La Stazione sperimentale per i Combustibili, tramite il Laboratorio Termochimica e Sicurezza (costituito nel 1978), è attualmente il solo Istituto pubblico a effettuare analisi, sperimentazioni e ricerche sulle reazioni fuggitive per conto di terzi. Negli ultimi 10 anni sono stati stilati oltre 500 rapporti per diversi committenti, tra i quali figurano praticamente tutte le industrie chimiche italiane che considerano l'Istituto un preciso punto di riferimento in questo settore. Grazie a questa intensa attività e al contatto costante con i committenti e con i loro problemi, i docenti hanno potuto accumulare una notevole esperienza, anche a livello internazionale, che intendono mettere al servizio dei partecipanti al corso.

Le reazioni fuggitive
In ogni processo chimico esiste sempre la possibilità che la velocità di sviluppo del calore (per effetto dell'esotermicità della reazione) sia superiore alla velocità di smaltimento, per cui la massa di reazione è soggetta a un aumento di temperatura indesiderato: una reazione fuggitiva è la conseguenza della perdita di controllo della temperatura della reazione. Questo fenomeno, definito anche "esplosione termica", comporta un aumento della velocità di reazione con il possibile raggiungimento di una temperatura alla quale iniziano reazioni secondarie di decomposizione accompagnate da un aumento di pressione, che può causare scoppi ed esplosioni.

Obiettivo del corso
Gli incidenti provocati da reazioni fuggitive sono alquanto numerosi e le principali premesse risultano equamente suddivise tra:

• mancanza di conoscenze della chimica/termochimica del processo
• inadeguata capacità di smaltimento del calore
• errori operativi
• errori nella progettazione

Per evitare le condizioni che possono portare ad una esplosione termica è quindi necessario avere una completa conoscenza della chimica e della termochimica (dati cinetici e termodinamici) della reazione desiderata e delle possibili reazioni secondarie oltre che delle caratteristiche di stabilità termica e delle proprietà fisiche dei reagenti, degli intermedi e dei prodotti. Si sottolinea che non è sufficiente che i vari stadi del processo siano stati realizzati senza incidenti su scala di laboratorio, poiché le condizioni sull'impianto sono molto diverse. In altre parole, il fattore decisivo per la riduzione dei pericoli di natura termica è la conoscenza.
L'obiettivo del corso è quello di addestrare i partecipanti a identificare e a valutare i pericoli connessi con le reazioni fuggitive, a conoscere le attuali tecniche calorimetriche e termoanalitiche disponibili per misurare e quantificare tali pericoli e a interpretare i dati di laboratorio, a scegliere le varie opzioni ingegneristiche per eliminare o ridurre i pericoli.

Destinatari
Il corso è rivolto ai responsabili delle ricerche, ai responsabili della progettazione, gestione, manutenzione, modifica di impianti, ai responsabili della sicurezza, ai funzionari tecnici della Pubblica Amministrazione che per le loro funzioni sono interessati alla sicurezza di processo. E' rivolto anche ai neolaureati interessati a conseguire una specializzazione nel settore.
Docenti
Le lezioni del corso, diretto da Paolo Cardillo sono tenute dallo stesso Paolo Cardillo, da Nicola Mazzei, Angelo Lunghi, Antonella Mazzei, Lucia Gigante. Tutti i docenti lavorano presso la Stazione sperimentale per i Combustibili.

