Studio sulla sicurezza di una reazione di nitrazione di interesse industriale
Autore
Stefano Curti - Università degli Studi di Milano - [1997-98]
Documenti
Abstract
L’elevata esotermicità, unita all’instabilità di molti nitroderivati organici, rende non trascurabile il pericolo che si verifichino incidenti negli impianti dedicati alle reazioni di nitrazione.
Con l’ausilio delle strumentazioni calorimetriche e termoanalitiche in dotazione presso la Stazione sperimentale per i Combustibili è stata studiata una reazione di nitrazione di interesse industriale, la sintesi del 2,4-dicloro-5-nitro benzotrifluoruro, al fine di valutare i parametri che hanno rilevanza nell’ottimizzazione del processo dal punto di vista della sicurezza.
Dopo un esame preliminare della letteratura, sono state ricavate informazioni circa il calore di reazione e la stabilità termica della massa di reazione, mediante l’utilizzo di appositi programmi di calcolo, che utilizzano il metodo dei contributi di gruppo di Benson.
Quindi è stata studiata sperimentalmente la reazione desiderata, in condizioni adiabatiche mediante il calorimetro ARC e in condizioni isoterme con il calorimetro di reazione RC1. Grazie a queste tecniche sono stati ricavati importanti parametri, quali l’entalpia di reazione, l’aumento di temperatura in condizioni adiabatiche (Tad) e la massima temperatura raggiungibile in seguito alla perdita di controllo (MTSR, Maximum Temperature due to the Synthesis Reaction).
Infine sono state condotte prove di stabilità su reagenti, prodotti e massa di reazione, con l’ausilio di tecniche DSC e ARC, ottenendo la temperatura di inizio della decomposizione, la severità dell’evento decompositivo, il tempo necessario a raggiungere la massima velocità di reazione (TMR, Time to Maximum Rate) e la temperatura finale raggiungibile in seguito alla decomposizione.
I risultati ottenuti hanno permesso di concludere che la decomposizione della massa di reazione non è né acido-catalizzata, né autocatalitica.
Con l’ausilio delle strumentazioni calorimetriche e termoanalitiche in dotazione presso la Stazione sperimentale per i Combustibili è stata studiata una reazione di nitrazione di interesse industriale, la sintesi del 2,4-dicloro-5-nitro benzotrifluoruro, al fine di valutare i parametri che hanno rilevanza nell’ottimizzazione del processo dal punto di vista della sicurezza.
Dopo un esame preliminare della letteratura, sono state ricavate informazioni circa il calore di reazione e la stabilità termica della massa di reazione, mediante l’utilizzo di appositi programmi di calcolo, che utilizzano il metodo dei contributi di gruppo di Benson.
Quindi è stata studiata sperimentalmente la reazione desiderata, in condizioni adiabatiche mediante il calorimetro ARC e in condizioni isoterme con il calorimetro di reazione RC1. Grazie a queste tecniche sono stati ricavati importanti parametri, quali l’entalpia di reazione, l’aumento di temperatura in condizioni adiabatiche (Tad) e la massima temperatura raggiungibile in seguito alla perdita di controllo (MTSR, Maximum Temperature due to the Synthesis Reaction).
Infine sono state condotte prove di stabilità su reagenti, prodotti e massa di reazione, con l’ausilio di tecniche DSC e ARC, ottenendo la temperatura di inizio della decomposizione, la severità dell’evento decompositivo, il tempo necessario a raggiungere la massima velocità di reazione (TMR, Time to Maximum Rate) e la temperatura finale raggiungibile in seguito alla decomposizione.
I risultati ottenuti hanno permesso di concludere che la decomposizione della massa di reazione non è né acido-catalizzata, né autocatalitica.
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