M417 - ESAME DI STATO DI ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Indirizzo: CHIMICO CORSO DI ORDINAMENTO TEMA DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI, PRINCIPI DI AUTOMAZIONE E DI ORGANIZZAZIONE INDUSTRIALE Sessione ordinaria 2002 Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi del Progetto SIRIO CHIMICO Il candidato realizzi il disegno dello schema descritto nel primo esercizio e, a sua libera scelta, risponda a due degli altri tre quesiti proposti. 1. In un reattore cilindrico, contenente un catalizzatore solido allo stato granulare, vengono inviati in modo continuo due gas, a pressione superiore a quella atmosferica, che, portati a temperatura opportunamente elevata, reagiscono formando un composto facilmente condensabile a temperatura ambiente. La reazione, esotermica, viene mantenuta alla temperatura ottimale grazie ad un opportuno circuito di refrigerazione interno al reattore. La reazione, inoltre, è realizzata in condizioni di equilibrio tali che solo una parte dei gas sono convertiti nel prodotto desiderato. Dal reattore esce, pertanto, una miscela di aeriformi (gas non reagiti e composto formatosi) che viene inviata ad un condensatore alimentato da acqua industriale di raffreddamento, nel quale il condensato raggiunge una temperatura prossima a quella ambiente. Tale prodotto, raccolto in un primo serbatoio, contiene disciolti, in parte, i gas non reagiti. Attraverso una valvola riduttrice di pressione, il liquido passa quindi ad un secondo serbatoio nel quale viene a trovarsi ad una pressione di poco superiore a quella ambiente. In tale serbatoio si libera la quasi totalità dei gas disciolti nella fase liquida. Tali gas vengono recuperati e riciclati al reattore, dopo esser stati riportati a pressione elevata. Il prodotto liquido ottenuto prosegue quindi verso altre lavorazioni. Il candidato disegni lo schema del processo descritto, completo delle apparecchiature accessorie (fluidi ausiliari, pompe, valvole, serbatoi ecc.), dei recuperi di calore ritenuti opportuni e delle regolazioni automatiche principali, seguendo, per quanto possibile, la normativa UNICHIM. 2. Una miscela di composti organici immiscibili con l acqua viene depurata dalle impurezze altobollenti mediante distillazione in corrente di vapore realizzata a pressione atmosferica. Il peso molecolare medio dei composti organici vale 130 mentre la tensione di vapore della miscela, in funzione della temperatura, è riassunta nella tabella seguente, insieme a quella dell acqua: Temperatura 50°C 60°C 70°C 80°C 90°C 100°C Pv-organico 20 mmHg 30 mmHg 50 mmHg 120 mmHg 300 mmHg 660 mmHg Pv-acqua 92mmHg 149 mmHg 233 mmHg 370 mmHg 525 mmHg 760 mmHg 131