I184 - ESAME DI STATO DI ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE Indirizzo: ITCM - CHIMICA MATERIALI E BIOTECNOLOGIE ARTICOLAZIONE CHIMICA E MATERIALI TEMA DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI Sessione ordinaria 2017 Il candidato svolga la prima parte della prova e risponda a due tra i quesiti proposti nella seconda parte PRIMA PARTE In un materiale liquido, viscoso e alquanto altobollente, è disciolto un componente meno viscoso che costituisce il soluto che si vuole separare per estrazione con un solvente selettivo. Il solvente è gassoso in condizioni normali ma condensa sotto poca pressione; allo stato liquido discioglie selettivamente solo il componente meno viscoso e possiede una densità notevolmente inferiore a quella dell alimentazione. L estrazione si effettua a caldo, per abbassare la viscosità, e sotto moderata pressione, per mantenere allo stato liquido il solvente. Si formano due fasi liquide: una contenente praticamente tutto il solvente ed il soluto e l altra il resto del materiale. Si opera in controcorrente in una colonna a piatti forati in cui si alimenta il materiale da estrarre e il solvente, opportunamente preriscaldati. Il solvente, allo stato liquido, proviene da un serbatoio polmone in cui si raccoglie quello proveniente da riciclo che si reintegra con solvente fresco. Il raffinato esce dal basso della colonna e prosegue verso altre lavorazioni. L estratto esce dall alto della colonna e viene ulteriormente surriscaldato in uno scambiatore per poi arrivare a un separatore flash in cui, per il repentino calo della pressione, avviene la pressoché completa separazione dei vapori di solvente dal componente che si voleva estrarre e che resta liquido. Quest ultimo esce dal basso e prosegue verso ulteriori lavorazioni. I vapori di solvente sono aspirati da un compressore per essere riportati in pressione, quindi passano in un condensatore per essere accumulati allo stato liquido nel serbatoio di alimentazione, dove si reintegrano con solvente fresco. Come fluidi di servizio sono disponibili acqua industriale di raffreddamento e vapore di rete. 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 rispettando, per quanto possibile, la normativa UNICHIM. SECONDA PARTE 1. Una miscela liquida bicomponente si sottopone a distillazione d equilibrio (flash). Le concentrazioni d equilibrio, nelle condizioni di flash, sono riportate nella seguente tabella dove sono riportate le frazioni molari del componente più volatile: x, quella nel liquido e y, quella nel vapore. x 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 y 0 0,51 0,70 0,80 0,86 0,90 0,93 0,95 0,97 0,99 1 257