Acid Gas Removal with no dammaging Effect on the Environment in offshore applications

Det overordnede målet til "A GREEN Sea"-prosjektet er å identifisere, modne og evaluere nye teknologier og konsepter for surgassfjerning uten CO2-utslipp og bruk av skadelige kjemikalier. Konseptene som studeres er kontaktor-membran, lavtemperatur separasjon, faste adsorbenter, nye absorbenter og hybride konsepter som kombinerer de forskjellige teknologiene. Både hybride kontaktormembraner og membraner med nanopartikler har blitt produsert og testet. Mye arbeid har blitt gjort for å studere nanopartikler med forskjellig størrelse og undersøkt hvordan de påvirker permeabiliteten til materialet, samt å undersøke deres holbarhet. Membranenes egnethet testes også i en kontaktorrigg. Når det gjelder lav-temperatur separasjon har de forskjellige konseptene blitt videreutviklet, og utfrysningstemperaturen for CO2 i relevante gassblandinger karakteriseres. Mulighetene for å inkludere H2S i et utfrysingskonsept har også blitt undersøkt. Totrinnsprosesser for CO2-separasjon vha adsorpsjon har blitt undersøkt. I tillegg har såkalte kinetisk adsorbenter, der porestørrelsen endrer seg med temperatur blitt studert. Det har også blitt utført målinger av adsorbenter ved lave temperaturer (-70 C ). En syklus med adsorpsjon rundt -60 C og regenerering rund 6 C er lovende, særlig i kombinasjon med lav-temperaturseparasjon, men adsorbenter som skiller bedre mellom metan og CO2 er nødvendig. Arbeidet med absorbent-teknologi har blant annet inkludert faselikevektsmålinger og modellering av termodynamikk for systemer med nye og mer miljøvennlige kjemikalier. Til slutt har det blitt utviklet nøkkelparametere (KPI) og relevante casestudier som er brukt til å sammenligne de forskjellige teknologiene på en objektiv måte. Hybrider med lavtemperaturteknologi for "grovfjerning" av CO2 og adsorpsjon for restfjerning samt kombinasjon av lavtemperaturprosesser med absorpsjon har blitt evaluert.

The potential for improvement in the existing commercial processes relies on: - better integration with existing systems, allowing for more energy-efficient and low-cost concepts - need to phase out many of the chemicals being used at present in offshore applications - integration with CO2 and H2S transport and storage systems - reduction of footprint and potential for subsea applications The scientific work is organized in five Work Packages (WP). WP1 to WP4 focus on the new technologies and concepts th at "A GREEN Sea" wants to mature, classified after their working principle: - WP1: Development of inorganic microporous membranes and hybrid membrane contactors - WP2: Low temperature concepts as primary method and as a part of hybrid/integrated concept s - WP3: Feasibility of solid adsorption concepts for acid gas removal - WP4: New solvent systems at lower cost and energy requirement with acceptable environmental properties (yellow or green chemicals) for high pressure CO2 separation WP5 will ensure the relevance of the work to the partners in the project, provide the basis for a consistent analysis and, as the project progresses, will look at concept integration and assessment. The work will be done using both experimental and simulation technique s. Fundamental studies, including thermodynamics, and research on the material issues WP 1 to WP4 are of a great importance for process understanding and modelling. 2 PhD candidates and 2 Post Doc candidates within acid gas removal technologies will be ed ucated. SINTEF Energy Research, SINTEF Materials and Chemistry and NTNU will work in close interaction as R&D providers. The industral partners in the project represent the oil and gas industry and will take active part in the work in order to facilitat e the take-up of the results and guide the research work towards the industrial challenges.