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 2011 Testo valevole per i corsi di ordinamento e per i corsi sperimentali 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. Una miscela di due liquidi viene sottoposta a rettifica discontinua, con riflusso variabile, in una colonna a piatti operante a pressione prossima a quella atmosferica al fine di ottenere una buona separazione dei componenti che la costituiscono. Il fondo della colonna costituisce la caldaia nella quale viene introdotta la miscela da distillare all inizio dell operazione. Da tale caldaia si ottengono i vapori che salgono lungo la colonna e in essa giunge il liquido generato dal riflusso. La caldaia è riscaldata con un serpentino alimentato da vapor d acqua saturo secco e il liquido in essa ancora presente al termine dell operazione viene raccolto in un serbatoio di accumulo per essere poi inviato ad altre lavorazioni. Dalla testa della colonna escono i vapori che vengono condensati in uno scambiatore refrigerato ad acqua, mantenendo il liquido condensato prossimo alla temperatura di condensazione. Da tale liquido si ricavano sia il distillato sia il riflusso che viene inviato nella testa della colonna. La composizione dei vapori uscenti dalla colonna viene mantenuta pressoché costante durante l operazione di distillazione agendo sulla portata del liquido di riflusso. Il distillato ottenuto viene raccolto in un serbatoio di accumulo al fine di uniformarne la composizione, prima di essere inviato ad altre lavorazioni. Al termine del ciclo di lavorazione la caldaia viene svuotata e nuovamente caricata per un nuovo ciclo di lavoro. Il candidato disegni lo schema di un impianto idoneo a realizzare l operazione proposta, completo delle apparecchiature accessorie, delle regolazioni automatiche principali, prevedendo anche i recuperi di calore se li ritiene realizzabili. Si raccomanda, per quanto possibile, il rispetto della normativa UNICHIM. 2. Si deve riscaldare un composto organico usando il vapor d acqua saturo secco come sorgente di calore. Si tenga presente che: a) la portata del composto da riscaldare è: F = 0,50 kg/s; b) la sua temperatura iniziale è: Ti = 35 °C; c) la temperatura alla quale viene riscaldato è: Tf = 125 °C; d) il suo calore specifico è: Cp = 1,85 kJ/(kg °C); e) la temperatura del vapore d acqua usato per il riscaldamento è: Tv = 135 °C; f) il calore di condensazione di tale vapor d acqua è: Hv = 2200 kJ/kg; g) il coefficiente globale di scambio termico nello scambiatore è: Ut = 1,75 kW/(m2 °C). 203