Tecnologie chimiche industriali, principi di automazione e di organizzazione industriale - Maturità 2013

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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

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”)

Il candidato esegua il disegno dello schema descritto nel primo esercizio e, a sua libera scelta,

risponda a due degli altri tre quesiti proposti.

1. Una corrente gassosa di processo, contenente gas acidi, è depurata, prima dello scarico in torcia,

per assorbimento con un solvente selettivo. Tale solvente è poi rigenerato con un opportuno

trattamento a caldo.

Per l’assorbimento si utilizza una colonna a riempimento in cui il gas da depurare entra dal basso e

il solvente dall’alto; in uscita, il gas depurato esce dalla sommità della colonna, mentre la

soluzione, ricca dei componenti assorbiti, dal basso. La corrente gassosa da depurare arriva

all’impianto di assorbimento a temperatura elevata e ad una pressione di poco superiore a quella

dell’ambiente. Il solvente di riciclo, già reintegrato con solvente fresco, arriva con una temperatura

prossima a quella di ebollizione e con un’adeguata prevalenza per entrare in colonna.

Il candidato, dopo aver ipotizzato le opportune condizioni operative di temperatura e pressione,

disegni lo schema di processo dell’operazione di assorbimento, prevedendo anche eventuali

recuperi termici, completo di tutte le apparecchiature accessorie ritenute necessarie in base alle

condizioni operative ipotizzate (compressori, pompe, scambiatori, serbatoi, ecc.) e delle

regolazioni automatiche principali, seguendo, per quanto possibile, le norme UNICHIM.

2. In un liquido organico altobollente (L) è disciolto un componente altamente volatile (C) che si

vuole separare per stripping con vapore d’acqua surriscaldato (V).

Sapendo che:

a. la tensione di vapore del liquido organico altobollente è talmente bassa da ritenere del tutto

trascurabile la sua presenza in fase vapore;

b. il vapore d’acqua, nelle condizioni operative adottate, non condensa e ed è in ogni caso

insolubile nel liquido organico;

c. il componente volatile è del tutto assente nel vapore d’acqua in ingresso allo stripping;

d. la portata del liquido altobollente è L = 2 kg/s;

e. la concentrazione del componente volatile nel liquido organico in ingresso è

= 0,2 kg C/kg L;

X

in

f. nel liquido organico in uscita si vuole ottenere una concentrazione X = 0,02 kg C/ kg L;

us

g. nell’intervallo di concentrazione considerato, l’equilibrio di ripartizione del componente

volatile tra la fase liquida e quella vapore è data dalla relazione Y = 0,4·X, dove Y indica la

concentrazione del componente volatile nella fase vapore in kg C/ kg V e X quella nella fase

liquida in kg C/ kg L;