Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
CHIMICA INDUSTRIALE ORD. 2015


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 0 102

Periodo

AnnoPeriodo
I anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
26/02/201801/06/2018

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoING-IND/256


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. BAROLO MASSIMILIANOING-IND/25DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Equilibri di fase (liquido-vapore); bilanci macroscopici di materia e di energia; apparecchiature per il trasporto dei fluidi e per lo scambio termico; elementi di impiantistica di processo.

Lo studente apprenderà i principi di funzionamento delle principali operazioni di separazione in fase fluida, e le metodologie per la determinazione della dimensione di massima delle relative apparecchiature. Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di: • comprendere in che modo l’equilibrio liquido-vapore influenzi la capacità di separare tra loro le specie di una miscela; • comprendere i principi di funzionamento di camere di flash, colonne di distillazione, di assorbimento e di stripping; • comprendere le relazioni esistenti tra costi di impianto e costi di esercizio nelle operazioni di separazione; • dimensionare in modo approssimato serbatoi di flash, colonne di distillazione, di assorbimento e di stripping, a piatti e a corpi di riempimento; • valutare i consumi energetici negli impianti di separazione; • impiegare un simulatore di processo per lo studio di operazioni elementari di separazione di fase.

Lezioni teoriche d’aula (comprensive di esercitazioni numeriche e brevi attività di gruppo) e lezioni interattive in aula di calcolo.

TECNICHE INDUSTRIALI PER LA SEPARAZIONE DI FASE. RICHIAMI SUGLI EQUILIBRI LIQUIDO-VAPORE. Diagrammi di fase; predizione dell’equilibrio: fugacità, attività e modelli per il loro calcolo. PROCESSI SEMPLICI DI VAPORIZZAZIONE E CONDENSAZIONE. Volatilità relativa; vaporizzazione parziale all’equilibrio (flash); gradi di libertà; stadio ideale di separazione; dimensionamento di una camera di flash; vaporizzazione differenziale (distillazione semplice); curve di distillazione; serie di vaporizzazioni e condensazioni parziali. SEPARAZIONI PER DISTILLAZIONE CONTINUA. Colonne a semplice arricchimento: riflusso totale, riflusso minimo, pinch point, costruzione di McCabe-Thiele, numero di stadi teorici; colonne a semplice esaurimento; colonne complete: traffico interno di materia, riflusso minimo e riflusso totale, punto di alimentazione ottimale, rapporto di riflusso ottimale, pressione ottimale di esercizio; gradi di libertà di una colonna di distillazione; problemi di dimensionamento e problemi di verifica. SEPARAZIONI PER DISTILLAZIONE DISCONTINUA. Esercizio di una colonna batch; operazioni a riflusso costante, a riflusso variabile, a riflusso totale; separazione di miscele a molti componenti. SEPARAZIONI IN CORRENTE DI VAPOR D’ACQUA. Distillazione con iniezione diretta di vapore. Purificazione di sostanze termosensibili da impurezze non volatili: previsione del consumo di vapore. Stripping con vapore: portate di inerte e rapporti molari; operazione discontinua, continua monostadio e continua multistadio, consumo minimo di vapore. SEPARAZIONI PER ASSORBIMENTO. Equilibrio liquido-gas; determinazione del numero di stadi teorici e del consumo di liquido; assorbimento in condizioni diluite. DISPOSITIVI PER IL CONTATTAMENTO DELLE FASI LIQUIDA E VAPORE. Colonne a piatti: piatti forati, a valvole, a campanelle; efficienza totale e sua valutazione; limiti di operabilità di un piatto; calcolo del diametro. Colonne a corpi di riempimento: riempimenti random e strutturati; altezza equivalente a un piatto teorico e sua determinazione; limiti di operabilità di una colonna riempita; calcolo del diametro.

L’esame prevede due attività obbligatorie e sequenziali: homeworks obbligatori durante l’erogazione del corso e prova orale finale. Due degli homeworks saranno individuali, mentre il terzo sarà un lavoro di gruppo da completare in 24 ore. Gli homeworks contribuiscono al voto finale per circa il 15%, la prova orale finale per il restante 85%. La prova orale prevede tipicamente tre domande sull’intero programma dell’insegnamento e dura circa 40 minuti.

HOMEWORKS • correttezza della soluzione finale • chiarezza e sintesi nella presentazione dei risultati • appropriatezza d’uso della terminologia tecnica PROVA ORALE • conoscenza e comprensione dei contenuti dell’insegnamento • capacità di fornire informazioni quantitative (piuttosto che meramente qualitative) sui fenomeni legati alle operazioni industriali di separazione, e sulle relative apparecchiature • capacità di discutere gli argomenti in modo chiaro e sintetico, e con uso appropriato della terminologia tecnica • tempo che intercorre tra la fine delle lezioni dell’insegnamento e la data della prova d'esame

Guarise, G.B., Lezioni di Impianti chimici – Distillazione, assorbimento, estrazione liquido-liquido.. Padova: CLEUP, 2000

Copia digitale delle diapositive presentate a lezione sarà resa disponibile sulla piattaforma Moodle. Il testo di riferimento (Guarise, 2000) è indicato nel box successivo. Anche la consultazione dei seguenti ulteriori testi può risultare utile. Barolo, M e G. B. Guarise (2006). Esercizi di Impianti chimici – Distillazione, assorbimento, estrazione liquido-liquido. CLEUP (Padova) Wankat, P. C. (2012). Separation process engineering (3rd ed.). Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, NJ (U.S.A.)