2022 06 23

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TERMODINAMICA DELL'INGEGNERIA CHIMICA PROFF. MASSIMO MORBIDELLI E RENATO ROTA APPELLO DEL 23/06/2022 PARTE OBBLIGATORIA (RIPORTARE SU TUTTI I FOGLI IL NUMERO PERSONA ) Come schematizzato nella figura seguente, una corrente liquida 1 contenente una miscela equimolare dei composti A e B viene alimentata (con una portata pari a 200+10α [kmol/h] essendo α l’ULTIMA cifra del proprio Numero persona ‐ per esempio: Numero persona 10462523 → α =3 → n1=200+3x10=230 [kmol/h]) a un reattore chimico per produrre il composto C secondo la reazione (sufficiente a caratterizzare la stechiometria del sistema) 𝐴൅ 2𝐵 →𝐶 . Allo stesso reattore viene alimentata una corrente liquida 2 contenente un solvente S col compito di estrarre il prodotto C dalla miscela di reazione. Dal reattore escono due correnti liquide: la 4 contenente il solvente S e il composto C, e la 3 contenente i composti A, B e C. La corrente 4 viene divisa in due correnti 5 e 6 di pari portata molare; la corrente 5 viene riscaldata in uno scambiatore di calore che fornisce la potenza termica 𝑄ሶ e poi riciclata al reattore (corrente 7). Le correnti 1 e 2 si trovano alla temperatura T1=T2=27 [°C], mentre le correnti 3 e 4 si trovano alla temperatura T3=T4=127 [°C]. Tutte le correnti si trovano alla pressione di 2 [bar]. Si chiede di calcolare la portata di solvente da alimentare al reattore affinché la frazione molare del composto C nella corrente 3 sia pari a 0.06. IPOTESI E DATI  Il reattore è assimilabile a uno stadio di equilibrio.  Le miscele non sono ideali e i coefficienti di attività si possono calcolare con la relazione di Margules per miscele ternarie (che si riduce al modello per miscele binarie ponendo xj=0):  22ln ii j ji k k i j i kj k j kAx A x A A A xx     utilizzando i seguenti parametri ik kiAA …