Tecnologie chimiche industriali

Pag. 1/2 Sessione ordinaria 2007

Seconda prova scritta

M417 - ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE

CORSO DI ORDINAMENTO

Indirizzo: CHIMICO

Tema di: TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI

ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE

(Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi sperimentali del Progetto “SIRIO” - Chimico)

Il candidato realizzi il disegno dello schema descritto nel primo esercizio e, a sua scelta, risponda a due

degli altri tre quesiti proposti.

1) Una miscela di due composti organici il cui comportamento può essere ritenuto ideale viene inviata in

una colonna di rettifica continua al fine di separare i due componenti in prodotto di testa (distillato) e

prodotto di coda (residuo).

L’operazione viene condotta a pressione moderatamente superiore a quella atmosferica e la miscela,

prima di entrare nella colonna, viene opportunamente preriscaldata in uno scambiatore di calore.

I vapori uscenti dalla testa della colonna subiscono una condensazione parziale in un condensatore

refrigerato con acqua, al fine di realizzare il riflusso che ritorna nella colonna per gravità.

Il vapore rimanente, passa in un secondo scambiatore di calore che, oltre a condensarlo totalmente, lo

raffredda a temperatura prossima a quella ambiente. Tale condensato, raccolto in un serbatoio,

costituisce il distillato che viene inviato a lavorazioni successive.

Dal fondo della colonna, dotato di un ribollitore alimentato da vapore di rete, si ottiene il prodotto di

coda che, opportunamente raffreddato, viene inviato ad altre lavorazioni.

Il candidato ipotizzi almeno un recupero di calore ritenuto conveniente in tale tipo di processo e

disegni lo schema dell’impianto idoneo a realizzare l’operazione proposta completo di apparecchiature

accessorie (pompe, valvole, serbatoi.. ecc..) e delle regolazioni automatiche principali, rispettando, per

quanto possibile, la normativa UNICHIM.

2) Un reattore discontinuo ben agitato deve essere mantenuto alla temperatura Tr = 90 °C con un circuito

di riscaldamento alimentato da vapor d’acqua alla temperatura costante Tv = 120 °C che cede solo il

Δ

suo calore latente di condensazione H = 2200 kJ/kg.

La potenza termica richiesta dal reattore è Wt = 12 kW ed il vapore percorre un serpentino che

circonda con un percorso elicoidale la parete esterna del reattore.

Tale serpentino è realizzato con la metà di un tubo tagliato longitudinalmente e saldato sulla parete

esterna del reattore.

Il diametro di tale tubo è d = 0,040 m ed il diametro esterno del rettore è D = 1,50 m. Il coefficiente

2

globale di scambio termico in tale apparecchiatura è Ut = 0,5 kW/m °C.