Sapienza. Fasi Della Realizzazione Degli Impianti Chimici

Fasi della realizzazione degli Impianti Chimici Ing. Giorgio Zerboni

Anno accademico 2010 - 2011 1

Le fasi della realizzazione realizzazione degli impianti Aspetti generali

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Fasi della realizzazione degli Impianti Chimici

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Presupposti tecnici per la realizzazione di un nuovo impianto

Nuovo prodotto  Nuovo processo  Aumento della richiesta sul mercato 

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Produzione materie plastiche

Resine fenolo-formaldeide (bachelite) Cloruro di polivinile Resine acriliche (Plexiglas ecc.) Resine poliammidiche poliammidiche Polietilene (HDPE, LDPE, LLDPE) Polipropilene isotattico (Moplen) Poliet Polietil ilen en tereft tereftala alato to

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1909 1927 1933 1938 1942 1957 1992

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I compressori centrifughi

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Il Biodiesel : un nuovo prodotto o un nuovo processo?

E’ costituito da esteri di origine vegetale. Si Si ottiene trattando olii olii estratti dai semi di colza, di soia o di girasole, con metanolo. Questi Questi olii olii sono già degli esteri, esteri, e la reazi reazione one di di produzi produzione one del del biodiesel è detta di transesterificazione transesterificazione:: da essa si formano formano infatti ancora degli esteri, ma ma più leggeri, che costituiscono costituiscono il biodiesel, e un alcool alcool più pesante pesante (general (generalmente mente glicer glicerina) ina) R – COOR’ + CH3OH

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R – COO CH3 + R OH


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Perché si fanno impianti di potenzialità sempre più grandi ?

Il motivo principale è economico : l’incremento della potenzialità di un impianto comporta sempre una riduzione dei costi unitari di produzione, in particolare per la ridotta incidenza del costo di investimento.  Il costo di un impianto, infatti, cresce in funzione della sua potenzialità , ma con un esponente (“ fattore di scala “ ) inferiore ad uno 

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Il costo di investimento in funzione della potenzialità dell’impianto

E’ dato dalla relazione

C = Co ( P / Po ) n 



dove : Po e Co sono rispettivamente la potenzialità annua di un certo impianto e il corrispondente costo di investimento; n è il fattore di scala, variabile tra 0,5 e 0,9 ( mediamente attorno a 0.62 )

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Altri presupposti per la realizzazione di un nuovo impianto

Costruzione di un impianto per produrre sul mercato nazionale un prodotto fino a quel momento importato  Costruzione di un impianto per realizzare recuperi di prodotti pregiati da sottoprodotti (es: visbreaking, con recupero di distillati leggeri da residui pesanti)  Costruzione di un impianto per la produzione di composti rispondenti a prescrizioni ecologiche (es: MTBE, etere metilbutil terziario, per sostituzione del TEL, piombo tetraetile, nella benzina ad alto numero di ottano) 

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Schema di un impianto di produzione MTBE da olefine e metanolo (Processo Phillips)

H3C

H3C C =

CH2+CH3OH

H3C isobutene Ing. G. Zerboni

C H3C

metanolo

O-CH3 CH3

Etere metilbutil terziario (MTBE)


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Fasi di uno studio di fattibilità  Individuazione del prodotto;  Scelta del processo di produzione e verifica della eventuale necessità di accedere ad un brevetto;  Determinazione della potenzialità di progetto dell’impianto, da eseguirsi in base ad una accurata ricerca di mercato, che permetta di valutare quale sarà la domanda e l’offerta sul mercato del prodotto in oggetto negli anni a venire, e quindi anche il prezzo di mercato al momento dell’inizio della produzione dell’impianto;  Scelta della possibile ubicazione dell’impianto;  Stima del costo d’impianto, vale a dire dell’investimento richiesto;  Stima dei costi di esercizio;  Determinazione del costo di produzione risultante;  Determinazione del reddito annuo previsto. Ing. G. Zerboni


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Grafici di redditività

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Il revamping di impianti esistenti

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Il revamping di impianti esistenti

