Appunti fondamenti delle operazioni di separazione - parte 1

le operazioni di separazione

permottono di separare i componenti

• chimico
• fisico
• chimico-fisico

SISTEMA: porzione di spazio caratterizzata da variabili che la descrivono.

VOLUME continuo: porzione di sistema che ne particolari caratteristiche che contiene - carateristiche di semplificazione stazionarietà e uniforme.

le variabili intensive costanti nel tempo

le variabili intensive costanti nello spazio

Sistemi

• isolati
• aperti
• chiusi

Mescolamento

separazione: mi serve un 3^o componente per separare gli altri

ENERGIA LIBERA DI GIBBS

ΔG = ΔH - TΔS

e nelle boz di mescolamento e separazione

contributo energia

contributo configurazionale

Il contributo con ΔH e molto maggiore di quello con ΔS che vienne trascurato.

STADIO DI SEPARAZIONE

Se F₂ , F₃ sono in equilibrio si pone lo stadio di equilibrio o stadio teorico e vale anche il contrario.

STADIO di EQUILIBRIO ↔ parete uscente in EQUILIBRIO

Devo avere un equilibrio fisico e anche un equilibrio energetico (calore)

Non ho più il solvente in uscita

Come facciamo a ? riscaldo

- scaldante che cede calore al sistema

C = 2

WC: M connettori. C = 7.2 = 14

EQ: C sottosistemi eq positive = C.4 + 1.(6-1) = 8+1 = 9

VARIANZA = 14-9 = 5 mi servono 5 informazioni

C = 3

WC: 7.3-1

EQ: 3.4 + 1.2 = 12+2

VARIANZA = 21-14 = 7 mi servono 7 informazioni aggiuntive

L'entalpia specifica

f₃h₃ + f₄h₄ = f₄h_k

definisco uno stato di riferimento le doti: Pressione, Temperatura Stato fisico composizione

h₃ = ∫C_p dT + ∫λ_RIF dT = C_pΔT + λ

→ in questo caso sono valori medi sulla composizione delle corrente f₃

h₃ = C_pv_f3(T₃-T₀) + λ_B/f₃

oppure h₃ = λ_I/f₃ + C_pv_f3(T₃-T₀)

volontàte

α = rapporto tra le frazioni di vapore e le P del sistema

α₁ = B₁(T₁) / p

α₁(T₁) / α₂(T₁) = α_1,2 rapporto tra le volatilitá

ω₁₂ = P_S1(T) / P_S2(T) =

volatilità

relativa

α_j =

y_j / x_j

(condizioni generali)

esempio

• P_yn = PS₁(T) X₁
• P_y2 = PS₂(T) X₂

anche le Teb

P(y₁ + y₂) = PS₁(T) X₁ + PS₂(T) X₂

→ P = PS₁(T) X₁ + PS₂(T) X₂

sostituisco sulle X le T_eb iniziali (→ ottengo le T_eb iniziale (resiste una fase liquido))

oppure

X₁ =

PY₁ / PS₁(T)

X₂ =

PY₂ / PS₂(T)

esplicito la composizione del capino

➕ →

1 = P ( Y₁ / PS₁(T) + Y₂ / PS₂(T) )

se e y, sostituisco T_eb ottengo la T_eb interiore di inizio condensazione

Il diagramma entalpico

• Curva di vapori
• Curva liquidi

1 - 2, sono due isoterme caratteristiche:

• Descrivono λ₁ e λ₂ calori latenti.

Condizione liquida

F però, è una potata solo, un punto rappresentativo non da sua portata.

Posso rappresentarla h₂ perché ho calcolato h₁ tramite p₁ T₁ …

Non si intersecano e non possono prima curve rappresentate.

Ho ℓ - Vedo a unire una isoterma solamente verticale.

Avendo un fermo, devo capire su quella isoterma mi fermo e sul new e utilizzare la disposizione.

h_f = h_i + Q^F

MP_hf di il punto in cui mi fermuo.

Daendo calore a h la sua t non può cambiare quindi salirà in verticale.

Nel punto M_hf ho la miscela liquida che però non esiste davvero > e solo trasseo M, ha una portata unguale a F.

La miscela ha composizione detta dell'intersezioni dell'isoterma con le curve di vapore e li che ho sul grafico posso loro punti rappresentativi.

Esercitazione

G₂ = 100 kmol/h

Equimolare

X = 0,005 Ammoniaca

P = 1,5 atm

L₀ + G₂ = L₄ + G₁

L₀ X₀ + G₂ y₂ = L₄ X₄ + G₁ y₁

y₁ = 0,934 X₁

4 incognite in 3 equazioni

Determinare incolume o trovare un'altra equazione

Attenzione: Vanno sempre espresse in fase acquosa!

G₂ / (1 - y₂) = G₁ / (1 - y₁)

L₀ + 100 = L₄ + G₄

0,005 = 0,934 · X₁

100 (1 - 0,005) = G₁ (1 - 0,005)

G₁ = 95,48 kmol/h

X₁ = 5,35 · 10^-3

L₄ = 841,12 kmol/h

L₀ = 862,6 kmol/h

3 NOV

considero un desorbimento

L_ox x

L_o + G₂ = L₁ + G₁

L_o x_o + G₂ y₂ = L₁ x₁ + G₁ y₁

y_i = Hi(x_i)

P

ipoteso le portate costanti :

• G è incognito
• L è dato di progetto
• se pendenza no trovo dal grafico
• y₁ lo leggo dal grafico

y₁

y₂

x₁

x₂

il desorbimento è favorito da alte Y e basse P

il punto di equilibrio cresce sempre più quando nella G_d

ci va sempre maggiore concentrazione

ho migliore desorbimento

considero una situazione in cui il solvente non è puro quale è la composizione similare

la G_z scambia con lo sfruttato che la funzione non avviene, e regola dell'equilibrio

altro che con essa, e concentrato nei gas

questa non è ma retta

la pendenza è sempre per avere un valore positivo se lo

G₂ > G/

y_z ha di massimo possibile proprio in equilibrio

F₂ + y_z per varie a titolo con unità

Considero una operazione di un cateto g₂ e considero pare delle effetti di sistemi tubi.

debutto di lancio e uccis riceverono sul singolo spaziose q₁ e lo siano dare l'^L<^L(?)Mi chiedo se Z.Z=l.

Esercizio IV.1

Voglio arrivare e y₂ = 0.02.se y₂ e noto posso tradurre z₂

Sul grafico e ventiti cerco di identificarece radice con lo pendenze finsteper simile g₂ (diviso rispettare leL₀ e L₀)

se l'operazione è su solo siadioil unico livello inversamentemaggiore di L₀