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IMPIANTI E PROCESSI CHIMICI Tema A – 13 Giugno 2011 Colonna binaria Soluzione Inizialmente si svolge un calcolo di Flash al fine di caratterizzare lo stato della corrente alimentata. definito F V=α e si ottiene ∑ = =−+ −⋅= NC i i ii K Kzf 1 0)1(1 )1()( αα Ipotizzando equilibrio L/V ideale (legge Raoult, P*yi=Pvap i*xi ()vap ii i i yPTK xP= =): Pv(mmHg) Pv(atm) Ki A=Toluene 1077.111 1.417251314 1.41725131 B=etilbenzene 523.42752 0.688720421 0.68872042 L’azzeramento della funzione f( α) porta a calcolare α = 0.407954. Ciò significa che l’alimentazione ha un contenuto di vapore pari ad α, per cui lo stato entalpico dell’alimentazione è q=1-α=0.592046. Va ora calcolato il valore della volatilità relativa: è necessario trovare la temperat ura nelle tre zone rappresentative della colonna: F, B, D. La temperatura del residuo è la Teb B . L’equazione risolutiva è: 11 1 ()1 1 1K vapNc Nc Nc BBi i i i i eb ii i PTy kx x TP= = = = = > ⋅= = > ⋅ = = > =∑∑ ∑ La temperatura dell’alimentazione è la Teb F . L’equazione risolutiva è: 11 1 ()1 1 1K vapNc Nc Nc FFi i i i i eb ii i PTy kx z TP= = = = = > ⋅= = > ⋅ = = > =∑∑ ∑ La temperatura della testa della colonna è la temperatura di rugiada del vapore (che ha la composizione del distillato per l’ipotesi di condensatore totale) T dew D . L’equazione risolutiva è: 11 1 1 1 1K () Nc Nc Nc DDi i i dewvap ii i ii y Px yTk PT= = = = = > = = > ⋅= = > =∑∑ ∑ Teb B 408.6353 = K Teb F 394.1318 = K Tdew D 383.8416 = K è utile introdurre la definizione di volatilità relativa (di T rispetto a E) () () T TE E KT KTα = per cui la relazione di equilibrio diviene: ( )11 xy x α α ⋅= + −⋅ Nelle tre posizioni di coda, alimentazione e testa si hanno quindi i seguenti valori delle volatilità relative: 3per cui la volatilità media è DFB DFB ααα α ααα= ⋅⋅ αD…