Distillazione + Reazione Chimica nella stessa unità Vantaggi Es: A + B <=> C + D in assenza di azeotropi

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1 Dstllazone + Reazone Chmca nella stessa untà antagg Es: A + B <=> C + D n assenza d azeotrop Separa contnuamente reagent e prodott equlbro è spostato verso prodott Semplfcazone dell mpanto Nente lmt alla conversone 94

2 In presenza d azeotrop la semplfcazone è anche maggore Es: acetato d metle da Acdo acetco e metanolo C 3 O + C 3 COO C 3 COO C O Il processo tradzonale prevede 0 untà 95

3 Benefc a semplfcazone o elmnazone del sstema d separazone può portare a sgnfcatve rduzon de cost d nvestmento. 'effcenza d conversone del reagente s avvcna al 00%. Mgloramento della selettvtà. a Rmozone d uno de prodott dalla mscela d reazone o l mantenmento d una bassa concentrazone d uno de reagent può portare ad una rduzone delle veloctà delle reazon parasste Rduzone d catalzzatore per la stesso grado d conversone. Prevenzone della formazone d azeotrop. quando l prodotto del reattore è una mscela d spece che possono formare azeotrop. Integrazone termca. Se la reazone è esotermca, l calore d reazone può essere utlzzato per fornre l calore d vaporzzazone e rdurre l duty al rbolltore. Prevenzone d hot spot. Crtctà olatltà relatve. Reagent e prodott devono avere volatltà relatve tal da mantenere alte concentrazon d reagent e basse concentrazon d prodott nella zona d reazone. Tempo d resdenza. Tempo d resdenza alto per la reazone comporta grand dametr: può essere economco un sstema reattore-separatore. Grand portate. Problem d dstrbuzone de lqud colonne a rempmento. Condzon d processo. e condzon ottmal d temperatura e d pressone per la dstllazone possono essere lontane dalle ottmal per la reazone e vceversa. 96

4 Aspett pratc legat alla DR Rgenerazone del catalzzatore Contatto lqudo catalzzatore Contatto lqudo vapore Perdte d carco della sezone reattva old-up lqudo nella sezone reattva Alloggamento del pellet d catalzzatore Colonne a patt => n contentor (tea bag) cest d materale permeable Alloggat Sul patto Nel dscendente In uscta dal dscendente Colonne a rempmento Rempmento cataltco Random Strutturato Sandwch rempmento - pellet 97

5 Aspett termodnamc Sovrapposzone dell equlbro d fase e dell equlbro chmco Es. Sstema ternaro A + B C Rappresentazone grafca: - Equlbro chmco => nea d equlbro luogo delle composzon all equlbro al varare della composzone nzale e della costante d equlbro K = [ α ] - nee stechometrche: Emergono da un polo, mpropro se la varazone del numero d mol nella reazone è nullo - nee d dstllazone ν Consderando reazon n fase lquda: aporzzando la mscela al punto (eq. Chmco) s ottene, sulla lnea d dstllazone per condensando s ottene 2 sull eq. Chmco e così va. Se la composzone n seguto alla reazone è par a quella del vapore n equlbro s ottene un Azeotropo reattvo 98

6 Dmensonamento d colonne reattve Metodo stad d equlbro e effcenze j x,j j y F x F,F R k, j j x + j + y + Equazon d blanco d matera componente stado j Fj x,f +, j+ y, j+ +, j x,j, j y, j,j x, j + ν,k Rk,j = 0 Equazon d equlbro y K k,j = k = [ α, j] x,j Equazon d congruenza x,j = y, j = Equazon d blanco d entalpa ν,k r k= r R F j F + j + j + + j j j j + j j + Rk, j k, j = 0 k= 99

7 Procedura approssmata CORSO DI IMPIANTI CIMICI II: DISTIAZIONE REATTIA Assunzon Colonna adabatca Calore molare d vaporzzazone costante Calore d mscelamento trascurable Entalpa d reazone << Entalpa del vapore Equlbro d fase n ogn stado. Consderare una colonna almentata con una mscela d prodott e reagent alla conversone rchesta 2. Dmensonare le sezon d separazone e dametr 3. Calcolare l altezza della sezone reattva dalla massa d catalzzatore rchesta per la conversone voluta 4. Calcolare l numero d stad della sezone reattva tramte l ETP 5. Smulare la colonna completa 6. Studare l effetto d rflusso e massa d catalzzatore fno alla conversone desderata 7. Calcolare altezze fnal e dametro 00