DISTILLAZIONE È un processo di separazione liquido-liquido con trasporto di materia. É finalizzata alla separazione dei componenti di una miscela omog

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Agostino Garofalo
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1 DISTILLAZIONE 1 ITIS Marconi Forlì Dicembre 2014 Roberto Zannoni

2 DISTILLAZIONE È un processo di separazione liquido-liquido con trasporto di materia. É finalizzata alla separazione dei componenti di una miscela omogenea, che si basa sulla diversa T di ebollizione dei componenti (diversa tensione di vapore, diversa volatilità) in cui due o più liquidi miscibili vengono fatti passare tramite ebollizione dallo stato liquido allo stato di vapore. Durante l'ebollizione la vaporizzazione parziale della miscela produce dei vapori, ricchi del componente più volatile, che una volta separati e condensati danno una nuova miscela liquida (distillato) con aumento della concentrazione del componente più volatile.

3 DISTILLAZIONE In base ai tipi di miscele da trattare, alle caratteristiche dei componenti e agli obiettivi del processo, esistono vari tipi di processo: distillazione continua, distillazione discontinua distillazione flash di rettifica di strippaggio in corrente di vapore estrattiva differenziale azeotropica

4 DISTILLAZIONE É una operazione CONTINUA a STADI. Viene realizzata in COLONNE DI DISTILLAZIONE in cui la miscela opportunamente riscaldata, viene introdotta ad altezza intermedia. All'interno della colonna il vapore sale verso l'alto raffreddandosi e la parte liquida scende verso il basso. Il VAPORE esce dalla parte superiore della colonna (TESTA) per essere condensato con uno scambiatore di calore e in parte reinserito in colonna. (DISTILLATO E RIFLUSSO). La parte liquida (RESIDUO DI CODA) esce dal fondo della colonna e una parte viene riscaldata in un ribollitore e reintrodotto in colonna. W; x w F, z F D; x D

5 DISTILLAZIONE F alimentazione D distillato W residuo z F frazione molare alimentazione x D frazione molare distillato x W frazione molare residuo E 1 ribollitore E 2 condensatore E 2 E 1

6 Funzionamento DISTILLAZIONE Per capire il funzionamento della colonna esaminiamo cosa avviene in un singolo stadio n (la numerazione parte dall'alto). Utilizzando il diagramma temperatura /composizione liquido-vapore. V n, y n n L n, x n Il vapore V n esce dallo stadio andando verso l'alto con composizione y n Il liquido L n esce dallo stadio andando verso il basso con composizione x n Lo stadio n è a temperatura x n x n y n y n

7 Funzionamento DISTILLAZIONE Lo stadio n riceve dallo stadio superiore n-1 a -1 Il liquido L n-1 con composizione x n-1 e riceve dallo stadio inferiore n+1 a +1 Il vapore V n+1 con composizione y n+1-1 V n, y n n V n+1, y n+1 L n-1, x n-1 L n, x n +1 Quando i flussi di vapore e liquidi si incontrano si realizza scambio di materia e di calore x n x n y n y n

8 Funzionamento DISTILLAZIONE Le temperature e le composizioni cambieranno rimanendo ulle curve di equilibrio +1 Attraversando lo stadio n il vapore è passato dalla composizione y n+1 alla +1 dallo stadio n+1 a y n alla nello stadio n -1 mentre Il liquido con composizione x n-1 dallo stadio n-1 arriva allo stadio n passando alla composizione x n alla dello stadio stesso x n x n-1 y n+1 y n -1 V n, y n n V n+1, y n+1 L n-1, x n-1 L n, x n +1

9 Funzionamento DISTILLAZIONE -1 Tn+1 V n, y n Tn n V n+1, y n+1 L n-1, x n-1 Tn-1 L n, x n +1 xn xn-1 yn+1 yn Con il risultato che il vapore y n+1 salendo y n si arricchisce del componente più volatile e il liquido x n-1 scendendo x n si impoverisce

10 DISTILLAZIONE Ripetendo l'operazione per un certo numeri di stadi si avrà in testa un vapore ricco del componente più volatile mentre in coda avremo un residuo povero di tale componente.

11 DISTILLAZIONE Nelle colonne di distillazione gli stadi sono entità fisiche che realizzano il contatto liquido/vapore che vengono chiamate PIATTI su ognuno dei quali si realizzano variazioni discrete di composizione.

12 DISTILLAZIONE In alcuni tipi di colonne viene richiesta una variazione continua della composizione per cui ai piatti si sostituisce il RIEMPIMENTO.

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