ESERCITAZIONI DI IMPIANTI CHIMICI DISTILLAZIONE
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DISTILLAZIONE
1.
Una soluzione di CCl4 e CS2 al 50% in peso deve essere frazionata in continuo a
pressione atmosferica e per un flusso di 4000 kg/h.
Il distillato prodotto deve contenere il 95% in peso di CS2, il residuo lo 0.5% in
peso. L’alimentazione è vaporizzata al 30% prima di entrare nella colonna di
distillazione. Un condensatore totale deve essere usato e il riflusso deve essere
rinviato al punto di ebollizione.
Determinare:
a) la portata dei prodotti;
b) il rapporto di riflusso minimo;
c) il numero minimo di piatti teorici;
d) il numero di piatti teorici per R = 2Rmin e la corrispondente posizione
dell’alimentazione;
e) il carico termico al condensatore e al ribollitore.
2.
Una colonna di distillazione è utilizzata per separare etanolo da
acqua a pressione atmosferica usando un condensatore totale.
L’alimentazione è costituita da due correnti: la prima, liquido
bollente al 26% molare di etanolo, ha una portata di 35 kmol/h;
la seconda, vapore saturo al 56% molare di etanolo, ha una
portata di 15 kmol/h. Si desidera ottenere un distillato all’80%
molare di etanolo e un recupero del 95%.
Valutare il numero di stadi di equilibrio ottenuti
sottoraffreddando il riflusso di 19°C al di sotto del punto di
ebollizione, con L0/D=3 nei seguenti casi:
a) miscelazione preventiva delle correnti di
alimentazione;
b) alimentazione separata delle due correnti in colonna.
3.
Si deve distillare una corrente a due componenti, A, il più volatile, e B (vedi
curva di equilibrio in materiale ausiliario). In questa corrente la frazione molare
di A è 0.45 e la frazione di vapore è 1/3. Si desidera ottenere un distillato liquido
0.94 molare in A e spillare una corrente liquida 0.6 molare in A di portata
massica pari al 15% della alimentazione. Dalla corrente di testa e dallo
spillamento si desidera un recupero complessivo del 90% di A alimentato.
a) Con un rapporto di riflusso 1.2 volte il rapporto di riflusso minimo si
chiede il numero di piatti teorici della colonna e la posizione dello
spillamento.
b) La colonna così progettata deve essere utilizzata in alcune fasi
dell’esercizio senza lo spillamento. Verificare quale rapporto di riflusso
consente di ottenere un prodotto di testa con le stesse caratteristiche
conservando il medesimo recupero di A.
a) b)
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4.
Una corrente di 100 kmoli/h di miscela al 40% molare di eptano in etil-benzene
in condizioni di liquido saturo deve essere distillata con un rapporto di riflusso
pari al doppio di quello minimo per ottenere un prodotto di testa al 95% in moli
di eptano con il 95% di recupero. Il condensatore è un condensatore totale.
a) Calcolare il numero di piatti ed il calore necessario al ribollitore.
b) Calcolare il numero di piatti se con una serpentina immersa nel piatto
successivo a quello della alimentazione è possibile economizzare
(fornire al sistema) 300 kW.
5.
Una colonna di distillazione a P=1 atm viene alimentata con 200 kmol/h di
liquido saturo di una miscela 0.4 molare di etanolo in acqua. Alla base della
colonna, priva di ribollitore, viene iniettata una corrente di 142 kmol/h di
vapore saturo a 1 atm.
Sapendo che la corrente in uscita al fondo di 254 kmol/h ha una concentrazione
0.07 molare di etanolo valutare le caratteristiche della corrente di testa, il
carico termico al condensatore parziale, il rapporto di riflusso e il numero di
stadi teorici necessari alla separazione.