Il revamping di un impianto può essere suggerito da uno, o più contemporaneamente, dei motivi seguenti:  Aumento della potenzialità, mediante la rimozione dei colli di bottiglia, cioè mediante la sostituzione delle apparecchiature che limitano la potenzialità dell’impianto (debottlenecking);  Aumento della sicurezza d’esercizio;  Miglioramento della situazione degli effluenti per renderli conformi a nuove norme di legge sulla tutela dell’ambiente;  Miglioramento della qualità media del prodotto mediante l’introduzione di sistemi di controllo più moderni;  Riduzione dei costi di esercizio

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I sistemi di controllo

Nuovo livello medio di qualità Limite inferiore di accettabilità

Precedente livello di qualità

Limite superiore di accettabilità

Modifiche della qualità media di un prodotto a seguito dell’introduzione di un sistema di controllo più accurato Ing. G. Zerboni


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Cosa si intende per complesso industriale ?

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Cosa si intende per complesso industriale ?

Per complesso industriale ( Industrial Complex ) si intende un sistema costituito da un certo numero di unità di produzione e di servizi ausiliari , completamente integrati ai fini della produzione , che partono da materie prime per dar luogo a prodotti intermedi o a prodotti finiti; Per unità di processo ( Process Unit ) si intende un sistema integrato di apparecchiature, destinate alla produzione di uno specifico prodotto, generalmente facente parte di un insieme di Unità che, tutte assieme, costituiscono un complesso.

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I programmi di progetto 

I programmi di progetto , preparati durante la fase di studio di fattibilità, comprendono sia la fase preliminare , o di basic design ( i.e : fino alla emissione del contratto EPC ) che quella esecutiva.



Mentre i tempi della fase esecutiva, salvo notevoli imprevisti, sono sostanzialmente affidabili, quelli della fase preliminare dipendono molto dall’andamento e dai risultati degli studi di fattibilità e possono risultare anche più lunghi di quelli della fase esecutiva.

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Basic Design Phase

6

12

Execution Phase

18

6

12

18

24

30

36

Months

•

•

•

Feasibility study (includes Licensors' s election) Basic design (by Licensors') Integration (Front-end design) and preparation of Bid Inquiries

•

Bidding phase & Contract award

•

Engineering

•

Procurement

•

Construction

•

Precommissioning

•

Commissioning/Start-up/Alignment

•

Contract award

rd

97% progress

st

97% materials at Site

3 m: 1 P/O

10th m: s tart of foundations

Last Process Unit M/C rd

23 m: s tart of precommissioning of utilities units

th

st

25 m: 1 utility

th

35 m: Last P/U th

Test runs

38 m: Last Process Unit

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Fasi della realizzazione di un impianto ed ente operante Fase della realizzazione

Studio di fattibilità Basic design Engineering Procurement Costruzione Avviamento Esercizio

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Ente operante

Committente (Owner) Process Licensor Società di ingegneria e costruzione (Contractor) Contractor/Vendors Contractor/Subcontractors Owner/Licensor/Contractor Owner


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Il know-how nell’industria chimica

Con il termine di know-how si intende una serie di dati, informazioni e procedimenti, ricavati da impianti pilota o da impianti industriali in esercizio, indispensabili per l’esecuzione della progettazione di processo di un impianto. Tali dati riguardano tutta la tecnologia del processo di produzione, e cioè le condizioni di esercizio, le caratteristiche delle apparecchiature chiave dell’impianto e, laddove è presente una reazione chimica, tutti i dati che la caratterizzano, e cioè: - temperatura, pressione e cinetica della reazione; - composizione e caratteristiche del catalizzatore; - dettagli costruttivi del reattore e dei suoi interni; - modalità di rimozione del calore di reazione (o di riscaldamento, nel caso di reazioni endotermiche); - tipo e precisione dei controlli da attuare sulle variabili operative; - rapporto di riciclo da adottare per ottimizzare la resa, ecc. Ing. G. Zerboni


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Interni di un reattore a flusso verticale

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Interni di un reattore di hydrocracking

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Definizioni inerenti al know-how nell’industria chimica

Know-how

Insieme di informazioni di processo e impiantistiche, ricavate da impianti pilota o industriali.

