برج تقطیر قسمت دوم

برج تقطیر

برج تقطیر قسمت دوم – قسمت پایانی

در قسمت اول به بررسی انواع تقطیر ، انواع برج تقطیر و برخی اصطلاحاتی که در رابطه با برج تقطیر استفاده می شود پرداختیم، در این قسمت ابتدا مفاهیم باقی مانده را تکمیل می کنیم و در نهایت به برج های تقطیر پر شده می پردازیم.

پس با ما همراه باشید.

جوش آور

جوش آورھا که معمولا در قسمت ھای انتھای برج و کنارآن قرار داده می شوند، وظیفه تأمین حرارت یا انرژی لازم را برای انجام عمل تقطیر به عھده دارند. معمولا جوش آورھا به عنوان یک مرحله تعادلی در عمل تقطیر و به عنوان یک سینی در برجھای سینی دار در نظر گرفته می شوند.

انواع جوش آورھا

مھمترین انواع جوش آورھا که در صنایع شیمیایی کاربرد زیادی دارند، عبارتند از:

  1. دیگھای پوشش – Kettle Jacketted
  2. جوش آورھای داخلی – Internal Reboiler
  3. جوش آور نوع Kettle
  4. جوش آور ترموسیفونی عمودی – Reboiler Termosiphon Vertical
  5. جوش آور ترموسیفونی افقی – Reboiler Thermosiphon Horizontal
  6. جوش آور از نوع سیرکولاسیون اجباری – Forced CirculationReboiler

در جوش آورھای ترموسیفونی یا جوش آورھای با گردش طبیعی، حرکت سیال بر اساس اختلاف دانسیته نقاط گرم و سرد صورت می پذیرد. این پدیده می تواند به دو صورت انجام پذیرد که عبارتند از:

  1. جوش آوری با یکبار ورود سیال
  2. جوش آور با چرخش سیال

معیارھای موجود برای انتخاب جوش آور مناسب

  • بطور کلی نکاتی که در انتخاب یک جوش آور باید مد نظر قرار گیرد عبارتند از :
  • سرعت انتقال (حداقل سطح)
  • فضا و خطوط لوله لازم
  • سھولت نگھداری
  • تمایل به رسوب و جرم گذاری سیال
  • زمان اقامت سیال در فرآیند
  • پایداری عملیاتی
  • ھزینه عملیاتی
  • افزایش میزان بخار تولیدی

ھر کدام از جوش آورھا مزایا و معایبی دارد که در کتب مرجع جمع آوری شده است. از این داده ھا می توان برای طراحی اولیه کمک گرفت. ولی بطور کلی متداولترین و اقتصادی ترین جوش آوری که در صنایع شیمیایی و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد نوع ترموسیفونی می باشد، خصوصا نوع افقی آن که در سیستمھای تقطیر کاربرد زیادی دارد.

انتخاب نوع Reboiler

انتخاب نوع جوش آور به عوامل زیر بستگی دارد:

  1. خواص فیزیکی سیال بویژه ویسکوزیته و تمایل به رسوبدھی سیال
  2. فشار عملیات (خلأ یا تحت فشار)
  3. روش قرار گرفتن تجھیزات و فضای قابل استفاده

چگالنده (Condenser)

نقش چگالنده در واقع تبدیل بخارات حاصل از عمل حرارت دھی به مخلوط، به مایع می باشد. این امر در اصطلاح میعان یا چگالش نامیده می شود و دستگاھی که در آن عمل مذکور انجام می شود چگالنده نام دارد. به طور کلی چگالنده ھا به دو دسته اساسی تقسیم می شوند:

  1. چگالنده ھای کامل
  2. چگالنده ھای جزئی

در صورتیکه تمام بخار بالای برج به مایع تبدیل شود و بخشی ازآن وارد برج شده و بخش دیگر وارد مخزن جمع آوری محصول گردد عمل میعان کامل انجام شده است. اما اگر بخشی از بخارات حاصل مایع شده و بخش دیگر به صورت بخار از کندانسور خارج شود به آن یک کندانسور جزئی گفته می شود. در کتب مرجع راھنمای انتخاب نوع کندانسور ھمراه با ضرایب انتقال حرارت کندانسور تھیه شده است .

مقایسه برج ھای انباشته با برج ھای سینی دار

در برجھای انباشته ، معمولا افت فشار نسبت به برجھای سینیدار کمتر است. ولی اگر در مایع ورودی برج ، ذرات معلق باشد، برجھای سینیدار بھتر عمل میکنند. زیرا در برجھای انباشته ، مواد معلق تھنشین شده و سبب گرفتگی و برھم خوردن جریان مایع میگردد. اگر برج بیش از حد متوسط باشد، برج سینیدار بھتر است. زیرا اگر در برجھای انباشته قطر برج زیاد باشد، تقسیم مایع در ھنگام حرکت از بستر انباشته شده یکنواخت نخواھد بود.

