M633 - ESAME DI STATO DI ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE Indirizzo: ITCM - CHIMICA, MATERIALI E BIOTECNOLOGIE ARTICOLAZIONE CHIMICA E MATERIALI TEMA DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI Sessione ordinaria 2015 Il candidato svolga la prima parte della prova e risponda a due tra i quesiti proposti nella seconda parte A partire da quest anno la struttura del tema di maturità è cambiata dato che è arrivata alla quin­ ta classe la riforma degli ordinamenti, avviata, per la secondaria superiore, nell a.s. 2010 - 11. Per la seconda prova scritta, la principale novità è la suddivisione in una prima parte, obbligato­ ria, e una seconda parte, costituita da quesiti, tra cui il candidato ne deve svolgere alcuni a scelta. Nel nostro caso, quattro, tra cui se ne scelgono i due da svolgere. PRIMA PARTE In un impianto petrolifero si vuole suddividere mediante distillazione una miscela idrocarburica in una frazione più volatile e in una meno volatile. L alimentazione, opportunamente preriscaldata, è inviata ad una colonna a piatti che opera ad una pressione di poco superiore a quella atmosferica. La frazione di testa contiene anche dei componenti che non sono condensabili nel condensatore di testa che utilizza acqua industriale di raffreddamento. Tali componenti lasciano l impianto come vapori. La frazione di coda, prima di lasciare l impianto, viene raffreddata. Tutte le frazioni in uscita (distillato, sia liquido sia vapore, e prodotto di coda) proseguono per altre lavorazioni. Per il riscaldamento è disponibile vapore di rete a bassa pressione. Il candidato, dopo aver adottato gli eventuali recuperi termici ritenuti opportuni, disegni lo schema dell impianto idoneo a realizzare l operazione proposta, completo delle apparecchiature accessorie (pompe, valvole, serbatoi, ecc.) e delle regolazioni automatiche principali, seguendo, per quanto possibile, le norme UNICHIM. SECONDA PARTE 1. Si vogliono distillare, in una colonna a piatti a funzionamento continuo, 9 kmol/h di una miscela binaria. Le composizioni, espresse come frazione molare del componente più volatile, sono: xF = 0,4 per l alimentazione, xD = 0,95 per il distillato e xW = 0,05 per il prodotto di coda. Si opera con un rapporto di riflusso effettivo R = 2,7 e la miscela entra in colonna al 60% in moli come vapore. Si calcolino le portate di distillato e residuo e i carichi termici al condensatore di testa e al ribollitore di coda sapendo che il calore latente di evaporazione medio valevole per tutte le 235