Licenza

Autorizzazione a realizzare un impianto secondo un procedimento originale brevettato. Insieme di informazioni comprendenti schemi, bilanci e specifiche adattati alla potenzialità e alle condizioni locali di un nuovo impianto, che costituiscono la base della progettazione di processo dell’impianto stesso (secondo un procedimento originale o non originale)

Basic design

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Contenuti di un accordo di licenza ( license agreement ) 

 

  



Licence and patent rights Know- how transfer Performance guarantees Basic Process Design Review of part of Contractor’s design Training of Client’s personnel Exchange of know-how along the validity of the L/A Catalyst supply Catalyst guarantees Liabilities ( make good or absolving)

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Integrazione e Front-End

Nel caso di nuovi complessi industriali , una volta firmati gli accordi di licenza e avviata la preparazione del Basic Design delle varie Unità, occorre procedere con l’integrazione dei suddetti Basic Design in un progetto unitario e coerente dell’intero complesso.  L’attività che permette di effettuare detta integrazione è conosciuta con il nome di Front-End ( o FEED : Front End Engineering Design ). Questa attività comprende : la finalizzazione della planimetria generale, lo studio del sistema di controllo e dello schema elettrico unifilare, il layout dei sistemi di interrate, la stima di costo di dettaglio e il programma generale di progetto. 

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. La progettazione

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La progettazione di processo (1/2) Attività principali

Le attività principali che si eseguono in fase di progettazione di processo sono: - definizione della sequenza delle varie operazioni unitarie e degli eventuali ricicli; - definizione dello schema funzionale dell’impianto, o schema di processo, comprendente i collegamenti tra le varie apparecchiature e le modalità di controllo delle principali variabili operative; - individuazione dei possibili recuperi di energia; - esecuzione dei bilanci di materia e di energia sia globali, relativi cioè a tutto l’impianto, sia relativi alle singole operazioni unitarie; Ing. G. Zerboni


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La progettazione di processo (2/2)

- dimensionamento di processo delle apparecchiature; - dimensionamento di linee e di valvole di controllo e di sicurezza; - preparazione dello schema di marcia (1° emissione); - individuazione dei materiali da costruzione più adatti nelle diverse condizioni di esercizio; - definizione della posizione in planimetria e in elevazione delle apparecchiature principali.

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Specifica di processo di un reattore (1/2)

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Specifica di processo di un reattore (2/2)

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Specifica di processo di una colonna di adsorbimento (1/2)

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Specifica di processo di una colonna di adsorbimento (2/2)

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La progettazione di processo Documenti principali (1/4)

I documenti principali, che costituiscono il prodotto della progettazione di processo, e la base di partenza per la progettazione esecutiva, sono: - l’elenco delle materie prime, dei prodotti e dei sottoprodotti con le loro caratteristiche essenziali; - l’elenco dei consumi delle materie prime, dei servizi, dei prodotti chimici ausiliari e l’elenco degli effluenti: detto elenco, assieme al precedente, costituisce la sintesi delle prestazioni dell’impianto e la misura della validità del processo di produzione adottato; Ing. G. Zerboni


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- lo schema di processo con il quantificato: nello schema di processo è rappresentato schematicamente l’impianto con le sue apparecchiature principali e le linee più importanti, mentre con il quantificato vengono riassunti i risultati dei bilanci di materia e di calore con l’indicazione delle portate e le caratteristiche delle varie correnti (condizioni di esercizio, stato fisico ecc.) e le quantità di calore scambiate;

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Schema di processo di un trattamento con ammine

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- le specifiche di processo delle apparecchiature, che mostrano l’indicazione del servizio richiesto, portate e caratteristiche dei fluidi trattati, i materiali da costruzione e, per le apparecchiature che vengono costruite “su misura”, come reattori, colonne, recipienti, forni, scambiatori di calore ecc., anche le caratteristiche geometriche (v. fig. II.1), mentre per le apparecchiature che vengono scelte su standard di mercato quali ad es. pompe, compressori, motori, turbine, agitatori ecc., si devono invece precisare tutte le caratteristiche che permettano la individuazione del modello più adatto tra quelli disponibili sul mercato; Ing. G. Zerboni