در برجھای سینیدار میتوان مقداری از محلول را به شکل فرایندھای کناری از برج بیرون کشید، ولی در برجھای انباشته این کار، شدنی نیست. کارھای تعمیراتی در درون برجھای سینیدار ، آسانتر انجام میگیرد. تمیز کردن برجھای انباشته ، از آنجا که باید پیش از ھرچیز آنھا را خالی کرده و بعد آنھا را تمیز نمایم، بسیار پرھزینه خواھد بود.

جنس مواد انباشتی

این مواد باید چنان باشند که با سیال درون برج ، میل ترکیبی نداشته باشند.

استحکام مواد انباشتی

جنس مواد انباشتی باید به اندازه کافی محکم باشد تا بر اثر استفاده شکسته نشده و تغییر شکل ندھد.

شیوه قرار دادن مواد انباشتی

مواد انباشتی به دو صورت منظم و نامنظم درون برج قرار میگیرند.

پر کردن منظم

از مزایای این نوع پر کردن، کمتر بودن افت فشار است که در نتیجه میشود حجم بیشتر مایع را از آن گذراند.

پر کردن نا منظم

از مزایای این نوع پر کردن ، میتوان به کم ھزینه بودن آن اشاره کرد. ولی افت فشار بخار در گذر از برج زیاد خواھد بود.

برجھای انباشته

در برج ھای انباشته ، بجای سینی ھا از تکھ ھا یا حلقھ ھای انباشتی استفاده می شود. در برج ھای انباشته حلقھ ھا یا تکھ ھای انباشتی باید به گونه ھای برگزیده و در برج ریخته شوند که ھدف ھای زیر عملی گردد.

  • ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع و بخار
  • ایجاد فضای مناسب برای گذشتن سیال از بستر انباشته

مقایسه انواع گوناگون سینی ھا

در صنعت نفت ، انواع گوناگون سینی ھا در برج ھای تقطیر ، تفکیک و جذب بکار برده میشوند.

ویژگیھایی که در گزینش نوع سینی برای کار معینی مورد توجه قرار میگیرد، عبارت است از:

  • بازدھی تماس بخار و مایع ، ظرفیت سینی ، افت بخار در ھنگام گذشتن از سینی ، زمان ماندن مایع بر روی سینی ، مشخصات مایع و … . چون در صنعت بیشتر سینی ھای کلاھکدار بکار برده میشوند، برای مقایسه مشخصات سینی ھای دیگر ، آنھا را نسبت به سینی ھای کلاھکدار ارزیابی میکنند.

برجھای تقطیر با سینی ھای دریچه ای

این نوع سینی ھا مانند سینی ھای مشبک ھستند. با این اختلاف که دریچھ های متحرک روی ھر مجرا قرار گرفته است.

برجھای تقطیر با سینیھای مشبک

در برج ھای با سینی مشبک ، اندازه مجراھا یا شبکھ ھا باید چنان انتخاب شوند که فشار گاز بتواند گاز را از فاز مایع با سرعتی مناسب عبور دھد. عامل مھمی که در بازدھی این سینی ھا موثر است، شیوه کارگذاری آنھا در برج است. اگر این سینی ھا کاملا افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع در سطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از ھمه مجراھا یکسان نخواھد بود.

خورندگی فلز سینی ھا ھم در این نوع سینی ھا اھمیت بسیار دارد. زیرا بر اثر خورندگی ، قطر سوراخ ھا زیاد میشود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواھد کرد. و میدانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد، مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده و پدیده بارش رخ خواهد داد و بازدھی کار تفکیک کاھش خواھد یافت.

سرپوش ھا یا کلاھک ھا

جنس کلاھک ھا از چدن میباشد. نوع کلاھک ھا با توجه به نوع تقطیر انتخاب میشود و تعدادشان در ھر سینی به بیشترین حد سرعت مجاز عبور گاز از سینی بستگی دارد.

موانع یا سدھا:

برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی ، به ھر سینی سدی به نام “وییر” (Wier) قرار می دهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معنی جلوگیری کند. بلندی سطح مایع در روی سینی باید چنان باشد که گازھای بیرون آمده از شکاف ھای سرپوش ھا بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن ھر حباب به بیشترین حد ممکن برسد. بر اثر افزایش زمان گذشتن حباب از مایع ، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده و بازدھی سینی ھا بالا میرود.

برج ھای تقطیر با سینی کلاھکدار

در برجھای تقطیر با سینی کلاھکدار ، تعداد سینی ھا در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینی ھا به مقدار مایع و گاز که در واحد زمان از یک سینی میگذرد، وابسته است. ھر یک از سینی ھای برج ، یک مرحله تفکیک است. زیرا روی این سینی ھا ، فاز گاز و مایع در کنار ھم قرار میگیرند و کار انتقال ماده از فاز گازی به فاز مایع یا برعکس در ھر یک از سینی ھا انجام میشود. برای اینکه بازدھی انتقال ماده در ھر سینی به بیشترین حد برسد، باید زمان تماس میان دو فاز و سطح مشترک آنھا به بیشترین حد ممکن برسد.

پایان قسمت دوم

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments