Valutazione delle prestazioni di un serbatoio di stoccaggio criogenico di ammoniaca

Il presente lavoro di tesi è stato svolto presso l’azienda Yara, nello stabilimento di Ferrara, e ha avuto come obiettivo la valutazione delle attuali prestazioni del serbatoio di stoccaggio criogenico di ammoniaca anidra D151. In particolare, sono stati quantificati i vapori raccolti nel cielo del serbatoio D151, successivamente compressi e reliquefatti, al fine di valutare la portata di boil-off generata. Sono stati calcolati i contributi di flash delle correnti in ingresso al serbatoio nelle diverse configurazioni operative: in assetto normale, in modalità reverse-flow, nel caso di compressori fuori servizio e durante le operazioni di carico di ammoniaca in autobotti e ferrocisterne. Attraverso un’analisi della letteratura è stato individuato un modello analitico per il calcolo del boil-off nei serbatoi di stoccaggio criogenici. I risultati ottenuti dal modello sono coerenti con la portata di boil-off di progetto, mentre si discostano significativamente dai dati misurati, che evidenziano una generazione di boil-off sensibilmente maggiore. Tale differenza è stata attribuita al deterioramento del sistema di isolamento del serbatoio, in particolare della coibentazione esterna in Foamglass. È stata quindi condotta una ricerca bibliografica sulle prestazioni del Foamglass, che ha evidenziato fenomeni di degradazione del materiale associati all’invecchiamento naturale e all’esposizione agli agenti atmosferici, che comportano un incremento della conducibilità termica. È stato quindi stimato un valore della conducibilità termica del Foamglass da inserire nel modello, in grado di riprodurre la portata di boil-off misurata. Tale valore risulta significativamente superiore rispetto a quello previsto in fase di progetto, ma coerente con i dati reperiti in letteratura. Tuttavia, la validazione dei risultati ottenuti richiede l'esecuzione di ispezioni e verifiche sperimentali sul serbatoio, finalizzate a valutare l'effettivo stato della coibentazione.