Sfruttare il potere di acqua e energia per la decarbonizzazione

I siti chimici e petrolchimici richiedono acqua per scopi di raffreddamento, processi di produzione e per alimentare le caldaie a vapore. Tipicamente, questi impianti venivano posizionati in prossimità di zone con abbondanza di acqua superficiale e dotati di porto per consentire il trasporto economico di materie prime e prodotti finiti.

Recentemente, la rapida adozione dei criteri ESG e dei principi dell'economia circolare da parte del Settore,  hanno permesso la transizione di siti di produzione petrolchimica. In funzione dal 1958, il sito di Ravenna è un complesso produttivo servito da un  porto industriale e connesso a uno dei distretti industriali più dinamici d' Europa. Le attività produttive nell'area spaziano dal gas naturale alla chimica circolare, dalla generazione di energia alla riqualificazione ambientale.

Operando a Ravenna, ENI ha recentemente avviato lo sviluppo del progetto di Cattura e Stoccaggio del Carbonio (CCS), che prevede la costruzione di un'infrastruttura di stoccaggio di gas serra CO2. L'anidride carbonica viene catturata alla fonte in cui viene generata come scarto dei processi produttivi, e poi trasportata e immagazzinata nei giacimenti di gas esauriti del Mare Adriatico. L'obiettivo è contribuire a ridurre le emissioni delle aree industriali limitrofe per renderle più sostenibili, moderne e quindi più competitive sul mercato, creando le condizioni per nuove opportunità di crescita economica.

In più si inserisce la questione della ottimizzazione dei consumi e della gestione di una risorsa naturale sempre più preziosa come l’acqua: è un aspetto fondamentale, di dignità e importanza almeno pari rispetto a quello della decarbonizzazione. Parte dell'integrazione tra la produzione chimica/petrolchimica e l'ambiente circostante, ottimizzare la gestione complessiva dell'acqua sfruttando il nesso tra acqua ed energia diventa essenziale. In questo contesto, l'impianto di trattamento delle acque progettato da WSP svolge un ruolo fondamentale.

Il nuovo impianto di trattamento delle acque, basato su ultrafiltrazione, osmosi inversa a doppio stadio (RO) e deionizzazione elettrochimica, fornirà fino a 650 m³/h di acqua demineralizzata e 250 m³/h di acqua dolce agli utenti del sito. Il nuovo impianto ridurrà al minimo l'impronta idrica del sito petrolchimico, poiché la fonte d'acqua potrebbe essere costituita per il 75% da acqua superficiale e fino a un massimo del 25% da effluenti trattati provenienti dall'impianto di trattamento delle acque reflue inorganiche dello stesso sito petrolchimico. Le salamoie del primo stadio di RO saranno riutilizzate nella rete antincendio, mentre la salamoia finale di RO sarà scaricata nell'impianto di trattamento delle acque reflue principale del sito petrolchimico e poi in mare.

La progettazione è stata realizzata secondo l'approccio Future Ready™ di WSP come segue:

• Fornitura di una modularizzazione adeguata dell'impianto in più linee per far fronte alla domanda di acqua trattata in evoluzione.
• Costruzione del nuovo impianto di trattamento delle acque all'interno dello stesso edificio di quello esistente, rinnovandolo per lo scopo specifico. Pertanto, viene utilizzata una soluzione temporanea in container per fornire acqua demineralizzata al sito petrolchimico mentre le vecchie apparecchiature all'interno dell'edificio esistente vengono smantellate e le nuove installate.
• Incorporazione della minimizzazione dell'impronta di CO2 nella progettazione fin dall'inizio, come strumento decisionale per guidare la selezione di soluzioni basate su membrane rispetto alle resine a scambio ionico. È stato verificato che il risparmio nelle emissioni di CO2 associate ai prodotti chimici, che non saranno più necessari con la nuova configurazione, compenserà ampiamente il maggiore consumo di energia richiesto dalla soluzione basata su membrane.

Con il nuovo impianto di trattamento delle acque, il sito petrolchimico sarà pronto per le operazioni future, servendo anche i nuovi impianti che sono stati e stanno per essere avviati. Il Gruppo Eni ha piani a Ravenna per espandere ulteriormente il mix di produzione di elastomeri altamente specializzati, in particolare gomme termoplastiche, polibutadiene e SBR destinati ai settori dei pneumatici e automobilistico, che stanno subendo un forte sviluppo e trasformazione.

WSP è stata coinvolta nel 2018 quando c'era solo l'idea di sostituire l'impianto di trattamento delle acque del sito industriale. La fase iniziale di fattibilità ci ha permesso di dimostrare la fattibilità della soluzione per il caso specifico e di introdurre criteri di sostenibilità nella valutazione delle alternative di processo. Il risultato di questa fase è stata la conferma del processo basato su membrane come quello con la minore impronta di CO2.

La successiva progettazione di base ha permesso di consolidare la progettazione concettuale e ha portato all'idea della soluzione temporanea dell'impianto di trattamento delle acque per consentire il riutilizzo dell'edificio esistente per la collocazione delle nuove unità basate su membrane. Inoltre, l'indagine sulle esigenze di qualità dell'acqua per la rete antincendio, così come la qualità degli effluenti trattati dell'impianto di trattamento delle acque reflue inorganiche, ha permesso di identificare la soluzione finale con un risparmio idrico rilevante e una significativa riduzione dell'impronta idrica del sito petrolchimico.

La progettazione dettagliata finale ha incorporato tutti i codici locali e i requisiti legislativi, nonché il corretto packaging per consentire al cliente di eseguire correttamente la gara di costruzione.

Mantenere alta la qualità e le prestazioni della progettazione in circostanze difficili

Una parte rilevante della progettazione è stata eseguita in condizioni di lavoro ristrette a causa del COVID; tuttavia, il team di progettazione di WSP è stato in grado di fornire una consegna adeguata e mantenere il programma anche in quelle condizioni particolari.