طراحی برج تقطیر و بهره برداری از آن

طراحی برج تقطیر به ترکیب و شرایط حرارتی خوراک و همچنین ترکیب محصولات مورد نظر بستگی دارد. روش McCabe-Thiele و معادله Fenske ممکن است برای طراحی یک برج تقطیر باینری ساده استفاده شود. در ادامه برای آشنایی با طراحی برج تقطیر همراه فاطر اویل باشید.

برای طراحی برج تقطیر یک خوراک چند جزیی برای ارائه بیش از دو محصول تقطیر، ممکن است از مدل های شبیه سازی کامپیوتری برای طراحی ستون تقطیر استفاده شود.

مدل‌های شبیه‌سازی رایانه‌ای نیز برای تعیین اینکه آیا می‌توان عملکرد برج‌های موجود را برای تقطیر ترکیبات خوراکی که تا حدودی با ترکیب خوراکی که ستون برای آن طراحی شده بود، تنظیم کرد، استفاده می‌شود.

در بسیاری از مصارف صنعتی برج تقطیر 24 ساعت در روز به مدت 2 تا 5 سال بین تعطیلی های معمول و برنامه ریزی شده تعمیر و نگهداری کار می کنند. کنترل عملیاتی یک برج تقطیر ممکن است توسط سیستم‌های کنترل کامپیوتری پیشرفته انجام شود، اما کارگران بسیار با تجربه همچنان به نظارت بر عملیات آنلاین و بلادرنگ نیاز دارند و در صورت نیاز تعمیر و نگهداری روزمره را ارائه می‌کنند.

خوراک برج تقطیر چیست؟

نحوه تغذیه یک برج تقطیر به فشار برج و فشار منبع تغذیه بستگی دارد. اگر تغذیه از منبعی با فشاری به اندازه کافی بالاتر از فشار ستون باشد، ممکن است به سادگی در نقطه ورودی تعیین شده به ستون وارد شود. تغذیه مایع از منبعی با فشار کمتر از ستون باید به ستون پمپ شود و تغذیه گاز از منبعی با فشار کمتر از ستون باید قبل از ورود به ستون به فشار بالاتر فشرده شود.

فرآیند تقطیر در برج تقطیر

بررسی فرآیند تقطیر در برج تقطیر

خوراک ممکن است یک بخار فوق گرم، یک بخار اشباع، یک مخلوط بخار مایع و بخار نیمه تبخیر شده، یک مایع اشباع یا یک مایع زیر خنک شود. اگر خوراک یک مایع اشباع شده با فشار بالاتر از فشار ستون باشد و درست قبل از ورود به ستون از طریق یک دریچه جریان یابد، تحت یک تبخیر ناگهانی (همچنین به عنوان فلاش تعادل یا انبساط دریچه ای شناخته می شود) و در نتیجه مخلوط مایع و بخار می شود. همانطور که وارد ستون می شود.

سیستم سربار برج تقطیر

بخار بالای یک ستون تقطیر در یک کندانسور با آب یا هوا خنک می شود و کاملاً متراکم می شود. با این حال، در بسیاری از موارد، سربار برج را نمی توان به طور کامل با یک کندانسور معمولی با هوا یا آب خنک کرد و بنابراین درام رفلاکس باید دارای یک دریچه گاز برای بخار غیر متراکم باشد.

در موارد دیگر، جریان بالای سر ممکن است شامل بخار آب نیز باشد، زیرا خوراک حاوی مقداری آب است یا به دلیل اینکه مقداری بخار به ستون تقطیر تزریق می‌شود. در این موارد، اگر محصول تقطیر سربار در آب اختلاط ناپذیر باشد، درام رفلاکس ممکن است حاوی یک فاز تقطیر مایع متراکم، یک فاز آب متراکم و یک فاز گاز غیر قابل چگالش باشد، که این امر ضروری می‌کند که درام رفلاکس نیز دارای جداسازی آب باشد.

بشقاب یا سینی در طراحی برج تقطیر

برج های تقطیر از روش های مختلف تماس با بخار و مایع استفاده می کنند تا تعداد مورد نیاز مراحل تعادل نظری را فراهم کنند. چنین وسایلی معمولاً به عنوان “صفحات” یا “سینی” شناخته می شوند.

هر کدام از این صفحات یا سینی ها در دما و فشار متفاوتی هستند. صحنه در پایین برج دارای بالاترین فشار و دما است. با پیشروی به سمت بالا در برج، فشار و دما برای هر مرحله بعدی کاهش می یابد. تعادل بخار-مایع برای هر جزء تغذیه در برج با شرایط مختلف فشار و دما در هر یک از مراحل تنظیم می شود. به این معنی که هر جزء غلظت متفاوتی در فاز بخار و مایع در هر یک از مراحل ایجاد می کند و این منجر به جدا شدن اجزا می شود.

برخی از سینی های نمونه در شکل 3 نشان داده شده است. اگر هر سینی یا صفحه فیزیکی 100% کارآمد باشد، تعداد سینی های فیزیکی مورد نیاز برای یک جداسازی معین برابر با تعداد مراحل تعادل نظری یا صفحات نظری خواهد بود.

ظرفیت، افت فشار و راندمان به طور تجربی برای انواع مختلف سینی های مورد استفاده در تقطیر سیستم های هیدروکربنی در فشارهای کاری از خلاء تا فشار مطلق 35 بار تعیین شده است.