DIPARTIMENTO DI CHIMICA, MATERIALI E INGEGNERIA CHIMICA "GIULIO NATTA"

Professore Ordinario

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Profile

Laura Annamaria Pellegrini è professore ordinario di impianti chimici (ING-IND / 25) e insegna "Impianti Chimici" agli allievi Ingegneri Chimici.

 

È a capo di GASP ("Group on Advanced Separation Processes and GAS Processing"), gruppo coinvolto in attività di ricerca e progetti riguardanti principalmente la purificazione di gas acidi e la cattura di CO2 mediante assorbimento chimico, fisico o mediante tecniche criogeniche. L'attenzione è focalizzata sia sulla simulazione del processo, con particolare attenzione al risparmio energetico, sia sulla caratterizzazione termodinamica dei sistemi, scegliendo e calibrando correttamente equazioni di stato, regole di miscelazione e metodi.

 

I suoi interessi di ricerca si concentrano sulla modellazione e simulazione di processi di separazione e sistemi di reazione in condizioni stazionarie e in condizioni transitorie, utilizzando anche pacchetti di simulazione commerciale come Aspen Plus®, Aspen Hysys®, Promax®.

 

 

Ha una significativa produzione scientifica sul modeling del processo di hydrocracking, grazie ad una passata collaborazione con Eni S.p.A.. È stato sviluppato un modello di reattore trickle-bed per l’hydrocracking di cere Fischer-Tropsch (miscela n-C5 / C70), tenendo in conto sia fattori cinetici che termodinamici. Per quanto riguarda la cinetica, è stato costruito uno schema di tipo pathway, basato sul meccanismo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson, con un'adeguata funzione di probabilità di rottura dei legami C-C, mentre, da un punto di vista termodinamico, sono stati introdotti il calcolo VLE e una funzione dipendente dalla temperatura e dal numero di atomi di carbonio per le costanti di equilibrio delle reazioni di isomerizzazione.

 

 

Nel campo della termodinamica, ha collaborato con l'Ing. Giorgio Soave sulla modellazione termodinamica degli equilibri (VLE e VLLE) e ha una collaborazione continuativa con CTP (Center Thermodynamics of Processes) di MINES ParisTech a Fontainebleau principalmente su equilibri implicanti la formazione di fasi solide, un argomento chiave per la validazione di processi in condizioni criogeniche. A tal fine, ha studiato la modellazione di SLVE mediante l'equazione di stato Yokozeki che consente di predire gli equilibri adottando un approccio unificato per tutte le fasi, confrontandone i risultati con quelli ottenuti seguendo approcci "classici".

 

 

Un importante tema di ricerca, che attualmente si sta indirizzando sull’assorbimento con amminoacidi (collaborazione con University of Sidney), riguarda la rimozione dei gas acidi (AGR) mediante assorbimento chimico. Sono stati studiati i processi con MEA, MDEA e PZ, eseguendo un'accurata caratterizzazione termodinamica e cinetica di CO2 e H2S nonché di impurezze come aromatici, mercaptani, COS. Sviluppando adeguati modelli termodinamici / cinetici / di trasferimento di massa secondo un approccio multifisico, sono state scritte subroutine "ad hoc" che sono attualmente utilizzate da società di ingegneria per la progettazione di impianti di purificazione di gas naturale. Le stesse routines sono state applicate allo studio di configurazioni ottimizzate per l'assorbimento di CO2 da centrali elettriche (pre-combustione e post-combustione), nonché per l'upgrading del biogas.

 

Per quanto riguarda le tecniche criogeniche per AGR, Laura Annamaria Pellegrini è l'inventore del brevetto "Processo per la rimozione di CO2 da gas acido", che è stato depositato (2013) in Europa, USA, Arabia Saudita / Paesi del GCC, Iran e Venezuela. Il processo di distillazione si basa su un ciclo termodinamico che evita la formazione di ghiaccio secco. L'influenza di altri componenti della miscela sul processo è stata evidenziata definendo correttamente l’assetto termodinamico, anche in considerazione dei processi di separazione a valle. È stata condotta un'analisi energetica per valutare il fabbisogno energetico per il recupero di NGL quando viene applicato il processo di distillazione a bassa temperatura; le prestazioni del processo devono essere confrontate con quelle dei metodi di purificazione tradizionali (lavaggio dell'ammina), al fine di definire il trade-off tra le due tecnologie per diverse composizioni dell’alimentazione, considerando l'intera catena di produzione. I risultati dell’analisi dimostrano la convenienza del processo di purificazione a bassa temperatura quando si tratta di gas con elevate quantità di composti acidi e diverse concentrazioni di NGL. Un impianto pilota del processo “Dual Pressure Low-Temperature” è operativo.

 

Laura Annamaria Pellegrini è stata recentemente coinvolta nello studio delle separazioni a valle per processi bio; in particolare si è occupata del processo di produzione del butanolo attraverso la fermentazione con acetone-butanolo-etanolo (ABE) di biomasse lignocellulosiche. Lo studio riguarda la sintesi della configurazione ottimale del processo per il recupero in situ del butanolo da un'unità di fermentazione batch, in cui il prodotto viene recuperato dal brodo di fermentazione mediante gas stripping con azoto.

 

Laura Annamaria Pellegrini è membro della sezione europea della Gas Processors Association.

È associata all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ed è coinvolta nelle collaborazioni DarkSide e nel progetto ARIA per la produzione di distillazione criogenica di Argon impoverito in 39Ar.

 

 

Ha collaborazioni con università e centri di ricerca italiani e stranieri; tra gli altri si possono citare: The University of Sydney, Budapest University of Technology and Economics, Centre Thermodynamique des Procédés, MINES ParisTech, Princeton University, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, National Institute for RD of Isotopic and Molecular Technologies of Cluj-Napoca, Università Statale di Milano.

 

 

È stata coinvolta in diversi progetti finanziati da istituzioni pubbliche ed è / è stata project manager di contratti di ricerca tra il Politecnico di Milano e società esterne, principalmente compagnie di Oil & Gas e gruppi di ingegneria.

Laura Annamaria Pellegrini è autrice e co-autrice di oltre centocinquanta pubblicazioni scientifiche pubblicate su riviste e libri internazionali o presentate a convegni nazionali e internazionali.

Ha operato come referee di congressi internazionali e peer reviewer per riviste internazionali

È stata advisor / revisore esterno di diverse tesi di dottorato italiane e straniere.

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