Ingegneria Chimica - Chemical Engineering

PARTE I - Fondamenti di analisi di rischio. 1 Nomenclatura e definizioni. Il concetto di rischio. Il rischio nell’industria chimica. Sua misura e rappresentazione. (2h) 2 Le sorgenti del rischio. Scenari incidentali. Tecniche di individuazione degli incidenti: check-list, HazOp, FMEA e FMECA, alberi dei guasti (FTA) e alberi degli eventi (ETA). Criteri di selezione e campi di applicazione. Esempi applicativi. (12h) 3 Analisi delle conseguenze e modelli di danno degli eventi incidentali. Modelli di rilascio. Cenni sui modelli per il rilascio bifasico. Modelli di dispersione di sostanze tossiche: modelli gaussiani e modelli per gas densi. Modelli di calcolo degli incendi: incendi da pozza, incendi da getto, flash fires e fireball. Modelli di calcolo dei fenomeni esplosivi: esplosioni fisiche, BLEVEs, esplosioni di nubi di vapore, esplosioni confinate. Valori di danno ed equazioni di probit. (20h) 4 Stima della frequenza e della probabilità di accadimento degli incidenti. Analisi statistica dei dati storici. Tecniche alternative: costruzione, analisi qualitativa e soluzione quantitativa degli alberi dei guasti (FTA) e degli alberi degli eventi (ETA). Esempi applicativi. (9h) 5 Rappresentazione delle misure del rischio. Criteri di scelta e sistemi di presentazione delle stime di rischio. Criteri di tollerabilità e valutazione del rischio. (8h) 6 Cenni sugli effetti domino. (1h) PARTE II - Sistemi di prevenzione e protezione 7 Sistemi di sicurezza. Procedure di emergenza, sistemi attivi e passivi. Criteri di sicurezza intrinseca. (4h) 8 Scenari incidentali tipici per le principali tipologie di apparecchiature dell’industria di processo. Relativi sistemi di sicurezza. (6h) 9 Tipologie, funzionamento, selezione e disposizione degli organi di sfiato. Valvole di sfiato, dischi di rottura e loro combinazioni. Sistemi di sfiato, di depressurizzazione, e loro dimensionamento. (12h) 10 Sistemi di contenimento e abbattimento: scarico libero in atmosfera, collettori, separatori di fase, sistemi di quenching, assorbimento, torce. (10h) 11 Cenni su sistemi e tecniche antincendio (2h) PARTE III – Analisi di casi storici (4h) NB: Il carico di ore è comprensivo delle esercitazioni pratiche

Per una adeguata comprensione dei contenuti del corso, sono indispensabili conoscenze basilari di termodinamica (proprietà chimico-fisiche e termodinamiche delle sostanze, concetto di equilibrio, trasformazioni, ecc.). Saranno inoltre utili e fortemente consigliate le conoscenze delle caratteristiche generali, costruttive ed operative delle principali apparecchiature dell'industria di processo.

1. Dispense a cura del docente 2. Daniel A. Crowl ; Joseph F. Louvar, "Chemical process safety : Fundamentals with applications" /. ‐ 2. ed. ‐ Upper Saddle River : Prentice Hall 3. Center for Chemical Process Safety: "Guidelines for chemical process quantitative risk analysis" /. ‐ 2. ed. ‐ New York. AIChE 4. CCPS (Center for Chemical Process Safety), 2008a, Guidelines for hazard evaluation procedures, 3rd Edition, Wiley Interscience, New York

Il corso è svolto interamente in aula e consiste sia in lezioni teoriche frontali che in esercitazioni pratiche. Le lezioni teoriche saranno finalizzate a fornire allo studente le conoscenze di base sulle principali tecniche impiegate per la valutazione della sicurezza degli impianti chimici. Nell'ambito di tali lezioni verrano mostrate le diverse tecniche alternative disponibili, verranno illustrati i principali criteri di scelta e i possibili metodi di applicazione. Lo scopo primario di questa metodologia didattica è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base per l'applicazione degli strumenti teorici alla soluzione di problemi pratici. Le lezioni teoriche saranno costantemente alternate allo svolgimento in aula, con risoluzione sia collettiva che individuale, di esercitazioni pratiche a complessità crescente fino alla simulazione finale di una prova d'esame, volte a familiarizzare lo studente con gli aspetti pratici dell'applicazione delle tecniche di analisi assimilate a casi realistici di scenari industriali. Questa fase è fondamentale e riceverà un congruo numero di ore nell'ambito del corso per consentire allo studente di acquisire le necessarie capacità critiche per la scelta della tecnica di analisi più adeguata ad uno specifico caso pratico e per la sua soluzione. Allo stesso tempo, le esercitazioni pratiche di gruppo consentiranno lo sviluppo delle capacità comunicative, collaborative e di presentazione e giustificazione del lavoro svolto, che saranno fondamentali nella futura carriera lavorativa degli studenti.

