Experimental analysis and data elaboration for evaluation of hydrocarbon odor emission capacity

The growing significance of the harassment caused by odor impact to people and environment in society is leading to a major attention of the scientific world on these aspects. The industries, through their production process and waste, emit in atmosphere different kinds of pollutants which, despite regulated by law, generate an odor emission annoying the surrounding citizens. Refinery plants contribute in a substantial way to release odorous molecules. To evaluate the odor impact, Odor Emission Rate (OER) of all refinery units needs to be assessed. Specifically, it is well-known that storage area releases a significant amount of VOC. Regarding the floating roof tanks, it has been suggested a methodology to assess the OER, based on an equation that is the product between the total hydrocarbon mass losses from the tank and the Hydrocarbon Odor Emission Capacity per unit of weight (HCOEC). The purpose of this thesis work is to propose a valid methodology to evaluate HCOEC for a series of oil cuts. Laboratory analysis have been executed by fluxing nitrogen flow inside a bubbler, where the sample is contained. Evaporated mass and odor concentration of gaseous samples are measured at different specific time intervals. HCOEC is the area subtended to the curve described by the odor concentration in function of the fluxed nitrogen, divided by the total evaporated mass. To take in account about the uncertainty of the measured odor concentration, it is implemented a Crude Monte Carlo method. A sensitivity analysis has been carried out to observe the influence of time intervals in sampling schedule. Results affirm that a representative of HCOEC value exists for each kind of oil cut.

La crescente rilevanza nella società moderna dei disturbi arrecati dall’odore alle persone e all'ambiente ha portato la comunità scientifica a porre una maggiore attenzione su tali argomenti. Le industrie, attraverso i loro processi produttivi e rifiuti, immettono in atmosfera diversi tipi di inquinanti che, seppur regolamentati dalla legge, generano un'emissione odorigena in grado di disturbare la popolazione. Tra queste, rilevante è il contributo delle raffinerie per il rilascio di molecole odorose. Per valutarne l'impatto odorigeno, è necessario determinare l’Odor Emission Rate. In particolare, è noto che la sezione di stoccaggio rilascia una quantità significativa di COV. Per quanto riguarda i serbatoi a tetto galleggiante, è stata proposta una metodologia per valutarne l’OER, espresso come il prodotto tra le perdite massive totali idrocarburiche del serbatoio e l’Hydrocarbon Odor Emission Capacity (HCOEC). Questo lavoro di tesi ha l’obiettivo di proporre una metodologia efficace per la determinazione dell’HCOEC, analizzando una serie di tagli petroliferi. Le analisi di laboratorio sono state condotte flussando una portata nota di azoto all'interno di un gorgogliatore, dove è contenuto il campione in esame. La massa evaporata e la concentrazione di odore di campioni gassosi vengono misurate a differenti e specifici intervalli temporali. L'HCOEC è l'area sottesa alla curva descritta dalla concentrazione dell'odore in funzione dell'azoto flussato, divisa per la massa totale evaporata. L’implementazione di un metodo Crude Monte Carlo ha consentito di tener conto dell'incertezza della misurata di concentrazione di odore. Un'analisi di sensitività è stata effettuata per esaminare l'importanza delle tempistiche di campionamento. I risultati rilevano che per ogni tipo di taglio idrocarburico esiste un valore rappresentativo di HCOEC.