Studio della composizione e dell'esplosivita' di atmosfere rilasciate da sistemi idroalcolici nella produzione di carbossimetil cellulosa

An important accident in the Netherlands in 2009, in a productive plant of carboxymethyl cellulose (CMC) highlighted the need of a deep understanding of explosive atmospheres which can be generated during the productive process of CMC. The event occurred in the Netherlands set a precedent that the host company cannot underestimate, considering the fact that CMC is the main product of the site of Albizzate. The thesis is therefore proposed to study atmospheres that can be created from water-alcohol mixtures by acting on two fronts, which are closely related to each other: the vapor-liquid equilibria and the explosiveness of atmospheres. Through the experimental study of the vapor-liquid equilibria, starting from a classical method, we want to find fast and effective alternatives that allow to simulate and determine the composition of the atmosphere, known the composition of the liquid mixture from which vapours spring. In this regard, a lot of measurements of the composition of the gas phase have been done through an indirect method consisting of the use of Headspace Gas Chromatography, aiming to find a mathematical model able to provide reliable predictions on the composition of the vapor phase starting from the composition of the liquid mixtures without the need of carrying out further experimental analysis. After obtaining the equilibrium data it has been carried out an investigation of the various mixtures analyzed in order to study their explosiveness into atmospheres with different oxygen content.

Un importante incidente avvenuto nel 2009 in Olanda, in un impianto produttivo di carbossimetil cellulosa (CMC), ha messo in luce la necessità di una conoscenza profonda ai fini della sicurezza delle atmosfere esplosive che si possono generare durante il processo produttivo della CMC. L’incidente verificatosi in Olanda costituisce un precedente che l’azienda ospite non può sottovalutare, in quanto la CMC rappresenta la principale produzione dell’azienda nel sito di Albizzate. La tesi si propone quindi di studiare le atmosfere che si possono creare a partire da miscele idroalcoliche agendo su due fronti, strettamente legati tra loro: gli equilibri liquido-vapore e l’esplosività delle atmosfere. Attraverso lo studio sperimentale degli equilibri liquido-vapore a partire da un metodo classico si è trovato un metodo alternativo veloce ed efficace che permette di simulare e di determinare la composizione di un’atmosfera, nota la composizione della miscela liquida dalla quale scaturiscono i vapori. A tal proposito, sono state effettuate delle misurazioni della composizione in fase gas attraverso un metodo indiretto, costituito dall’utilizzo della gascromatografia a spazio di testa, con il fine di trovare un modello matematico in grado di fornire previsioni attendibili sulla composizione della fase vapore partendo dalla composizione delle miscele liquide, senza la necessità di effettuare ulteriori analisi sperimentali. In seguito all’ottenimento dei dati di equilibrio, è stata poi svolta un’indagine sperimentale delle varie miscele analizzate per studiarne l’esplosività in atmosfere con diversi contenuti di ossigeno.