Quale gas utilizzare per inertizzare un serbatoio di stoccaggio di solventi infiammabili?

I gas (azoto o diossido di carbonio) svolgono un ruolo essenziale nell'inertizzazione dei serbatoi di solventi infiammabili per prevenire i rischi di incendio o di  esplosione. Questo articolo descrive in dettaglio la scelta tra questi due gas in funzione della compatibilità chimica e dei vincoli operativi. Destinato ai responsabili HSE delle industrie e agli ingegneri di manutenzione, offre una base tecnica per mettere in sicurezza gli ambienti di lavoro, in modo da garantire una concentrazione di ossigeno inferiore al valore di riferimento, in una logica di conformità normativa per la sicurezza dei siti industriali.

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Rifornimento con autocisterna - Air Liquide

Highlights

• Il mantenimento di una concentrazione di ossigeno inferiore alla LOC (Concentrazione Limite di Ossigeno): parametro principale per la sicurezza degli impianti industriali.
L'azoto: gas di riferimento per l'inertizzazione industriale grazie alla sua inerzia chimica.
Il diossido di carbonio: soluzione tecnica possibile, che introduce però rischi di reazioni chimiche e di condensazione in determinate condizioni.
La scelta del gas: dipende dalle caratteristiche del solvente, dalle condizioni di stoccaggio e dalle norme di sicurezza applicabili.

 

L'inertizzazione consiste nel sostituire un'atmosfera ossidante in un serbatoio con un gas inerte, al fine di eliminare ogni rischio di combustione. In uno stoccaggio di solventi infiammabili, questa misura ha un carattere indispensabile, poiché permette di prevenire la formazione di atmosfere esplosive. La scelta del tipo di gas per questo processo si riferisce alle sue proprietà chimiche per evitare la reazione con il prodotto stoccato, oltre che ai requisiti di sicurezza. Questo articolo descrive le soluzioni industriali per proteggere in modo ottimale gli impianti industriali e la longevità degli asset.

L'azoto è lo standard industriale del settore

Perché privilegiare l'azoto in ambito industriale?

È il gas più diffuso per inertizzare gli stoccaggi, grazie alla sua neutralità chimica con quasi tutti i solventi. Inoltre, la possibilità di consegnare azoto in cisterne criogeniche allo stato liquido o la produzione on-site tramite un generatore (PSA o a membrana) rappresenta una flessibilità logistica di grande valore. Il suo basso punto di rugiada impedisce qualsiasi introduzione di umidità nel prodotto stoccato. Grazie a una sovrapressione costante, si impedisce ogni intrusione d'aria, garantendo così l'integrità dello strato protettivo gassoso nei serbatoi di stoccaggio.

Quali vincoli industriali presenta l’azoto?

L'utilizzo dell’azoto presenta il rischio di anossia in caso di perdite in spazi chiusi. Ciò implica l'attuazione di un piano di prevenzione dei rischi legati all'anossia. Il suo utilizzo sicuro obbliga all'installazione di un sistema di misurazione del tenore di ossigeno con l’applicazione di procedure rigorose.

 

Utilizzo del diossido di carbonio o dell'argon per l'inertizzazione

Il CO₂ può essere utilizzato per inertizzare serbatoi chimici?

Il diossido di carbonio (CO₂) presenta proprietà cosiddette “estinguenti” in relazione alla sua elevata densità. Tuttavia, può dissolversi in alcuni prodotti, influenzando il loro pH o le loro proprietà chimiche o reagire con determinati materiali. L’impianto ha l’obbligo di rispettare alcune regole essenziali affinché lo sfregamento dei cristalli di CO₂ non generi scariche di elettricità statica che, in presenza di un’atmosfera esplosiva, potrebbero innescare un incendio o un’esplosione.

Quali applicazioni per l'argon nell'ambito delle inertizzazione?

L'argon, il gas inerte per eccellenza, si utilizza quando l'azoto rischia di reagire con il contenuto del serbatoio. Più denso dell'aria, offre un'eccellente protezione. Tuttavia, il suo elevato prezzo di produzione limita l'uso di argon ad applicazioni particolari, come lo stoccaggio di prodotti ultra puri o composti organometallici altamente reattivi. Per uno stoccaggio standard di una sostanza infiammabile, l'argon non presenta alcun vantaggio rispetto alle soluzioni di inertizzazione ad azoto.

Parametri tecnici per la selezione del gas di inertizzazione

Quali influenze hanno le caratteristiche chimiche del solvente?