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La progettazione di processo Documenti principali (4/4) -

-

gli schemi di marcia, in cui oltre a tutte le apparecchiature e alle linee dell’impianto, compare la definizione del materiale e delle caratteristiche delle tubazioni e della strumentazione: questo documento, che viene impostato nella fase di basic design e completato successivamente durante la progettazione esecutiva, è il documento fondamentale per lo sviluppo della progettazione delle tubazioni e del sistema di controllo automatico dell’impianto; le specifiche degli strumenti e, in particolare, delle valvole di controllo, delle valvole di sicurezza, degli analizzatori nonché la filosofia del sistema di controllo dell’impianto e del suo grado di automazione.

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Gli schemi di marcia

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La progettazione esecutiva Attività ed elaborati -

elenco apparecchiature; schema di marcia (sviluppo e completamento); specifiche meccaniche delle apparecchiature; planimetrie generali e di zona; progettazione impianti elettrici, illuminazione e messa a terra; progettazione sistema di controllo; progettazione opere civili (reti interrate, fondazioni ed edifici); studio percorsi tubazioni e schizzi assonometrici; richiesta d’offerta per apparecchiature e materiali (documentazione tecnica ed analisi tecnica delle offerte); richieste d’offerta per gli appalti di costruzione (documentazione tecnica).

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Progettazione esecutiva Esempio di planimetria generale

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Progettazione esecutiva Esempio di planimetria di zona

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Schizzo assonometrico di una linea da 3” eseguito con procedura di disegno automatico

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43

Schizzo assonometrico

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Esempio di schema elettrico unifilare (tipico)

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Schema tipico dell’organizzazione tradizionale della progettazione esecutiva

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Il CAD 3D 





Integra procedure già sviluppate nelle diverse discipline orientandole nello sviluppo grafico ; Consente di ottenere controlli di interferenze, viste assonometriche e prospettiche, rotazioni di immagini ecc ; E’ la base per il controllo sistematico della progettazione ( 3D Model review ) e della costruibilità ( Constructability review )

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Il CAD 3D

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Fasi della realizzazione degli impianti 

L’approvvigionamento dei materiali

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L’Approvvigionamento dei materiali

Per approvvigionamento dei materiali si intende una serie di attività che, partendo dalla emissione delle richieste di offerta per le apparecchiature e i materiali costituenti l’impianto, vanno fino all’arrivo dei materiali in cantiere. Dette attività comprendono: - la valutazione tecnica delle offerte ricevute dai fornitori relativamente a una o più apparecchiature o a un gruppo di materiali: detta valutazione è eseguita dalla sezione tecnica competente; - la valutazione commerciale, con la raccomandazione al responsabile del progetto dell’offerta ritenuta globalmente più conveniente; - la trattativa commerciale con il fornitore prescelto; Ing. G. Zerboni


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L’Approvvigionamento dei materiali

- la emis emissi sion onee de degl glii ordi ordini ni,, cioè cioè de deii co cont ntra ratt ttii di acqu acquis isto to riportanti, oltre alle specifiche tecniche, le condizioni tecnicocommerciali pattuite quali prezzo, luogo e termini di consegna, modalità modalità di pagamento, pagamento, penali penali per ritardata ritardata consegna consegna ecc.; ecc.; - la ispezi ispezione one ed ilil coll collaud audoo delle delle app appare arecch cchiat iature ure o dei dei mate materia riali li presso le officine officine del fornitore; fornitore; - il traspo trasporto rto del materi materiale ale dalle dalle offici officine ne del fornit fornitore ore fino fino a Jobsite, Jobsite, cioè fino al luogo luogo destinato destinato alla alla costruzione costruzione dell’impianto.

