Abbiamo appena concluso con successo un altro progetto di progettazione di processo. Un cliente aveva bisogno di adattare un reattore esistente per la produzione di una resina formolo-melamminica. Il sistema di riscaldamento e raffreddamento doveva essere validato per le nuove condizioni di processo, e doveva essere progettato un nuovo sistema di condensazione che operasse a riflusso completo durante la fase di metilolazione e come separatore di fase organica-acquosa durante la fase di eterificazione (una reazione di equilibrio di policondensazione che forma acqua come sottoprodotto, la quale deve essere rimossa dal sistema per favorire la produzione del polimero desiderato).
È stato realizzato un modello di simulazione basato sulle principali reazioni chimiche e sui rispettivi parametri termodinamici e cinetici, determinati a partire dai dati di laboratorio e di impianto pilota disponibili in azienda. Il modello è stato completato con le caratteristiche costruttive del reattore e delle sue periferiche, insieme a metodi di equilibrio vapore-liquido e liquido-liquido (quest’ultimo necessario per prevedere le fasi organica e acquosa nel sistema di riflusso), al trasferimento di calore e alle equazioni differenziali di bilancio di massa ed energia.
Era necessario uno strumento di simulazione specializzato in reattori batch per velocizzare la configurazione del modello, la risoluzione del sistema di equazioni algebrico-differenziali altamente non lineari e le successive simulazioni effettuate per individuare la configurazione ottimale delle apparecchiature e le condizioni operative. Dopo un’attenta ricerca di mercato, Fives-ProSim BatchReator è stato scelto come strumento ideale: offre un ricco database di composti chimici, metodi termodinamici, potenti solutori e un’interfaccia intuitiva con una curva di apprendimento relativamente breve (grazie anche all’aiuto di istruttori competenti e del team di supporto).
La progettazione di processi batch è sempre una sfida a causa della loro natura transitoria. Nel corso degli anni abbiamo assistito a molti tentativi a caso e all’utilizzo di regole empiriche proprietarie in questo ambito, con conseguenti apparecchiature sovradimensionate, sistemi ausiliari sottodimensionati e, talvolta, condizioni operative molto pericolose, frutto di una completa mancanza di conoscenza del comportamento nel tempo delle variabili di interesse.
Mercati competitivi come quello dei prodotti chimici speciali, delle resine per vernici, dei materiali energetici e altri che producono i loro prodotti in batch non possono più permettersi l’improvvisazione. Noi siamo qui per aiutarvi.