Programma

1. Aspetti di sicurezza nello sviluppo di processi chimici
1.1. Le combustioni esplosive e le reazioni fuggitive
Caratteristiche di esplodibilità di gas e vapori, di nebbie, di polveri (limiti di infiammabilità, punto di infiammabilità, temperatura di autoaccensione, energia di innesco, pressione d'esplosione, ecc.). Parametri che influenzano le caratteristiche di esplodibilità (natura del comburente, temperatura e pressione, presenza di gas inerti o infiammabili, ecc.), sorgenti di innesco, effetti delle combustioni esplosive.
Le reazioni fuggitive e differenze dalle combustioni esplosive. Teoria dell'esplosione termica. Condizioni adiabatiche.
1.2. Richiami di termochimica
Definizioni. Calore di reazione. La legge di Hess. Calore di combustione. Calore di formazione (metodo dei contributi di gruppo di Benson e di Medard). I programmi informatici per il calcolo del calore di formazione. Calcolo del calore di reazione. Esempi di calcolo delle proprietà termodinamiche di alcune reazioni di importanza industriale.
1.3. Sostanze instabili e reattive
Definizione di reattività. DH di polimerizzazione e di decomposizione. Sviluppo di gas e aumento di pressione. Identificazione di strutture instabili. Sostanze che reagiscono con l'acqua. Sostanze perossidabili. Incompatibilità. Effetto dei sostituenti sulla stabilità termica. Grado di pericolosità delle reazioni chimiche.
1.4. Criteri di previsione dell'instabilità termica
Ruolo della termodinamica. Il concetto di Massimo Calore di Decomposizione. Il bilancio di ossigeno. Il programma CHETAH dell'ASTM. Confronto con i dati sperimentali. Valutazione dell'incompatibilità. La banca dati THARSAN della Stazione sperimentale per i Combustibili.

2. I pericoli di natura termica e la loro individuazione
2.1. Strumenti e procedimenti per lo studio della reazione desiderata
Procedure sperimentali per la valutazione dei pericoli di natura termica. La calorimetria di reazione. L'accoppiamento con sonde particolari. Esempi di applicazione della calorimetria di reazione (reazioni di metilazione, di ciclizzazione, di nitrazione, di esterificazione, di epossidazione, di riduzione, ecc.).
2.2. Strumenti e procedimenti per lo studio delle reazioni di decomposizione
La temperatura di decomposizione. Le tecniche termoanalitiche: Termogravimetria, Termogravimetria derivativa, Analisi termica differenziale e Calorimetria differenziale a scansione. Le prove ASTM: valutazione della stabilità termica, valutazione della stabilità termica a temperatura costante, valutazione delle costanti cinetiche di Arrhenius.
La calorimetria adiabatica: Vasi Dewar, Adiabatic Storage Test, SIKAREX, PHI-Tec, RSST, Accelerating Rate Calorimeter (ARC). Le prove di laboratorio e l'interpretazione dei dati. La regola dei 100 °C.
2.3. L'analisi dei prodotti di decomposizione e le implicazioni connesse con la Seveso II.

3. Implicazioni nello sviluppo e scale up di un processo
3.1. Realizzazione delle misure di sicurezza
Scelta delle misure di sicurezza. Utilizzo dei dati sperimentali. Diagramma di stabilità. Controllo della temperatura. Effetto dei contaminanti. Modifica delle condizioni di processo. Agitazione. Limitazione dei danni (sfogo della pressione).
3.2. Incidenti da reazioni fuggitive: discussione di alcuni casi stuidate dalla Stazione sperimentale per i Combustibili
Statistiche. Reazioni e operazioni particolarmente pericolose. Mancanza di conoscenze sulla chimica/termochimica della reazione. Accumulo di reagenti. Presenza di impurezze. Inadeguato smaltimento del calore di reazione. Guasti e/o fermata dell'agitatore. Inadeguato controllo della temperatura. Errori operativi. Errori nella progettazione.

Modalità di iscrizione
La quota di iscrizione, comprensiva del materiale didattico e delle colazioni di lavoro, è di L. 3.000.000 + IVA*) che dovrà essere versata al ricevimento della fattura, sul
- c/c/b 19/9, c/o Cariplo - Ag. 34 San Donato Milanese, codici: ABI 6070 - CAB 33710
- c/c postale n. 23711203 intestato alla Stazione sperimentale per i Combustibili - V.le A. De Gasperi, 3 - 20097 San Donato Milanese

*) salvo espressa richiesta di esenzione prevista dall'art. 14 comma 10, della legge 537/93
I partecipanti, per motivi organizzativi e didattici, saranno solo 10 per ogni corso.

La registrazione potrà essere fatta con l'apposita cartolina che dovrà essere spedita almeno un mese prima della data di inizio del corso prescelto. I partecipanti verranno registrati secondo l'ordine di arrivo della cartolina.

Per ulteriori informazioni
dott. Angelo Lunghi
Stazione sperimentale per i Combustibili
Viale A. De Gasperi, 3
20097 SAN DONATO MILANESE MI

tel. 02/51604.224 - fax 02/514286
e-mail: lunghi@ssc.it

Scheda di iscrizione