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I controlli non distruttivi Per controlli non distruttivi ( NDT ) si intendono gli esami effettuati su semilavorati e prodotti finiti, allo scopo di individuare eventuali difetti senza alterare il materiale, né prelevarne campioni campioni Gli NDT NDT più più comuni comuni sono sono :  Gli - i liqu liquidi idi pen penetr etrant antii - le radi radiog ogra rafi fiee - gli gli ultr ultras asuo uoni ni 

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I liquidi penetranti

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I liquidi penetranti 

E’una tecnica che sfrutta la capacità di alcuni liquidi di penetrare per capillarità ( e non per gravità ) all’interno di difetti superficiali (cricche, cavità ecc.)



Il liquido penetrante viene poi estratto dalle porosità stendendo sulla superficie del pezzo in esame uno strato di polvere bianca (rivelatore ) nella quale il liquido risale,ancora per capillarità, lasciando un segnale di dimensioni maggiori rispetto a quelle del difetto.

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Le radiografie

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Le radiografie 



La tecnica radiografica permette di esaminare i difetti in tutto il volume dell’oggetto : essa risulta quindi particolarmente efficace nel controllo delle saldature. I raggi X e γ passanti e variamente attenuati in funzione dello spessore e della densità del materiale attraversato, impressionano una lastra fotografica posta dietro l’oggetto da esaminare. Lo sviluppo della pellicola produce una immagine a 2 dimensioni dell’oggetto fotografato , nella quale immagine le variazioni di densità e composizione del pezzo esaminato vengono visualizzate come variazioni in una scala di grigio.

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Il trasporto in cantiere

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Definizione del luogo di consegna delle merci Sigla

EXW FOT

FOB

CIF

DDP Ing. G. Zerboni

Definizione

Ex works (franco fabbrica) Free on truck (franco camion)

Descrizione

Ritiro merce, carico sul mezzo e trasporto sono a carico dell’acquirente.

Il fornitore consegna la merce caricata su camion. Il trasporto è a carico dell’acquirente. Free on board Il fornitore consegna la merce sopra la murata della nave. Il resto del trasporto è (franco nave) a carico dell’acquirente. Cost, insurance and freight Il fornitore consegna la merce sulla nave, (Costo, assicurazione e ma sostiene anche le spese del nolo nolo) marittimo e della relativa assicurazione. Delivered, duty paid Il fornitore consegna la merce sdoganata a destinazione. (Reso sdoganato) Fasi della realizzazione degli Impianti Chimici

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Definizione del luogo di consegna delle merci

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Fasi della realizzazione degli impianti



La costruzione

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Sequenza delle operazioni di montaggio

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Le analisi geotecniche Hanno lo scopo di raccogliere le info necessarie per scelte planimetriche e progettuali quali necessità di bonifica, determinazione della sollecitazione ammissibile e operative quali modalità di scavi, riutilizzo del terreno per backfilling ecc. Comprendono :  Sondaggi > aggressività del terreno , livello di falda  Prove di permeabilità > capacità di assorbimento del terreno  Prove penetrometriche > capacità portante del terreno  Rilievi geomeccanici > presenza e natura delle roccie

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Sistemi di interrate tipici Servizio

Fogna oleosa

Materiale tipico

Ghisa sferoidale o poliestere rinforzato con fibra di vetro Fogna sanitaria Ghisa sferoidale o poliestere rinforzato con fibra di vetro Fogna chimica Gres (o altro, in dipendenza del fluido prevalente) Acqua piovana Cemento, in canaletta aperta Acqua antincendio Acciaio al carbonio bitumato o poliestere rinforzato con fibra di vetro Acqua potabile Acciaio zincato

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Destinazione

Separatore acqua/olio Trattamento biologico Vasca di neutralizzazione Rete civile esterna Idranti o monitors

Utenze (wc, beverelli, docce, lavaocchi, ecc.)


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Esempi di alloggiamento di cavi elettrici

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Il pipe rack : struttura o calcestruzzo ? 



-

I vantaggi della struttura metallica : facilità di trasporto e di montaggio; flessibilità in caso di modifiche; I vantaggi del calcestruzzo : non richiede protezione antincendio; può essere prefabbricato localmente.

