Densities of CO2-Loaded and Unloaded 3-Amino-1-propanol Aqueous Solutions and Their Blends with 2-Amino-2-methyl-1-propanol at High Pressures

Abstract

La captura y almacenamiento de carbono y la captura y utilización de carbono son tecnologías clave para reducir las emisiones de CO2 mediante la captura y almacenamiento (o conversión) de CO2. En este contexto, las soluciones acuosas basadas en aminas desempeñan un papel clave en estos procesos, especialmente debido a su eficiencia en la unión química del CO2. Sin embargo, algunas propiedades físicas bajo sistemas de alta presión y temperatura siguen estando mal reportadas en las bases de datos fisicoquímicas. Este trabajo presenta datos experimentales sobre la densidad de soluciones acuosas de amina de 3-amino-1-propanol (AP) cuando se cargan y descargan con CO2 y sus mezclas con 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP) (descargadas) en condiciones de alta presión (hasta 100 MPa) y en un amplio rango de temperatura (293,15–393,15 K). Las mediciones de densidad se realizaron utilizando un densímetro de tubo vibrante (Anton Paar DMA HPM), y los datos se correlacionaron con una ecuación de Tammann-Tait modificada, lo que resultó en una excelente correlación. Estos resultados sirvieron como información de apoyo para la estimación de los volúmenes molares y los coeficientes de expansión isotérmica. En general, la densidad aumentó con la presión y disminuyó con la temperatura en todas las soluciones de amina analizadas. A bajas concentraciones de AP, se observó un mínimo local para el coeficiente de expansión isotérmica, probablemente atribuido a una compresibilidad anómala del agua. Además, la carga de CO₂ provocó un aumento de la densidad y una disminución de los coeficientes de expansión térmica. Finalmente, el análisis elemental reveló una posible corrosión, especialmente en mezclas de AP + AMP y soluciones cargadas con CO₂, lo que proporcionó información valiosa para la selección de materiales y el diseño de procesos.