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RETTIFICA, ., ., ., ., . - Coggle Diagram
RETTIFICA
EFFICIENZA
DI COLONNA = rapporto tra il numero di piatti ideali e il numero di piatti reali
Misura quanto l'intera colonna si avvicina al comportamento teorico
DI MURPHREE = valuta il singolo piatto come differenza tra la separazione realmente avvenuta e quella che si avrebbe all'equilibrio
LOCALE = si riferisce a una precisa zona del piatto, dove la composizione può differire dalla media
BILANICI MOLARI
L'ipotesi del flusso molare costante regge finché i due componenti hanno calori latenti simili. Ma quando i calori latenti differiscono molto, per ogni mole di alto-bollente che condensa non evapora esattamente una mole di basso-bollente
I due duty termici non sono indipendenti. Di solito si fissa il calore al condensatore in base ai requisiti di condensazione del distillato e al vapore di R_D, e si calcola il calore al reboiler q_r per differenza.
La colonna è adiabatica = la variazione delle portate dipende solo da quanto alto-bollente condensa e quanto basso-bollente evapora
I piatti più comuni sono i PIATTI FORATI (sieve stages) e i DOWNCOMER (condotto di scarico del liquido)
La PERDITE DI CARICO derivano del passaggio del vapore attraverso gli orifizi e dall'accumulo di liquido sul piatto. La pressione necessaria al vapore per attraversare la colonna viene generata nel reboiler.
Ogni piatto aggiunge un salto di pressione: più piatti ci sono, maggiore deve essere la pressione in caldaia per sostenere il flusso di vapore fino alla testa.
Al posto dei piatti possiamo usare le COLONNE A RIEMPIEMNTO, analoghe a quelle di assorbimento
LIMITI DI FUNZIONAMENTO
WEEPING = quando la pressione del vapore è insufficiente. Il vapore passa dove il livello è inferiore e parte del liquido gocciola sul piatto inferiore senza scambiare materia o energia
Il piatto forato funziona solo se il vapore ha la spinta giusta per attraversare il battente di liquido
FLOODING = il liquido non riesce più a scendere e la colonna si allarga. Condizione di arresto del funzionamento
Il REBOILER è alimentato in continuo con la soluzione da separare e la riscalda.
Il vapore che si forma è più ricco del composto più volatile, mentre il liquido che rimane è più ricco di alto-bollente
Per aumentare la purezza del distillato, il vapore che sale la colonna viene messo in contatto con una fase liquida discendente: il riflusso, alimentato dalla sommità.
Il vapore in testa viene completamente condensato: una parte è prelevata come distillato, il resto viene rimandato in colonna come riflusso. È questo liquido che, scendendo, incontra ripetutamente il vapore che sale.
Lungo la colonna il vapore che sale incontra un liquido la cui composizione è diversa da quella di equilibrio. Questo squilibrio è la forza trainante che guida lo scambio di materia tra le fasi.
Salendo lungo la colonna la temperatura diminuisce e la composizione diventa via via più ricca di basso-bollente. Su ogni piatto il liquido è al punto di bolla e il vapore al punto di rugiada.
Una colonna con sola sezione di rettifica non permette di purificare a piacere il prodotto di coda.
Per raffinare anche il bottom si alimenta al centro della colonna. Così il liquido che scende verso il reboiler incontra il vapore che sale, scambiando materia ed energia ad ogni contatto.
La colonna si divide in due sezioni distinte:
- Sezione di rettifica: il vapore si arricchisce di basso-bollente salendo varso la testa
- Sezione di stripping: il liquido si arricchisce di alto-bollente scendendo verso il fondo
L'EFFICACIA di una separazione dipende da due parametri collegati:
- numero di piatti
- rapporto di riflusso
RIFLUSSO TOTALE = non si preleva alcun prodotto, tutto il condensato torna in colonna come riflusso. Le portate di liquido e vapore coincidono
In questo caso la costruzione grafica restituisce il numero minimo di piatti teorici, cioè il minor numero di stadi teorici possibili per la separazione richiesta
BATCH = si alimenta parte del distillato in colonna con un rapporto di riflusso fissato. In questo caso la composizione in caldaia cambia nel tempo, così come le condizioni lungo la colonna
Per mantenere costante la purezza del distillato bisogna agire sulla gestione della colonna man mano che la carica si esaurisce
- Rapporto di riflusso variabile = si aumenta il rapporto di riflusso nel tempo
- Rapporto di riflusso costante = si accetta che la purezza del distillato diminuisca progressivamente
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