DISTILLAZIONE 1
ITIS Marconi – Forlì
Dicembre 2014
Roberto Zannoni
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.
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,
di rettifica
di strippaggio
in corrente di vapore
estrattiva
differenziale
azeotropica
distillazione discontinua
distillazione flash
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
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.
F, zF
D; xD
W; xw
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
F alimentazioneD distillatoW residuozF
frazione molare alimentazionexD
frazione molare distillatoxW
frazione molare residuoE1
ribollitoreE2
condensatore
E2
E1
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
� Funzionamento
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.
� Il vapore Vnesce dallo stadio andando verso
l'alto con composizione yn
� Il liquido Lnesce dallo stadio andando verso il
basso con composizione xn
� Lo stadio n è a temperatura Tn
Ln, x
n
Vn, y
n
n Tn
xn
yn
Tn
xn
yn
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
� Funzionamento
Lo stadio n riceve dallo stadio superiore n-1 a Tn-1
� Il liquido Ln-1
con composizione xn-1
e riceve dallo stadio inferiore n+1 a Tn+1
� Il vapore Vn+1
con composizione yn+1
�Quando i flussi di vapore e liquidi si incontrano si realizza scambio di materia e di calore
xn
yn
Tn
xn
yn
Ln, x
n
Vn, y
n
n Tn
Ln-1
, xn-1
Tn-1
Tn+1
Vn+1
, yn+1
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
� Funzionamento
Le temperature e le composizioni cambieranno rimanendo ulle curve di equilibrio
� Attraversando lo stadio n il vapore è passato dalla composizione y
n+1alla T
n+1 dallo stadio n+1 a y
n
alla Tn
nello stadio n
mentre
� Il liquido con composizione xn-1
dallo stadio n-1
arriva allo stadio n passando alla composizione xn
alla Tn
dello stadio stesso
Ln, x
n
Vn, y
n
n Tn
Ln-1
, xn-1
Tn-1
Tn+1
Vn+1
, yn+1
Tn+1
Tn
xn
yn
Tn-1
xn-1
yn+1
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
� Funzionamento
Ln, x
n
Vn, y
n
n Tn
Ln-1
, xn-1
Tn-1
Tn+1
Vn+1
, yn+1
Tn
xn yn
Tn+1
Tn-1
xn-1 yn+1
Con il risultato che il vapore yn+1
salendo yn
si arricchisce del componente più volatile e il liquido x
n-1scendendo x
nsi impoverisce
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
Ripetendo l'operazione per un certo numeri di stadi si avrà in testa un vapore ricco del componente piùvolatile mentre in coda avremo un residuo povero di tale componente.
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
� 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.
DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA
In alcuni tipi di colonne viene richiesta una variazione continua della composizione per cui ai piatti si sostituisce il RIEMPIMENTO.
