A general experimental criterion for the kinetic-free sensitivity analysis of axial flow continuous reactors

The aim of this thesis work is to propose an innovative kinetic-free criterion for the early detection of sensitive regimes in tubular reactors. The criterion which will be shown is essentially based on a single energy parameter which can be measured just by the means of easily recordable data such as temperatures and flowrates. Moreover, this criterion is conceived to be exploited at the laboratory scale for a better accuracy in the sizing of the reactor, but it can also be very helpful at the process scale thanks to its ability to ensure an on-going monitoring of the behavior of an industrial reactor too. What is believed to be the strength of this original approach to the problem of parametric sensitivity in the world of continuous processes is essentially its simplicity, both from a mathematical (a criterion easy to apply) and a conceptual (a criterion easy to understand) point of view, which makes of it a practical tool also to the final users, usually without a fine engineering background.

Questo lavoro di tesi si prefigge l’obiettivo di presentare una tecnica inedita di monitoraggio del comportamento sensitivo di reattori continui a flusso longitudinale. Tale tecnica, in particolare, si prefigura come un comodo strumento per assicurare il corretto dimensionamento del reattore alla scala di laboratorio prima e per garantire il suo monitoraggio alla scala industriale poi. L’originalità di questo criterio, che tra le sue varie peculiarità può vantare la totale negligenza della cinetica di reazione (un’informazione spesso ignota al progettista), risiede essenzialmente in due aspetti, per giunta strettamente correlati: in primo luogo, la semplicità del modello in sé, il quale si basa sulla sola analisi di un singolo parametro, a sua volta facilmente calcolabile dalla conoscenza di comuni variabili operative quali temperature e portate massiche (la cui rilevazione è perlopiù già prevista nella totalità degli impianti attuali); in secondo luogo, il suo porsi come uno strumento che possa essere agevolmente fruibile anche da parte dei semplici utilizzatori finali, spesso privi di adeguate competenze ingegneristiche.