TemaA 27Maggio2013

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IMPIANTI E PROCESSI CHIMICI Tema – 27 Maggio 2013 Colonna binaria Una colonna di distillazione, avente un condensatore totale e un ribollitore parziale, è adibita alla separazione fra propano e propilene. La colonna opera alla pressione di 1.86 MPa ed è dotata di 90 piatti installati. Da una miscela binaria composta da propano e propilene , con z F=0.505, si ottiene un distillato D con XD=0.962 e un residuo con X B=0.089, utilizzando la colonna alimentata c on una miscela liquido bollente avente una portata massiva di 54.31 tonn/giorno. Il rapporto di riflusso con cui è esercita la colonna è pari a 21.5 e l’alimentazione è collocata al 46 piatto (dal basso). 1) Si vuole calcolare: - La temperatura e la volatilità relativa nei tre punti della colonna: testa, zon a alimentazione e fondo colonna. - Il rapporto di riflusso minimo. 2) Si calcolino inoltre: - La efficienza globale di colonna e le efficienze globali dei due tronchi della colonna. - La potenza scambiata da condensatore e ribollitore. 3) Con l’obiettivo di portare la corrente di distillato alle specifiche di purezza “polymer grade”, corrispondenti ad un xD=0.997, valutare: - l’incremento di piatti necessario (mantenendo inalterato il rapporto di riflusso e l’efficienza di colonna). - l’incremento di R (mantenendo inalterato il numero di piatti). Utilizzare i seguenti dati chimico-fisici (i Cp sono valori medi fra 300 e 350 K). ln ( ) ; ( )[ ]; [ ]BPv T A Pv T Pa T KTC= − + Per valutare il ∆Hev a temperature diverse da quella di ebollizione in condizioni normali (“nbp”), si utilizzi la formula di Giacalone: 0.38 1 () ( ) 1 nbp C ev ev nbp C TT T THH T T  − ∆= ∆ ⋅   − Kg/Kmole A B C ∆Hev@Tnbp [kcal/kmol] Cp,V [kcal/kmol/K] Cp,L [kcal/kmol/K] Tnbp [K] TC [K] Propilene 42 20.886 1932.7 -18.939 4394.047…