Tecnologie chimiche industriali - Traccia

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Seconda prova scritta

Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca

M417 - ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE

CORSO DI ORDINAMENTO

CHIMICO

Indirizzo:

TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI

Tema di: ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE

(Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi sperimentali del Progetto “Sirio”)

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 liquidi viene sottoposta a rettifica discontinua, con riflusso variabile, in una

colonna a piatti operante a pressione prossima a quella atmosferica al fine di ottenere una buona

separazione dei componenti che la costituiscono.

Il fondo della colonna costituisce la caldaia nella quale viene introdotta la miscela da distillare

all’inizio dell’operazione. Da tale caldaia si ottengono i vapori che salgono lungo la colonna e in

essa giunge il liquido generato dal riflusso. La caldaia è riscaldata con un serpentino alimentato

da vapor d’acqua saturo secco e il liquido in essa ancora presente al termine dell’operazione

viene raccolto in un serbatoio di accumulo per essere poi inviato ad altre lavorazioni.

Dalla testa della colonna escono i vapori che vengono condensati in uno scambiatore refrigerato

ad acqua, mantenendo il liquido condensato prossimo alla temperatura di condensazione. Da tale

liquido si ricavano sia il distillato sia il riflusso che viene inviato nella testa della colonna.

La composizione dei vapori uscenti dalla colonna viene mantenuta pressoché costante durante

l’operazione di distillazione agendo sulla portata del liquido di riflusso.

Il distillato ottenuto viene raccolto in un serbatoio di accumulo al fine di uniformarne la

composizione, prima di essere inviato ad altre lavorazioni.

Al termine del ciclo di lavorazione la caldaia viene svuotata e nuovamente caricata per un nuovo

ciclo di lavoro.

Il candidato disegni lo schema di un impianto idoneo a realizzare l’operazione proposta,

completo delle apparecchiature accessorie, delle regolazioni automatiche principali, prevedendo

anche i recuperi di calore se li ritiene realizzabili. Si raccomanda, per quanto possibile, il rispetto

della normativa Unichim.

2) Si deve riscaldare un composto organico usando il vapor d’acqua saturo secco come sorgente di

calore.

Si tenga presente che:

a) la portata del composto da riscaldare è: F = 0,50 kg/s

b) la sua temperatura iniziale è: Ti = 35 °C

c) la temperatura alla quale viene riscaldato è: Tf = 125 °C

d) il suo calore specifico è: Cp = 1,85 kJ/(kg °C)

e) la temperatura del vapore d’acqua usato per il riscaldamento è: Tv = 135 °C

f) il calore di condensazione di tale vapor d’acqua è: ΔHv = 2200 kJ/kg 2

g) il coefficiente globale di scambio termico nello scambiatore è: Ut = 1,75 kW/(m °C)