Intervista al Dr. Landoni, Centro Ricerche dell’ENI: I Reattori Parr

La scelta della strumentazione migliore per le proprie esigenze non è sempre un processo semplice. Può risultare ancora più difficile se si parla di reattori, dove le variabili che possono discriminare il processo sono molte e, spesso, meno scontate di quanto si pensi.

Oggi parliamo dei reattori Parr con il Dr. Landoni, Responsabile dell’Unità di Ricerca e Sviluppo Processi Downstream nel Centro Ricerche dell’ENI di San Donato Milanese. Attraverso la sua esperienza proviamo a comprendere meglio quali possono essere i fattori che determinano la scelta di una determinata strumentazione.

• Dr. Landoni, da quanto tempo utilizza i sistemi Parr? Ne possiede più di uno?

Personalmente utilizzo i sistemi Parr dal 2008, quando sono entrato a far parte del gruppo di R&D dei Processi di Downstream. Alcuni dei reattori utilizzati erano già presenti nel 2008, oggi ne utilizziamo molti e di diversa tipologia.

• Perché avete scelto Parr, rinnovando questa fiducia nel corso degli anni?

Il nostro gruppo era alla ricerca di reattori agitati, di piccola scala e con una determinata geometria. Le proposte del mercato, piuttosto limitate quando parliamo di piccoli reattori ad alta pressione, spesso sono soluzioni progettate con una geometria già predeterminata e dimensioni che non sempre soddisfano le nostre esigenze.
Parr si è rivelato un partner flessibile: hanno progettato e prodotto un sistema con le caratteristiche che abbiamo richiesto, senza grossi problemi. Da quel momento si sono creati i presupposti per un rapporto che ci ha sempre permesso di realizzare ed utilizzare i sistemi di cui avevamo bisogno.
Questo è un aspetto che mi sento di sottolineare: la massima flessibilità nella progettazione di un reattore è sicuramente fondamentale per noi, e abbiamo trovato questa apertura in Parr.

• Quali sono le caratteristiche tecniche che apprezza maggiormente nei sistemi Parr?

I sistemi Parr sono molto compatti, questo è sicuramente uno dei primi punti di forza. È un sistema snello e quindi installabile anche in luoghi poco ampi e in spazi ristretti.
Un altro punto di forza è la semplicità di chiusura e serraggio del reattore, che è sicuramente un aspetto critico e complesso in un reattore che lavora ad alta temperatura e pressione. Parr riesce a rendere semplice questa operazione.
Sicuramente la flessibilità, ma ho già menzionato questo aspetto. La possibilità di personalizzare un sistema è stato per noi un aspetto molto importante. Per completezza, vorrei anche indicare un paio di aspetti che abbiamo dovuto imparare a gestire nell’utilizzo dei sistemi. Li definirei più accorgimenti tecnici, non caratteristiche costruttive. Consideriamo che le reazioni sono eseguite in condizioni estreme con T e P elevata per lunghi periodi, sia in batch che in flusso, con alimentazione ed estrazione di gas e liquido. Le temperature che vengono utilizzate normalmente superano i 400°C e le reazioni hanno una durata spesso superiore alla settimana.
Fatta questa premessa, i due aspetti che abbiamo dovuto tenere in considerazione sono stati la tenuta in testa e il controllo della temperatura esterna. Il sistema di tenuta in testa non deve essere coibentato quando si eseguono reazioni ad elevate temperatura per un tempo così lungo. La soluzione ideale è lasciare il sistema di tenuta fuori dalla coibentazione, in modo che lavori ad una temperatura non superiore a 300-350°C, alla quale non vi è alcuna sollecitazione.
Un ulteriore aspetto a cui prestare attenzione riguarda la sonda di temperatura: quando si eseguono reazioni ad elevata temperatura e in un sistema dinamico, dove si sviluppa gas, è importante assicurarsi che il controllo della temperatura avvenga sul fondo del vessel. In questo modo la misura viene effettuata nella parte più critica del reattore dove ci sono i liquidi di reazione.

• Quali tipologie di reattori utilizza?

Abbiamo circa 8 reattori di diversa tipologia, che vanno dai 100ml ai 20 L. La maggior parte sono reattori in flusso, ma non tutti. Ad esempio, l’ultimo acquistato è un reattore da 20L in batch, utilizzato per alcune reazioni specifiche. Questo reattore ha anche lo scarico sul fondo, che non è la scelta più adatta per reazioni ad elevata temperatura e pressione, ma risulta certamente molto comodo in altri contesti operativi perché si può scaricare senza aprire il reattore.
Principalmente abbiamo però reattori ad alta pressione. Uno degli ultimi acquistati è un reattore tubolare studiato appositamente sulle nostre esigenze, per raggiungere i 1000° C mantenendo la pressione. Ciò ha reso la scelta del materiale il punto critico della progettazione, dovendo lavorare con una lega che permettesse di mantenere la pressione pur arrivando ad una temperatura molto elevata.

• Che tipologie di reazioni eseguite?

Principalmente idrogenazioni, ma a volte anche sintesi o pirolisi.

• In base a quali parametri sceglie di condurre una reazione in un determinato reattore?

Partiamo dall’assunto che è la reazione che sceglie il reattore: questa è sicuramente la prima cosa da dire. Normalmente eseguiamo delle prime prove di screening veloce in batch su piccoli volumi, per capire le condizioni operative da utilizzare in una reazione; successivamente passiamo di scala e lavoriamo su reattori in flusso, che richiedono tempi più lunghi e che quindi utilizziamo quando abbiamo già sviluppato alcune conoscenze. Chiaramente la prova in batch offre alcune informazioni sulla cinetica, e quindi come evolve un reagente nel tempo in base alle condizioni operative, ma essendo una prova finita non fornisce informazioni sull’accumulo. La reazione in continuo permette di avere altre tipologie di informazioni legate alla resa della reazione.

• Cosa pensa in generale della gamma di prodotti Parr?

È sicuramente una vasta gamma di prodotti; quelli che ritengo più tecnologicamente interessanti sono i reattori ad alta pressione, dove è possibile percepire l’esperienza e l’affidabilità.

Com’è il suo rapporto con FKV?

Un rapporto professionale, con un gruppo disponibile a comprendere l’esigenza e a fare in modo di poterla realizzare al meglio. Ammetto di aver visto poco il personale dell’assistenza tecnica in questi 12 anni, fortunatamente il servizio tecnico è dovuto intervenire pochissime volte in tutto questo periodo. Ma quando è stato necessario sono stati tempestivi e hanno risolto il problema velocemente e in modo completo.