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 2003 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 scelta, risponda a due degli altri tre quesiti proposti. 1. Il candidato disegni lo schema di un impianto idoneo a realizzare lo stripping di un componente volatile contenuto in una miscela di liquidi poco volatili, non miscibili con l acqua allo stato liquido. A tal fine il candidato tenga presente che: a) la miscela da trattare è disponibile alla temperatura ambiente e deve essere preriscaldata ad una temperatura prossima a quella del vapor d acqua impiegato per realizzare lo stripping; b) i vapori uscenti dalla testa della colonna e il prodotto di coda vengono trattati in modo da portarli a temperatura prossima a quella ambiente; c) il componente volatile ed il residuo di coda procedono 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. Dalla testa di una colonna di rettifica escono i vapori di composti organici la cui portata è Fv = 0,75 kg/s. La loro temperatura di condensazione è Tc = 135°C, il loro calore latente di condensazione è Hv = 1000 kJ/kg. Essi vengono condensati a temperatura costante in uno scambiatore di calore alimentato con acqua, nel quale cedono solo il loro calore latente di condensazione. Il coefficiente globale di scambio termico è Utot = 1,5 kJ/m2 °C. L acqua utilizzata per condensare i vapori è disponibile alla temperatura Tin = 25°C, il suo calore specifico è Cp = 4,18 kJ/kg°C, il suo calore latente di evaporazione è Ha = 2250 kJ/kg. Il candidato calcoli la potenza termica scambiata e, dopo aver scelto opportunamente la temperatura raggiunta dall acqua nello scambiatore, ipotizzi un recupero dell energia disponibile, calcoli la portata d acqua da impiegare e valuti l area di scambio termico nello scambiatore necessaria per realizzare l operazione. 3. Etilene e propilene sono tra i più importanti idrocarburi insaturi prodotti dall industria petrolchimica. Il candidato descriva i metodi di produzione di tali composti con particolare riguardo agli aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni chimiche che portano alla loro formazione. Il candidato, inoltre, illustri i principali impieghi di tali composti nella moderna industria chimica. 4. Il candidato illustri uno dei processi industriali da lui studiati, nei quali si produce una 138