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 2010 Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi sperimentali del Progetto SIRIO CHIMICO Una miscela di due gas viene sottoposta a lavaggio in controcorrente con un solvente selettivo al fine di separarli ed utilizzarli in operazioni successive. L operazione viene condotta in una colonna a riempimento nella quale il liquido viene introdotto dall alto e la miscela di gas dalla parte inferiore di essa. Dalla sommità della colonna esce il gas insolubile nel liquido mentre dal fondo esce il liquido con l altro gas in esso disciolto che verrà trattato in operazioni successive. Il candidato, dopo aver considerato le condizioni operative che ritiene opportuno adottare (pressione e temperatura), disegni lo schema della colonna di assorbimento prevedendo le apparecchiature accessorie (scambiatori di calore, fluidi ausiliari, pompe, valvole, serbatoi. ecc.) e le regolazioni automatiche principali, rispettando, per quanto possibile, la normativa UNICHIM. Inoltre il candidato risponda, a due dei seguenti tre quesiti: 1. In un operazione di rettifica continua, operante con un rapporto di riflusso effettivo R = 0,85 si producono 650 kg/h di distillato generato da un vapore che condensa a Tc = 84°C. Il calore latente di condensazione di tale vapore è H = 1800 kJ/kg. Il condensatore nel quale si effettua tale operazione è alimentato con acqua industriale di raffreddamento con temperatura di ingresso Ti = 21°C ed uscente a Tu = 40°C il cui calore specifico è cp = 4,18 kJ/(kg °C). Nel condensatore nuovo ed appena installato si realizza un coefficiente globale di scambio termico U = 2,5 kW/(m2 °C). Dopo un periodo di alcuni mesi, il condensatore presenta un coefficiente di sporcamento Rd = 0,1/(m2 °C)/kW dovuto principalmente all acqua di raffreddamento, che riduce la capacità di scambio termico dell apparecchio. Con i dati a disposizione il candidato calcoli: a) la portata di vapore uscente dalla colonna che deve essere condensato; b) la potenza termica che viene scambiata nell apparecchio; c) la portata di acqua necessaria per realizzare la condensazione; d) il coefficiente globale di scambio termico quando lo scambiatore è sporco; e) la temperatura media logaritmica presente nel condensatore nell ipotesi che il liquido condensato esca dall apparecchio alla temperatura di condensazione (84°C); f) l area di scambio necessaria per realizzare la condensazione in tali condizioni. 2. Nel linguaggio specialistico delle regolazioni automatiche i termini variabile controllata , variabile manipolata e variabile di disturbo indicano quelle grandezze la cui elaborazione consente di realizzare la regolazione stessa. Il candidato faccia un esempio di regolazione automatica di una semplice apparecchiatura, tra quelle da lui studiate (scambiatori di calore, serbatoi, caldaie ecc.) mettendo in evidenza le relazioni che legano tra di loro le tre grandezze indicate. 3. Le operazioni di cracking, reforming, alchilazione ed isomerizzazione, sono di particolare importanza per l ottenimento delle moderne benzine per automobili. 196