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Pipe rack in struttura metallica

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Collegamento di elementi prefabbricati

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Elementi prefabbricati di pipe-rack in calcestruzzo Elementi frontali

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Elementi prefabbricati di pipe-rack in calcestruzzo Elementi laterali

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Installazione delle apparecchiature

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Gru cingolate

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Gru ad anello

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Sollevamento di una apparecchiatura verticale

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Scatole di ancoraggio per bulloni di fondazione

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74

La costruzione dei serbatoi

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75

I serbatoi a tetto galleggiante

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Prefabbricazione delle tubazioni

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I gruppi pompa-motore

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78

Sottostazione elettrica principale ad AT

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79

Trasformatori elettrici

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Sottostazione elettrica

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Quadri elettrici

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Barre di distribuzione

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83

Stesura di cavi elettrici

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L’energizzazione della sottostazione principale

E’ la pietra miliare dei montaggi elettrici  Permette di svincolare l’inizio delle attività di avviamento dalla rete elettrica esterna  Avviene dopo aver montato e cablato i quadri elettrici e dopo aver eseguito le prove di isolamento e la taratura dei relè di protezione dei quadri stessi 

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Il montaggio degli strumenti

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La Control Room

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I collaudi

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Completamento meccanico È la pietra miliare (milestone) delle attività di costruzione ed ha generalmente un riscontro contrattuale tra l’Owner e il Contractor. Detta milestone viene raggiunta quando in un impianto sono state installate e collaudate idraulicamente tutte le apparecchiature e le tubazioni, e completati gli impianti elettrici e la strumentazione. Anche isolamenti e verniciature fanno parte del completamento meccanico di un impianto, ma, poiché dette attività possono proseguire mentre sull’impianto hanno inizio le operazioni preliminari per l’avviamento, la situazione di completamento meccanico può intendersi convenzionalmente raggiunta anche se isolamenti e verniciature non sono stati completati. Occorre notare che, sempre più frequentemente, le successive attività di preparazione dell’impianto all’avviamento ( precommissioning) vengono convenzionalmente incluse nel completamento meccanico. Ing. G. Zerboni


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L’avviamento

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Sequenza delle operazioni di avviamento

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91

Durata dell’avviamento 

Una formula empirica per valutare la durata dell’avviamento di ( precommissioning/commissioning/ start-up) di un impianto in funzione della durata delle attività di costruzione è la seguente : tempo = a ( 0.15 + b + c + Nd )



dove : a = durata della costruzione ( mesi ) b = fattore di processo ( tra 0.15 per prototipi e – 0.02 per processi ben noti ) c = fattore apparecchiature ( tra 0.15 per prototipi e -0.02 per apparecchiature comuni ) d = fattore di interdipendenza ( tra 0.15 per impianti costituiti da Unità completamente dipendenti e 0 per Unità del tutto indipendenti N = numero delle Unità di processo dell’impianto

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Costo dell’avviamento 

Una formula empirica per valutare il costo dell’avviamento di un impianto (precomissioning/ commissioning/ start-up) in funzione del costo di investimento è la seguente : Costo = A ( 0.06 + B + C + ND )



dove : A = costo di investimento B = fattore di processo ( tra 0.04 per prototipi e – 0.01 per processi ben noti ) C = fattore apparecchiature ( tra 0.04 per prototipi e - 0.01 per apparecchiature comuni ) D = fattore di interdipendenza ( tra 0.02 per impianti costituiti da Unità completamente dipendenti e 0 per Unità del tutto indipendenti ) N = numero delle Unità di processo dell’impianto

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Precommissioning

Con il termine di Precommissioning si intendono le attività di pulizia delle linee e delle apparecchiature dell’impianto, le prove di tenuta, gli allineamenti a freddo delle macchine rotanti, la calibratura degli strumenti, il test delle apparecchiature di sicurezza e, in generale, la verifica che l’impianto è stato costruito in accordo agli schemi di marcia e alle specifiche contrattuali.

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Commissioning

Con il termine di Commissioning si intendono le attività di verifica dinamica delle macchine rotanti ed, in particolare, di pompe, compressori e turbine con fluidi inerti, la verifica del corretto funzionamento dei sistemi di controllo e di sicurezza, il caricamento di chemicals e catalizzatori, l’introduzione dei fluidi di processo e le prove di tenuta con detti fluidi e, infine, lo startup dell’impianto fino al suo corretto e regolare funzionamento in automatico.

