127 La distillazione 3.1 Caratteristiche della distillazione Capitolo 3 ASPETTI GENERALI DELLA DISTILLAZIONE La distillazione è una delle operazioni unitarie più diffuse in tutta l industria di processo. Lo scopo dell operazione è quello di separare i componenti di una miscela liquida sulla base della differente volatilità dei vari componenti. La distillazione si può realizzare secondo una successione di stadi di equilibrio tra una fase liquida ed una fase vapore che si arricchisce sempre più nei componenti relativamente più volatili. In base al tipo di miscela, binaria o multicomponente, alle caratteristiche dei componenti della miscela ed agli obiettivi che si vogliono conseguire, esistono diverse alternative, come la distillazione continua di rettifica, lo strippaggio, la distillazione in corrente di vapore, la distillazione estrattiva, la distillazione flash, la distillazione discontinua, la distillazione differenziale e la distillazione azeotropica. Tra queste la rettifica continua rappresenta l esempio più idoneo per iniziare lo studio dell operazione, mentre affronteremo successivamente gli altri casi sottolineandone le differenze e le caratteristiche specifiche. L apparecchiatura utilizzata per realizzare la separazione è la colonna di distillazione, che nella versione tradizionale è la colonna a piatti. Questi hanno lo scopo di portare verso le condizioni di equilibrio termodinamico una miscela liquida che proviene dall alto e una miscela di vapore che risale dal basso. Di conseguenza la composizione varia in maniera discreta nel passaggio da uno stadio all altro. Un altro tipo di sempre maggiore impiego è la colonna a riempimento, in cui le composizioni di liquido e vapore variano in maniera continua lungo la colonna di distillazione. In altri casi, come nella distillazione flash, la separazione viene ottenuta in un solo stadio di equilibrio. La miscela da trattare può essere costituita da due o più componenti. In quest ultimo caso, pur restando validi i principi generali, il progetto di massima ed il dimensionamento dell apparecchiatura diventano relativamente più complessi e la trattazione non rientra nei nostri obiettivi. La distillazione è un operazione molto diffusa nell industria petrolifera e petrolchimica, dove, come si studierà nei prossimi capitoli, a partire dal topping del grezzo, viene impiegata in moltissimi impianti per la separazione delle varie frazioni petrolifere. Altri importanti esempi di applicazione nell industria di processo sono costituiti dal frazionamento dell aria per ottenere l ossigeno, l azoto e l argo (detti gas tecnici), dalla produzione di alcol etilico nell industria alimentare oltre che da numerose applicazioni nell industria farmaceutica e biotecnologica per il recupero di solventi.