کاربرد برج‌های تقطیر

مهمترین کاربرد برج‌هاي تقطیر، در تصفیه نفت خام است. محصولات حاصل از نفت خام، نظیر بنزین،نفت سفید، گازوئیل، سوخت‌ها و روغن‌هاي روان کننده هر یک مخلوطی از صدها هیدروکربن میباشند. تعداد این سازندگان هیدروکربنی به اندازه اي زیاد است که تـشخیص نـوع و شماره آنها به آسانی امکان پذیر نیست.خوشبختانه بدست آوردن مواد خاصی از این ترکیبات مورد نظر نمیباشد بلکه خـواص کلی آنها مطرح است. بنابراین ویژگی‌هاي محصولات را میتوان به صورت محدوده جوش، چگالی، ویسکوزیته و غیره در نظر گرفت.
برج‌هاي تقطیر در جداسازي ترکیباتی بکار میروند که خواص آنها به نحوي است که به وسیله روش‌هاي فیزیکی ساده نمیتوان آنها را از هم جدا کرد. این روش جداسازي را بر اساس توزیع مواد بین فازهاي مایع و گاز انجام میدهد و لذا در مواردي به کار میرود که کلیه سازندگان در هر دو فاز موجود باشند. شرط لازم براي اینکه بتوان از تقطیر براي جداسازي دو جزء استفاده کرد این است که نقطه جوش دو ترکیب به اندازه کافی از هم فاصله داشته باشد.

مشکلات موجود در برج‌های تقطیر

یکی از اشکالات موجود در برج‌ها پدیده ماندگی (Entrainment) میباشد که همان کشیدگی قطرات مایع توسط جریان گاز میباشد. سرعت زیاد گاز سبب میشود قطرات ریزي از مایع در گاز به طرف سینی بالا حرکت کند که باعث کاهش بازده میشود. با افزایش (Entrainment) ارتفاع مایع زیاد شده و افت فـشار گاز زیاد میشود در نهایت منجر به طغیان (Flooding) میشود، که باعث انـسداد برج میشود و جریان گاز از وضعیت عادي خارج شده ، مایع نیز ممکن است از لوله خروجی بالاي برج خارج گردد. در صورتی کـه شدت گاز خیلی باشد قسمت اعظم مایع ممکن است از منافذ صفحه به پایین چکه کند (Weeping) و لذا جریان مایع در سراسر سینی وجود نخواهد داشت. اگر جریان گاز فوق‌العاده کم باشد تمامی مایع از منافذ به پایین ریخته و اصولاً مایعی به محل ریزش مایع نخواهد رسید (Dumping).
مسئله مکانیکی عمده‌اي که در سینی‌هاي دریچه‌اي مشاهده میشود، سایش و خوردگی پایه‌هـا و سوراخ‌ها است. حرکت قائم دریچه و حرکت دورانی دریچه‌هـاي دوار در سوراخ‌ها موجب خـستگی و سایش پایه‌هـا میشود. کنده شدن دریچه‌ها به همین دلیل امري رایج است و مشاهده دریچه‌هاي کنده شده در بخش مکش پمپ یا کندانسور و یا حین تعمیرات جاي تعجبی ندارد. مشکل مکانیکی رایج دیگر مسئله چسبندگی دریچه به سینی است که به دلیل تشکیل رسوبات و یا محصولات خورندگی بر روي دریچه وقتی به حالت تقریباً بسته باشد رخ میدهد. طبعاً این چسبندگی سطح معبر بخار را کاهش میدهد و باعث افزایش افت فشار میگردد. چاره کار راهبري برج با دبی بخار زیاد است.

سرعت زیاد بخار موجب راندن رسوبات از لبه دری ها میشود. براي جلوگیري از چسبندگی، زائده‌هاي کوچکی در زیر دریچه‌ها پیشبینی شده که از بسته شدن کامل دریچه جلوگیري میکند. معایبی که براي سینی‌هاي نوع فنجانی (Cap Tray) ذکر شده عبارتند از:

۱-عبور پر پیچ و خم گاز توام با افت فشار زیادي است.
۲-راندمان این سینی کمتر از سینی‌هاي غربالی و دریچه‌اي است.
۳-داراي قیمت‌هاي بالاتري از نوع غربالی و دریچه‌اي هستند.

در برج هاي پرکن (Packed) پدیده ناخواسته و رایجی که ممکن است پیش آید عبارت است از جاري شدن مایع بر روي جداره برج در عوض جاري شدن بر بستر پرکنها. این مـشکل باعث مـیشود کـه پـرکن‌هـا خشک شده و بازدهی برج به مقدار قابل ملاحظه‌اي پایین آید. توزیع نامناسب مایع نیز از عوامل کاهش بازده در این ستون ها به شمار می آید.

تهیه کننده: محمد بهزادی