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Approccio alle attività di avviamento : unità, sistemi e circuiti 





Un impianto generalmente consiste in un certo numero di Unità di produzione; Ai fini della costruzione e dell’avviamento, ogni Unità viene suddivisa in sistemi : un sistema è una parte di Unità avente una specifica identità e una specifica funzione (ad es : un sistema di compressione di un gas ). Inoltre, un sistema viene ulteriormente suddiviso in sottosistemi : un sottosistema è costituito da una o più apparecchiature che possono essere operate indipendentemente da altri sistemi o sottosistemi ( ad es : una colonna di distillazione ) Ai fini dei test idraulici e del precommissioning , i sottosistemi vengono suddivisi in circuiti : un circuito consiste di una o più apparecchiature o linee collegate anche temporaneamente.

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La verifica dell’impianto (1/2) 





Prima del completamento delle attività di costruzione , il team di precommissioning effettua una ispezione generale dell’impianto allo scopo di verificare che la costruzione stessa è avvenuta in accordo ai P&ID’s ,alle specifiche di progetto, ai disegni emessi per costruzione e alla documentazione dei Licensors e dei Vendors. A seguito dell’ispezione, e prima di procedere con l’attività di precommissioning, viene prodotta una punch list dei punti da correggere. Sempre prima dell’inizio del precommissioning, vengono rimosse sia le attrezzature che ogni supporto temporaneo utilizzato per la costruzione.

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La verifica dell’impianto ( 2/2)

Esempi :  Reattori : per i distributori interni : metallurgia, tipo, dimensioni, libertà di espansione ; per le griglie di supporto del catalizzatore : metallurgia, tipo di maglia e dimensioni, supporti, saldature.  Recipienti : separatori, rompivortici, diaframmi ecc.  Piatti di colonne : numero, distanza, livellamento, altezza dello stramazzo, dimensioni del canale di discesa, libero movimento delle valvole, fissaggio dei bulloni ecc.

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98

La pulizia delle linee 



Scopo : rimuovere ogni corpo estraneo ( elettrodi, scorie di saldatura, sabbia,ecc ) allo scopo di evitare intasamenti delle linee e danneggiamento delle apparecchiature. Metodi : - mediante circolazione di acqua ( caso generale ) - mediante aria compressa ( quando non è possibile l’uso di acqua ) - mediante vapore ( per le linee di vapore ) - pulizia meccanica ( per linee di diametro > 30” ) - mediante lavaggio chimico ( per elevati livelli di pulizia )

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99

La pulizia delle apparecchiature  

Scopo : rimuovere ruggine, calamina, olio di protezione, sabbia ecc. Metodi : - Recipienti in CS : spazzolatura - Recipienti in SS : pulizia con un panno - Serbatoi in CS : spazzolatura o sabbiatura , a seconda dello stato delle lamiere.

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100

Le prove di tenuta

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101

Le prove di tenuta 



Scopo : verificare che le flange siano correttamente imbullonate e serrate, che siano state montate le guarnizioni finali e che ogni sistema di tenuta sia stato installato. Procedura : - identificare e isolare il circuito , installare un numero adatto di manometri; - pressurizzare con aria o N2 fino al valore di test (solitamente < 0,5 bar ) verificando il regolare aumento della pressione ; - identificare possibili perdite con schiumogeno; - tenere il circuito in pressione per almeno 4 ore.

