Analisi e ottimizzazione dei tempi di raffreddamento di prepolimeri a base polietere in reattori batch con semitubo esterno. = Analysis and optimization of cooling times of polyether-based prepolymers in batch reactors with external half-pipe jacket

Lo stabilimento BASF Italia S.p.A di Villanova d’Asti, impianto presso il quale è stato realizzato il presente lavoro di Tesi magistrale, è leader nella produzione di sistemi poliuretanici mediante processi di tipo batch. In particolare, produce oligomeri (o prepolimeri) allo stato liquido, ottenuti dalla reazione tra molecole di isocianato e composti poliolici, quest’ultimi in difetto stechiometrico. All'interno della classe dei prepolimeri prodotti dallo stabilimento, alcuni richiedono un processo di raffreddamento dopo la reazione chimica; attualmente tali prodotti vengono raffreddati mediante un medium termico che scorre all'interno della camicia dei reattori. L'obiettivo della Tesi è stato quello di ridurre le tempistiche di raffreddamento attraverso un’analisi sull’influenza di determinate variabili di processo nella fase di raffreddamento. In particolare, si è inizialmente analizzato, mediante uno schema sperimentale del tipo One- Factor-At-Time, l’effetto della velocità di agitazione e della temperatura del medium termico, in due reattori differenti RA2 ed RA4. La velocità di agitazione è stata testata scegliendo un set di valori crescenti rispetto al valore di riferimento standard 50 rpm, mentre la temperatura del medium è stata diminuita a 10 °C rispetto al valore usuale di 30°C. Le prove hanno evidenziato che si ha una riduzione dei tempi quando la velocità di agitazione viene settata a 75 rpm, in entrambi i reattori. Tuttavia, l’effetto della riduzione della temperatura del medium di raffreddamento è stato osservato solo nel reattore RA4 e non in RA2. Il miglior risultato è stato ottenuto raffreddando il prodotto (in uscita dal reattore) tramite un'operazione di ricircolo esterno in uno scambiatore di calore dedicato dell’impianto RA4.