La frequenza del corso è facoltativa e tutti gli studenti hanno la possibilità di acquisire le conoscenze presentate in aula attraverso lo studio autonomo dei testi consigliati e di altri analoghi. Tuttavia si ritiene, anche in base all'esperienza acquisita negli anni precedenti, che la partecipazione alle lezioni, e soprattutto alle esercitazioni pratiche, sia molto utile per l'acquisizione delle adeguate capacità necessarie alla selezione ed alla applicazione degli strumenti teorici e delle tecniche illustrate a casi pratici. La partecipazione alle esercitazioni pratiche sarà anche molto utile per lo sviluppo delle capacità collaborative e di comunicazione dello studente.

La prova scritta è finalizzata alla valutazione della capacità acquisita dallo studente nell'applicazione delle metodologie teoriche presentate durante il corso ad un caso pratico. La prova ha una durata di circa 1,5 ore e consiste nella soluzione di un esercizio numerico eventualmente corredato di una metodologia logico-grafica (ad es. alberi logici) associato ad un problema di cui vengono fornite le principali caratteristiche. La soluzione del problema è individuale e può essere svolta con l'ausilio di tutta la documentazione di supporto ritenuta necessaria dallo studente (appunti, dispense, ecc.), fatta esclusione dei mezzi di comunicazione con l'esterno (smartphone, ecc.). L'esame orale (facoltativo) verterà su specifici aspetti delle metodologie apprese ed è finalizzato alla verifica del grado di comprensione dei diversi metodi trattati nel corso, anche dal punto di vista del loro grado di affidabilità, dei limiti di validità, delle eventuali ipotesi semplificative introdotte e delle possibili alternative. Per gli studenti di lingua diversa dall'italiano è possibile lo svolgimento delle prove di valutazione in lingua inglese, previa richiesta specifica.

1. American Petroleum Institute: Recommended Practice RP 520 e 521 2. F.P. Lees, Loss prevention in the process industry, 3rd Ed., Vol. 3 3. CCPS (Center for Chemical Process Safety) 2000. Guidelines for pressure relief and effluent handling systems (2nd Ed.). American Institution of Chemical Engineers, New York. ISBN: 978-0-470-76773-3

Il corso è svolto interamente in aula e consiste sia in lezioni teoriche frontali che in esercitazioni pratiche. Le lezioni teoriche saranno finalizzate a fornire allo studente le conoscenze di base sulle principali tecniche impiegate per la valutazione della sicurezza degli impianti chimici. Nell'ambito di tali lezioni verrano mostrate le diverse tecniche alternative disponibili, verranno illustrati i principali criteri di scelta e i possibili metodi di applicazione. Lo scopo primario di questa metodologia didattica è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base per l'applicazione degli strumenti teorici alla soluzione di problemi pratici. Le lezioni teoriche saranno costantemente alternate allo svolgimento in aula, con risoluzione sia collettiva che individuale, di esercitazioni pratiche a complessità crescente fino alla simulazione finale di una prova d'esame, volte a familiarizzare lo studente con gli aspetti pratici dell'applicazione delle tecniche di analisi assimilate a casi realistici di scenari industriali. Questa fase è fondamentale e riceverà un congruo numero di ore nell'ambito del corso per consentire allo studente di acquisire le necessarie capacità critiche per la scelta della tecnica di analisi più adeguata ad uno specifico caso pratico e per la sua soluzione. Allo stesso tempo, le esercitazioni pratiche di gruppo consentiranno lo sviluppo delle capacità comunicative, collaborative e di presentazione e giustificazione del lavoro svolto, che saranno fondamentali nella futura carriera lavorativa degli studenti.