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102

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103

Attività per ogni linea 

Costruzione

  



Precommissioning

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Commissioning

Ing. G. Zerboni

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Prefabbricazione Installazione della linea e dei supporti Collaudo idraulico Pulizia Lavaggio chimico (se richiesto) Installazione delle guarnizioni definitive Prove di tenuta Essiccamento (se richiesto) Bonifica con gas inerte (se richiesto)


104

Attività per ogni pompa 

Costruzione

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Precommissioning

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Commissioning

Ing. G. Zerboni

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Installazione pompa e motore Installazione sistemi ausiliari Prova di funzionamento del motore Verifica libera rotazione Allineamento pompa-motore Installazione del giunto Prova in bianco del sistema pompamotore


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Attività per ogni circuito di controllo 

Precommissioning

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Ing. G. Zerboni

Verifica segnali trasmettitori (Locale/DCS) Verifica azione (diretta/inversa) Verifica valvole di controllo  Libertà di movimento dello stelo  Verifica posizione dello stelo @ 0/25/50/75/100% del segnale  Verifica posizione per mancanza aria o energia


106

Lo start -up

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Ing. G. Zerboni


107

Le regole generali dello start-up

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Funzionamento in manuale Portate minime compatibili col corretto funzionamento delle apparecchiature e della strumentazione Riciclo dei prodotti fino al raggiungimento delle specifiche di qualità

Ing. G. Zerboni


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Bonifica ( purging ) 

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Prima dell’ingresso di idrocarburi all’interno dell’impianto, è necessario effettuare una bonifica con gas inerte per rimuovere l’aria evitando così il rischio di formare atmosfere esplosive . Una bonifica è anche necessaria per alcuni catalizzatori sensibili all’O2, o per eliminare l’umidità , come nel caso delle unità di refrigerazione. Come gas inerti possono essere usati N2, miscele N2/CO2 e, in qualche caso,vapore. Per effettuare la bonifica, possono essere adoperati 2 metodi: - flusso continuo - pressurizzazione /depressurizzazione. L’ operazione di bonifica può dirsi completata quando il contenuto di O2 è inferiore allo 0,5% in volume. Comunque, prima dell’introduzione di idrocarburi nelle apparecchiature, viene effettuato un nuovo controllo per verificare che il contenuto di O2 sia inferiore all’1% in volume.

Ing. G. Zerboni


109

Schema di un impianto di idrodesolforazione (HDS)

Ing. G. Zerboni


110

Avviamento di un circuito di reazione

Ing. G. Zerboni


111

Lo scambiatore feed-effluent (Packinox )

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Ing. G. Zerboni


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I catalizzatori di idrodesolforazione 

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Sono costituiti da ossidi metallici ( NiMo e CoMo ) su base allumina; Lo stato attivo però è quello di solfuri metallici (MoS2, CoS ecc.); L’operazione di passivazione ( sulfiding ) avviene con l’H2S della carica in fase di avviamento.

Ing. G. Zerboni


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Sequenza di avviamento del circuito di reazione        

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Avviamento del compressore di make-up Avviamento del compressore di riciclo Riscaldamento del circuito di reazione Alimentazione di una carica temporanea (già desolforata) Copertura del catalizzatore con la carica temporanea Alimentazione della carica definitiva Inizio della passivazione del catalizzatore (sulfiding ) Riciclo totale dei reagenti fino alla completa passivazione del catalizzatore Raggiungimento dei normali parametri operativi

Ing. G. Zerboni


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Avviamento di una colonna di distillazione

Ing. G. Zerboni


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Marcia di prova

È il test che permette di verificare che la potenzialità dell’impianto, le caratteristiche dei prodotti, i consumi delle materie prime e dei servizi, le caratteristiche degli effluenti e l’impatto ambientale in termini di inquinamento e rumore rientrino nei valori previsti dal Contratto che l’Owner ha stipulato col Contractor o con la Società che ha licenziato il Processo. Si effettua dopo che l’impianto è entrato in marcia ed è stato allineato alle condizioni operative, ed ha una durata da 72 ore a una settimana.

Ing. G. Zerboni


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E dopo le marce di prova ? 

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L’impianto viene consegnato all’Owner ( Provisional acceptance ). Continuerà a marciare finchè il prodotto avrà un mercato e finchè la produzione genererà dei profitti ( Operation and maintenance). Durante la sua vita, l’impianto sarà probabilmente soggetto ad un certo numero di operazioni di revamping , per eliminazione del collo di bottiglia, incremento della sicurezza ,adeguamento a nuove specifiche del prodotto ecc.

Ing. G. Zerboni


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Sapienza. Fasi Della Realizzazione Degli Impianti Chimici

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