Chimica - determinazione del numero di stadi per colonne operanti in stripping

Determinazione del numero di stadi per colonne operanti in stripping

Esempio

Una miscela idrocarburica deve essere sottoposta a stripping con vapor d’acqua al fine di recuperare la frazione più volatile. La concentrazione iniziale della frazione volatile nella miscela è Xi = 0,08 (espressa come rapporto molare) e si vuol ridurre tale concentrazione nella miscela finale fino al valore di Xu = 0,008 (espressa come rapporto molare). Si ammetta di lavorare con un rapporto liquido/vapore pari al 70% del valore massimo teorico. La curva di equilibrio può essere assimilata ad una retta con equazione Y = 0,15 X. Con tali dati a disposizione, calcolare il numero di stadi necessari per poter effettuare l’operazione di stripping.

Disegnare un diagramma cartesiano (X e Y in rapporti molari!). Per la scelta della scala sull’asse X e Y vedi diapositiva successiva. Disegnare la retta di lavoro. In questo esempio k = 0,15. Localizzare sul diagramma le concentrazioni note.

Procedimento

1) Da Xi tracciare la verticale fino ad incrociare la retta di equilibrio. Il valore trovato di Y corrisponde al valore di Yu in condizioni di pinch.

Suggerimento: scegliere le scale su X e Y in modo che la retta di equilibrio risulti a circa metà del diagramma. Procedimento utile:

• Scegliere prima una scala a piacere su X.
• Posizionare Xi e Xu.
• Valutare il punto Yu pinch in modo che la retta di equilibrio cada a metà diagramma.
• Poiché Yi = 0, determinare di conseguenza la scala sull’asse Y.

Calcolare il coefficiente angolare della retta di lavoro in condizioni di pinch! La retta di lavoro si origina dal punto di coordinate Xu. Per mettersi in condizioni di pinch, le due rette si devono incontrare nel punto determinato in precedenza.

1) Diminuire il coefficiente angolare della quantità indicata nel testo. 2) Ricalcolare il nuovo valore di Yu in condizioni operative (è più basso del precedente ottenuto in pinch). 3) Da Yu operativo tracciare la parallela all’asse X fino ad incontrare la verticale tracciata da Xi.

La retta di lavoro in condizioni operative passa da questo punto (partendo sempre da Xu).

Costruzione del numero di stadi

Si può iniziare la costruzione del numero di stadi. Spesso conviene iniziare la costruzione dal punto Xu (in questo caso il primo tratto da disegnare è verticale).

Determinazione stadi nello stripping

Se gli stadi vengono assunti come, ...