roberto zannoni - istituto tecnico tecnologico statale · pdf filedistillazione flash...

DISTILLAZIONE 1

ITIS Marconi Forl

Dicembre 2014

Roberto Zannoni

DISTILLAZIONE

un processo di separazione liquido-liquido con trasporto di materia.

finalizzata alla separazione dei componenti di una miscela omogenea, che si basa sulla diversa T di ebollizione dei componenti (diversa tensione di vapore, diversa volatilit) in cui due o pi 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 pi volatile, che una volta separati e condensati danno una nuova miscela liquida (distillato) con aumento della concentrazione del componente pi 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

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 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 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-1arriva allo stadio n passando alla composizione x

n

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 pi volatile e il liquido x

n-1scendendo x

nsi impoverisce

DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA

Ripetendo l'operazione per un certo numeri di stadi si avr in testa un vapore ricco del componente pivolatile mentre in coda avremo un residuo povero di tale componente.

DISTILLAZIONE DI RETTIFICA CONTINUA

Nelle colonne di distillazione gli stadi sono entit 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.