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test di laboratorio

Standard di sicurezza senza compromessi e ottimizzazione dei processi chimici

Le conseguenze delle reazioni chimiche esotermiche fuggitive possono essere devastanti. Le reazioni fuggitive di Bhopal e Seveso hanno messo in evidenza come tali eventi possano rimanere impressi a lungo e la macchia indelebile resti associata alla reputazione delle aziende coinvolte. Quando si lavora con qualsiasi processo produttivo è sempre necessario stabilire i pericoli ad esso associati.

La comprensione delle reazioni chimiche e della reattività delle sostanze è un elemento critico di ogni lavorazione sicura, in quanto i processi produttivi sono ricchi di reazioni chimiche esotermiche. Spesso queste reazioni sono inerenti al processo di trasformazione intrapreso (ad esempio la conversione dello stirene in polistirene), mentre altre volte si tratta di reazioni indesiderate che non rientrano nel piano produttivo (ad esempio la decomposizione di una sostanza dovuta a contaminazione o esposizione alla sovratemperatura).

L'identificazione, la valutazione e la caratterizzazione delle reazioni esotermiche previste e soprattutto di quelle inattese sono fondamentali per garantire uno scale-up di processo sicuro e il funzionamento di un processo chimico. Ciò implica spesso l'impiego di una strategia per la valutazione dei rischi di reazione e delle sostanze termicamente instabili nelle situazioni impiantistiche più prevedibili.

Test per la sicurezza delle reazioni chimiche – DEKRA Process Safety Italy
I nostri servizi

La nostra metodologia preventiva, progettata per essere un meccanismo economicamente vantaggioso per la valutazione di tutti i processi, comprende le valutazioni dei rischi associati alle reazioni chimiche. Disponiamo di una tecnologia di laboratorio all'avanguardia e abbiamo un'ampia esperienza nello sviluppo e nell'ottimizzazione dei processi chimici. Possiamo portare un approccio nuovo e pratico ai vecchi processi e disponiamo di risorse in grado di studiare e fornire soluzioni rapide.

Test rigorosi per la sicurezza delle reazioni chimiche che riguardano processi di trasformazione

Va osservato che durante lo sviluppo di reazioni chimiche esotermiche, incluse sostanze e miscele termicamente instabili, il pericolo deriva dalla generazione di pressione. La pressione può essere generata in un recipiente chiuso (o all’interno di un serbatoio che non sfiata correttamente) da:

  • Generazione di gas permanente, come la generazione di azoto, anidride carbonica, ecc., a partire dal processo voluto o da un evento inaspettato.
  • Effetti della pressione del vapore causati dal riscaldamento, che potrebbe derivare da una reazione esotermica o da una condizione di guasto del processo, portando così la miscela oltre il proprio punto di ebollizione.

Questi modi di generazione della pressione possono derivare da una reazione desiderata, da una reazione secondaria significativa o da una reazione secondaria di decomposizione. L'identificazione della tipologia di reazione da cui si genera pressione è fondamentale per garantire la sicurezza.

Partendo da una revisione tecnica, i nostri test per la sicurezza delle reazioni chimiche prendono in considerazione i processi esistenti e ne sviluppano di nuovi. I nostri esperti di sicurezza di processo conducono studi di laboratorio sulle reazioni, eseguono prove a riflusso e svolgono progettazioni sperimentali a più fattori. Fedeli alla nostra dedizione alla tutela della vita umana, della comunità e del business, valutiamo le implicazioni di sicurezza e ambientali delle modifiche di processo. Infine, adattando le soluzioni alle vostre esigenze, forniamo consigli pratici ed economici per il miglioramento dei processi.

Forniamo competenze specialistiche, esperienza e strumenti di laboratorio all'avanguardia per rendere utili i risultati dei test. Le nostre capacità specialistiche includono, ma non si limitano a, screening, calorimetria adiabatica con Dewar, calorimetria di reazione utilizzando lo strumento Mettler RC1, calorimetria abidatica (ARC), calorimetro a scansione differenziale (DSC), Vent Sizing Package 2 (VSP2 ™) e tubo di Carius con analisi dei gas finali.

Contattaci per saperne di più sui nostri servizi e test!