La selezione del gas deve imperativamente integrare la compatibilità con il tipo di solvente. Infatti, alcuni composti possono assorbire il gas inerte, il che comporta un consumo eccessivo o un'alterazione della purezza del prodotto. Per esempio, il diossido di carbonio non si utilizza per i solventi basici o le ammine con cui può reagire.

Quale soluzione scegliere per la logistica dell'azoto?

La scelta della soluzione di inertizzazione tra l'utilizzo di azoto liquido o la produzione di azoto con un generatore rappresenta una scelta strategica. Infatti, questa scelta influenza la sicurezza dei tuoi impianti, la qualità dei tuoi prodotti e la flessibilità della tua produzione. Si tratta di una scelta che ha anche aspetti economici differenti. Vi sono tre criteri essenziali:

  • La purezza dell'azoto necessaria per l'inertizzazione del tuo prodotto (quantità di umidità, di ossigeno).
  • Le portate necessarie (volumi richiesti) per inertizzare uno o più serbatoi.
  • La pressione necessaria nei serbatoi rispetto alla regolazione dei sistemi di inertizzazione.
  • Le variazioni di portata: regolare o variabile nel tempo.
  • L'ingombro a terra nell'impianto, i vincoli di superficie e di integrazione rispetto alla localizzazione dei serbatoi.

Quali sono i vantaggi della generazione di azoto on-site?

La generazione di azoto on-site per l’inertizzazione dei serbatoi utilizza principalmente due tecnologie: la separazione a membrana o l'adsorbimento a inversione di pressione (PSA). I generatori di azoto on-site offrono il vantaggio di fornire un flusso continuo per volumi importanti, il che ottimizza in modo considerevole il budget legato ai costi logistici di consegna. Inoltre, questa soluzione riduce le emissioni di carboniche, poiché evita il trasporto mediante cisterne criogeniche.

SWE FLOXAL - produzione On-site - Azoto

Tabella comparativa delle diverse soluzioni di inertizzazione

GasAzoto (N₂​)Diossido di carbonio (CO₂​)Argon (Ar)
DensitàDensità: 0,967 (più leggero dell'aria).
Solubilità in acqua: molto bassa (~20 mg/l).
Densità: 1,527 (nettamente più pesante dell'aria).
Solubilità in acqua: elevata (2000 mg/l).
Densità: 1,380 (più pesante dell'aria).
Natura: gas nobile, monoatomico.
VantaggiAbbondante.
Impedisce l'ossidazione e lo scolorimento. Inerte con la maggior parte dei composti.
Crea una copertura pesante.100% inerte, nessuna reazione chimica possibile.
SvantaggiNessuno.Corrosivo in presenza di umidità.
Reagisce con le ammine, l'ammoniaca anidra, le basi forti.
Rischio di esplosione per lo sfregamento di cristalli solidi​.
Il suo prezzo rispetto all'azoto ne limita l'uso ad alcuni prodotti tecnici ultra puri.
ApplicazioniStandard industriale per il "blanketing" di serbatoi di stoccaggio o per gli spurghi delle tubazioni.Inertizzazione di silos o serbatoi di rifiuti industriali.Inertizzazione di alta gamma per garantire la qualità di prodotti ultra puri per il settore della chimica di specialità.

 

Sicurezza dell'applicazione di inertizzazione in un sito industriale chimico

Cosa significa LOC?

La Concentrazione Limite di Ossigeno (LOC) rappresenta il valore al di sotto del quale un'esplosione non può più propagarsi, indipendentemente dalla concentrazione del solvente infiammabile. Il processo di inertizzazione garantisce la regolarità del tasso di ossigeno con un margine di sicurezza in conformità con le norme. Questo valore varia in base alle caratteristiche del solvente stoccato nel serbatoio da inertizzare.

Perché lo skid di inertizzazione svolge un ruolo chiave nella sicurezza degli impianti?

Lo skid di inertizzazione, o quadro di riduzione e regolazione fluidi, rappresenta l'interfaccia tra la sorgente di azoto e il serbatoio o il reattore. Per un responsabile di produzione, questa apparecchiatura non consiste semplicemente in un insieme di valvole, ma costituisce l'elemento strategico di sicurezza per garantire la stabilità della copertura gassosa. Descrizione di un quadro fluidi, uno skid per la petrolchimica integra:

  • Sistema di riduzione ad alta precisione: riduttori per ottenere una pressione di utilizzo costante.
  • Valvole di regolazione: valvole selezionate in base a caratteristiche specifiche (materiali, pressioni nominali, portata).
  • Strumentazione di misura: trasmettitori di pressione, misuratori di portata massica, analizzatori di ossigeno (a seconda delle versioni).
  • Automazione di controllo: possibile integrazione con il sistema di controllo dell'impianto.

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