Exercise 08 solution ITA

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IMPIANTI E PROCESSI CHIMICI Esercitazione n°8 Progetto di colonne di distillazione binarie: bilancio entalpico ed economico (riflusso ottimo) Grazie ad un esempio ci concentreremo sulla valutazione ottimale (in senso economico) del rapporto di riflusso che è una variabile a disposizione del progettista che agi sce in maniera inversa sui costi di investimento e sui costi di esercizio. I dati del problema sono F=50 kmol/h , Z F=0.35, XD=0.99, XB=0.01 Effettuiamo alcuni calcoli preliminari per caratterizzar e il problema. I bilanci sono scritti per la specie più volatile (Benzene): FD B F DB F zD x B x     da cui si ottiene:  32.65306 17.34694 FD BD Fz xB xx DFB    Assumendo, in prima approssimazione, che la pressione non vari lungo la colonna, è possibile calcolare la temperatura di ebollizione e di rugiada delle miscele alle condizioni dell’alimentazione e alle estremità (testa e coda) della colonna (infatti ne conosciamo la composizione). () 1 1() ii i i i i k T x temperatura di ebollizione y temperatura di rugiadakT     azzerando le equazioni rispetto a T si ottengono le temperature seguenti: 369.9123 [ ]; 353.452 [ ]; 383.304 [ ]; 353.76675 [ ]ebF ebD ebB dewDTK T K T K T K  In corrispondenza ti tali temperature è valutabile il valore della volatilità relativa e quindi noti questi tre valori di riferimento il valore medio di colonna.  13() ( ) ( ) 2.60; 2.45; 2.35; 2.4657() ( ) ( ) Benz dewD Benz ebF Benz ebB DF B D F B Tol dewD Tol ebF Tol ebB kT kT kT kT kT kT              Per prima cosa va calcolato il rapporto di riflusso minimo (Rmin). In questo caso specifico, essendo la q-line una linea verticale (q=1) il punto di incontro avrà la stessa ascissa dell’alimentazione xi=zF=0.35, e la yi è calcolabile imponendo la…