

In effetti le tecniche tradizionali di purificazione del gas naturale, quali l’assorbimento chimico mediante soluzioni acquose di ammine, richiedono elevate quantità di energia per la rigenerazione e il riciclo del solvente, a causa delle reazioni chimiche che avvengono tra i composti acidi e il solvente stesso. In buona sostanza, grazie al lavoro di ricerca di Langé è stato messo a punto un ciclo termodinamico che permette di bypassare i punti di congelamento della CO2 nella miscela di idrocarburi, mediante una distillazione criogenica a due diversi livelli di pressione.

La soluzione proposta presenta diversi vantaggi, in termini di risparmi energetici, rispetto ai percorsi classici di purificazione del gas naturale. Inoltre, può essere efficacemente integrata con altri processi tipici della catena di produzione del metano, quali il recupero di Ngl e produzione di Lng, in maniera vantaggiosa rispetto alle soluzioni utilizzate attualmente a livello industriale. La CO2 recuperata dal processo proposto, in più, è già disponibile in fase liquida e sotto pressione, condizioni che permettono di ridurre significativamente i costi associati alla sua cattura e trasporto per usi successivi. Il lavoro del giovane ricercatore italiano ha già dato origine a un brevetto e, soprattutto, alla costruzione di un impianto pilota che sta testando il reale funzionamento della soluzione prima del suo più ampio impiego su scala industriale.