Metodologie

Valutazione di screening: Il programma CHETAH (programma ASTM per la valutazione della termodinamica chimica e del rilascio energetico) è uno strumento unico per prevedere sia le proprietà termochimiche che dei alcuni "rischi di reattività" associati a una sostanza chimica pura, a una miscela di sostanze chimiche o a una reazione chimica. Il programma CHETAH è utile per classificare le sostanze in base alla loro capacità di decomporsi con violenza, per stimare il calore di reazione o combustione, e per prevedere i limiti inferiori di infiammabilità.

Calorimetria differenziale a scansione (DSC): Il DSC è un metodo per l'analisi termica che utilizza piccoli campioni di pochi milligrammi (analisi micro-termica). Dato che il DSC lavora su una micro scala usando solo pochi milligrammi di sostanza, è possibile studiare i processi altamente esotermici in condizioni estreme senza alcun rischio. Le quantità di campione relativamente piccole utilizzate nel DSC assicurano una sufficiente omogeneità di temperatura all'interno del campione e quindi anche la produzione di un calore elevato può essere misurata quantitativamente. Inoltre, la durata della prova nella modalità di scansione è di solo alcune ore, rendendo il DSC un metodo molto rapido e potente ai fini dello screening.

Tubo di Carius con analisi del gas finale: Il tubo Carius è uno strumento di screening per il controllo della stabilità termica volto ad individuare attività esotermiche e generazione di gas. I test di screening effettuati con il Tubo di Carius possono rilevare attività esotermiche quali le temperature di onset, identificare gli effetti della pressione come l'inizio della generazione di gas incondensabile, e, in ultima analisi, la quantità totale di gas generata durante la prova. I gas incondensabili generati possono essere analizzati con varie tecniche analitiche come GC-MS e GC-FID.

Calorimetria adiabatica ARC: L'ARC è uno strumento di laboratorio automatizzato che aiuta a determinare sperimentalmente le relazioni di tempo, temperatura e pressione di una qualsiasi reazione esotermica in un ambiente adiabatico confinato. I dati prodotti dall'ARC possono essere applicati alla valutazione dei potenziali rischi termici e di pressione associati a sostanze chimiche reattive e possono essere utilizzati per definire le misure di protezione degli impianti.

Calorimetria di reazione (Mettler RC1): Il calorimetro di reazione Mettler RC1 è un reattore di laboratorio controllato da computer che equilibra i flussi di calore e di massa. È un ottimo strumento per studiare le caratteristiche termiche delle reazioni desiderate e per garantire prestazioni di processo sicure. I dati derivati dall’RC1 forniscono informazioni quali l'energia di reazione, il calore specifico, l’aumento della temperatura adiabatica e i coefficienti del trasferimento di calore. L’RC1 può essere utilizzato per lo sviluppo e l'ottimizzazione del processo studiando il comportamento dei processi chimici in relazione ai cambiamenti dei parametri di processo, quali temperatura, dosaggio, agitazione, concentrazione e catalizzatore.

Calorimetria adiabatica Dewar: Il calorimetro Dewar consente di simulare direttamente in laboratorio le reazioni fuggitive di impianti industriali. Assicura inoltre una simulazione diretta di reattori fino a 25 m3, fornisce dati molto accurati e una rappresentazione accurata delle miscele di reazione multifase, può essere condotto in modalità batch o semi batch e rappresenta una soluzione altamente economica, unendo insieme sicurezza e sviluppo di processo . I dati provenienti da una prova di laboratorio eseguita con il Dewar possono essere utilizzati per definire le misure di protezione degli impianti, inclusa la progettazione dei sistemi di sfogo di emergenza utilizzando la metodologia DIERS.

Vent Sizing Package 2 (VSP2™): Il Vent Sizing Package è stato originariamente sviluppato durante il progetto DIERS nella metà degli Anni '80 per raccogliere dati per il calcolo del dimensionamento degli sfiati per reazioni esotermiche fuggitive e per decomposizioni; successivamente è stato commercializzato col nome di VSP2™. A differenza dei sistemi adiabatici Dewar e ARC, che utilizzano celle di prova con pareti più spesse per resistere a pressioni elevate, le celle di prova VSP2™ da 120 cm3 hanno pareti sottili e un fattore di inerzia termica φ basso. Questa unità è uno dei calorimetri adiabatici più conosciuti al mondo ed è particolarmente popolare negli Stati Uniti per lo studio delle reazioni fuggitive.

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