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Benzina: olefine inquinanti addio

Al fine di ridurre l'inquinamento ambientale prodotto dai carburanti per i mezzi di trasporto, l'Unione europea ha emesso recentemente una serie di direttive che regolamentano la composizione della benzina. Fra i requisiti imposti vi è la sostanziale riduzione degli agenti inquinanti, come le olefine, dall'attuale 30 al 12 per cento. Il progetto qui descritto ha dimostrato che la separazione a membrana delle olefine nella benzina raffinata mediante cracking catalitico a letto fluido (fluid catalytic cracking – fcc) consente di rispettare il limite imposto in modo più economico e rispettoso dell'ambiente.

Cambiamento climatico e Ambiente

Le olefine o alcheni sono idrocarburi non saturi le cui molecole contengono uno o più doppi legami carbonio-carbonio. La loro presenza nelle benzine ottenute mediante cracking catalitico a letto fluido raggiunge addirittura il 30 per cento, fattore che comporta la produzione di un'abbondante quantità di sostanze inquinanti durante la combustione. Alla luce del crescente interesse per le questioni ambientali a cui si assiste in Europa, sono state emanate nuove direttive che stabiliscono l'obbligo di ridurre del 18 per cento la presenza delle olefine nella benzina. A tal fine, le tecnologie attualmente disponibili richiedono l'impiego di un'altra categoria di sostanze inquinanti: i catalizzatori. Oltre al notevole impatto ambientale, l'applicazione e l'installazione di tali tecnologie presso le raffinerie comporta nuovi investimenti, un forte consumo di energia e costi operativi elevati. A seguito di approfondite ricerche, nell'ambito del presente progetto è stata messa a punto una tecnica per la separazione delle olefine che non richiede l'impiego né di catalizzatori, né di idrogeno. Tale sistema, basato sull'utilizzo di una membrana polimerica, permette di separare le olefine dalle paraffine in modo economicamente vantaggioso e più efficiente dal punto di vista energetico. AAlla scelta del materiale costituente questa membrana si è giunti dopo aver sottoposto ad una serie di prove di qualità sette diverse membrane di polimeri. In ragione della permeabilità, della selettività, della disponibilità e del prezzo, il poliammide Matrimid 5218 si è rivelato il più adatto per lo sviluppo di membrane a fibra cava. In seguito, sono stati condotti sei test commerciali per la produzione di campioni con diverse velocità di filtrazione, utilizzati successivamente per i test pilota di separazione e pervaporazione del gas. I test hanno mostrato che, se la membrana polimerica viene ricavata da fibre non sottoposte a trattamento termico, la sua prestazione peggiora nel tempo. Ciò è probabilmente dovuto alla perdita delle proprietà di deformazione plastica della membrana, oppure all'alterazione delle caratteristiche del materiale a causa di fenomeni di condensazione. Tali problemi scompaiono se vengono impiegate fibre sottoposte a trattamento termico. In tal caso, una temperatura di funzionamento più elevata (pari a 700° C) consente di evitare gli effetti della condensazione e garantisce elevati tassi di permeazione. I test pilota e le sperimentazioni sono stati altresì utilizzati per mettere a punto dei modelli di software per la simulazione del processo a membrana ed eventualmente per il futuro passaggio su scala industriale. L'integrazione dei dati sperimentali e dei risultati forniti dai modelli di software ha permesso di effettuare una valutazione del processo a membrana sotto il profilo tecnico-economico in rapporto ad altre tecnologie esistenti. Lo studio ha mostrato che, apportando piccoli miglioramenti alle condizioni di funzionamento, il processo di separazione a membrana risulta economicamente competitivo e può fornire un notevole contributo allo sforzo di conservazione dell'ambiente.

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