A cura della Stazione sperimentale per i Combustibili Tutto quello che si deve sapere sulle reazioni fuggitive avendo a disposizione solo due ore per l’apprendimento A cura della Stazione sperimentale per i Combustibili

mancanza di conoscenze della chimica/termochimica del processo Statistiche Le cause principali di incidenti provocati da reazioni fuggitive nei processi industriali risultano equamente suddivise tra: mancanza di conoscenze della chimica/termochimica del processo inadeguato smaltimento del calore di reazione errori operativi errori nella progettazione

Perché questa situazione? E’ forse carente la normativa ? Mancano gli strumenti e i metodi per affrontare la sperimentazione necessaria? La sperimentazione è troppo difficile o troppo costosa? Quali sono le informazioni minime indispensabili?

Reazione fuggitiva

E’ RICHIESTA UNA PROCEDURA SPERIMENTALE PER: ESAMINARE I PROCESSI E I POTENZIALI PERICOLI DEFINIRE LE CONDIZIONI CHE POSSONO PORTARE A REAZIONI FUGGITIVE QUANTIFICARE LE CONSEGUENZE DI TALI REAZIONI STABILIRE I MARGINI DI SICUREZZA TRA LE CONDIZIONI OPERATIVE NORMALI E L’INIZIO DI EFFETTI ESOTERMICI PERICOLOSI

Reazione intrinsecamente sicura T (°C) Reazione desiderata Tp temperatura di processo MTSR temperatura massima raggiungibile dalla reazione desiderata in condizioni adiabatiche Td temperatura inizio reazione secondaria Td MTSR < Td MTSR Qr/Cpmix=DTad Tp Tamb t Perdita di controllo

Reazione potenzialmente runaway Reazione desiderata Reazione secondaria T (°C) Tmax Tp temperatura di processo MTSR temperatura massima raggiungibile dalla reazione desiderata in condizioni adiabatiche Td temperatura inizio reazione secondaria Tmax temperatura massima reazione secondaria in MTSR > Td MTSR Td Qr/Cpmix=DTad Tp Tamb t Perdita di controllo

QUALI DATI DI PROCESSO DOBBIAMO CONOSCERE? CON QUALI METODI POSSIAMO OTTENERE QUESTI DATI? COME POSSIAMO UTILIZZARE QUESTI DATI E COSA POSSIAMO CONCLUDERE DAI RISULTATI SPERIMERNTALI?

H della reazione desiderata Velocità di generazione del calore Capacità di raffreddamento del reattore Calore specifico della massa di reazione alla T operativa T adiabatico Temperatura finale teoricamente raggiungibile (MTSR)

segue Tempo impiegato dalla massa di reazione per raggiungere la T finale Temperatura di decomposizione della massa di reazione Temperatura massima raggiungibile dalla decomposizione Pressione massima raggiungibile dalla decomposizione Tipo e natura dei gas di decomposizione Time to maximum rate (TMR)

1 2 3 4 5 RUNAWAY Temp. di decomposizione Punto di ebollizione MTSR Temp. di processo

Autoriscaldamento di un monomero liquido (PO)

Aumento di pressione per la decomposizione del polimero

Chemical Abstract Service Tra il 1965 e il 1990, il Chemical Abstract Service (CAS) aveva assegnato circa 10 milioni di CAS number All’inizio del 2000 i CAS Number riguardavano circa 31 milioni di sostanze L’incremento medio annuale è quindi di circa 2 milioni di sostanze

Indicatori di INSTABILITA’/REATTIVITA’ Raggruppamenti pericolosi Calore di formazione degli elementi Dati termodinamici (H, G) e dati correlati (Tad, P) Massimo calore di decomposizione Calore di combustione Bilancio di ossigeno