Chimica Industriale

Domanda n. 1

• Tracciare le curve del liquido e del vapore del diagramma di stato (temperatura in funzione della frazione molare) di soluzioni a due componenti A (assolutamente) e B che formino una soluzione ideale;
• Ricavare il rispettivo diagramma di arricchimento;
• Gestione di una colonna di distillazione batch operante a riflusso costante (diagramma di arricchimento con le rette di lavoro all'inizio e alla fine della distillazione).

Domanda n. 2

• Differenza tra il PCI e il PCS. Come si determina sperimentalmente il PCS?;
• Modalità di calcolo dello spessore minimo di serbatoi cilindrici per fluidi a tensione di vapore medio alta: significato di a, e, k;
• I gasometri: tipologie e modalità operative.

Domanda n. 3

1. Tipologie di pompe volumetriche e problematiche;
2. Tecniche di dissalazione dell'acqua di mare;
3. Principali differenze di comportamento tra un reattore a miscelazione completa e un reattore con flusso a pistone.

Domanda n. 4

• Impianto di stoccaggio per fluidi criogenici con Tc < T ambiente allo stato liquido: schema e descrizione del principio di funzionamento.
• Modalità di calcolo dello spessore minimo di serbatoi cilindrici per fluidi a tensione di vapore bassa: significato di a, e, k;
• Macchine per il trasferimento dei gas.

Domanda n. 5

• Differenze di funzionamento e prestazioni di un reattore a miscelazione completa operante in condizioni batch, semibatch e continuo;
• Cosa si intende per volume morto e bypass in un reattore chimico a miscelazione completa;
• Com'è possibile evidenziare la presenza di volume morto o bypass.

Domanda n. 6

• L'equazione di Fourier per il trasferimento del calore da un fluido caldo a un fluido freddo, entrambi in condizioni stazionarie, separati da una lamina metallica;
• Lo stesso quando entrambi i fluidi si muovono in controcorrente;
• Caratteristiche e requisiti degli scambiatori di calore.

Domanda n. 7

• Riportare in un diagramma concentrazione in funzione del tempo come evolvono le concentrazioni di A, B e C per una reazione complessa del tipo: A --> B --> C
• Differenza ed esempi di reazioni a catena stazionarie e ramificata (esplosiva).
• Com'è possibile giustificare una cinetica di ordine sulla base della teoria dell'urto bimolecolare?

Domanda n.

• Bilanci di massa e di energia per evaporatori a semplice effetto e a triplo effetto
• Proporre un bilancio energetico per un evaporatore a termocompressione.
• Evidenziare le differenze tra una evaporazione a triplo effetto ed una "distillazione" a triplo flash

Ciclo conme c/ter effetto: compressivi.

Comprimo il vapore che rimando all'evaporatore per cedere calore.

Ho bisogno di una caldaietta scomitoria.

s oRW

A

R

A = L(1 - X_f / X_i)

V I_v + L I_c = A I_s + R I_c ± I_cc + Q_r ± E V

V ∝ A I_s + R I_c - L I_c

triplo effetto

A_tot = L (1 - iniziale + finale)

V = A_tot / 3: 0,85

9. Tipologie di pompe volumetriche e problematiche

• NOVACIDICA: utilizzo di gas inerti per spingere il liquido
• STANTUFFO: presenza di valvole con una certa inerzia; assente a portata nulla per le doppie effetto, semi-periodo per quelle a semplice effetto; volume morto per evitare viti fra pistone e cilindro
• MEMBRANA: come quelle a pistone, ma con due differenti liquidi (nel caso di interazione chimica). Se le membrane non devono essere compatibili: uso due liquidi non miscibili
• A VITE, CAPSULISTI, INGRANAGGI: usate per spuggiamento
• PERISTALTICHE: nell'azione del tubo da viene sollecitata

In tutti i casi vi è la possibilità di interazioni chimica

(dove mancanza compatibilità chimica)

10. Tecniche per la desalinizazione dell'acqua di mare

1. Distillazione flash multistadio
2. Evaporazione a multiplo effetto
3. Termocompressioni
4. Evaporazione a membrana a solo costo di installazione

11. Differenze tra reattore e miscelazione completa e flusso a pistone

Nel reattore a miscelazione completa, sia che la concentrazione della miscela è uniforme nel tempo e nello spazio.

Nel reattore con flusso a pistone è lo, invece, che la concentrazione della miscela è uniforme nel tempo. Nella reazione c’è un elevata concentrazione dei reagenti all’ingresso e una elevata concentrazione dei prodotti in uscita.

(grafico)

24. Bilancio di massa per evaporatori a singolo effetto e triplo

• Semplice effetto

Vi + Li = Ai + Ri + Ic Vi + brx + Qe

Ic: contenuto termico

Qe: calore sviluppato dalle reazioni (variazione delle concentrazione)

V = (Ai + Ri - Li)/(f + c)

• Triplo effetto

A = L(1 - (concentrazione iniziale)/(concentrazione finale))

V ≈ A / 3.05

3.05 = numero di stadi

25. Proporre un bilancio energetico per un evaporatore a termocompressione

Il termocompressore è come un evaporatore a 6/7 effetti consecutivi.

Il termocompressore comprime il vapore e fornisce l'energia al vapore in modo che il vapore abbia lo stesso energia che ha in caldaia. (Se nel multi-stadi, ad ogni stadio, punte solo 5%, il termocompressore mi fornisce il 15% da meno).

2-a Cracking termico e coking: evidenziare le differenze di processo, le ragioni alla base di questi processi e le differenze nei prodotti di reazione.

Le prime p_eo differenze tra cracking termico e coking (cracking termico riscaldo) sono le temperature di lavoro (CT 450-550°C, CTR > 550°C) _me tempo di contatto (brevi per CT, elevati per CTR) e per le alimentazioni (peso molecolare elevato per CT, residuo atmosferico ed elevato PM, e povero di H₂).

Il CT mira alla produzione di benzine leggere e gassose, ma si ha anche una grande produzione di C₁, C₂, C₃ e H₂ e anche di coke se si sale troppo con T e t. di contatto. Si cerca quindi di evitare la produzione di coke.

Il CTR, invece, mira alla produzione di coke utilizzando elevate T e t. di contatto molto lunghi. Si sceglie di produrre coke quando la materia prima presenta una elevata percentuale di idrocarburi e PM elevato.

Alchilazione di isobutano con propene: possibilità idrocarburi risultanti e schema del processo.

Processo di alchilazione - composti isomerici (3%) e isostatici (20%) Ciso isobutano (C7 e C8) isomeria alchilazione isomeria-pentanica Lavora con T = 5 ÷ 45°C I = 3 ÷ 120cm catalizzatore: H₂SO₄ (liquido) o HF (gas) NO > 98