برج تقطیر یا برج جداسازی ابزاری حیاتی برای جداکردن اجزای گوناگون یک مخلوط مایع بر اساس تفاوت در نقاط جوش آنها به شمار می‌رود. این ستون‌های استوانه‌ای شکل و بلند، نقش مهمی در پالایش نفت خام، تولید مواد شیمیایی پایه و خالص‌سازی حلال‌ها دارند. همچنین از برج‌های تقطیر در صنایع داروسازی و غذایی برای تولید ترکیبات خالص و تفکیک طعم‌دهنده‌ها استفاده می‌شود. درک عملکرد، انواع و کاربردهای این تجهیزات برای مهندسان، تکنسین‌ها و فعالان صنایع مرتبط بسیار مهم است؛ لذا در این مطلب به بررسی جامع برج‌های تقطیر پرداخته‌ایم.
برج تقطیر چیست
ستون تقطیر وسیله‌ای است که با کمک آن، اجزای مختلف یک محلول مانند نفت خام بر اساس اختلاف در نقطه جوششان، از یکدیگر جدا می‌شوند. در واقع، اساس کار این ستون‌های بلند بر اساس عمل تبخیر است و محلول‌های وارد شده به داخل برج بر پایه نقطه جوششان طبقه‌بندی می‌گردند. اجزای دارای نقطه جوش پایین‌تر در ارتفاع بالاتری از استوانه قرار می‌گیرند. مواد موجود در برج در اثر حرارت به نقطه جوش می‌رسند و عمل تبخیر صورت می‌گیرد. در بالای این ستون‌های استوانه‌ای نیز به طور معمول کندانسور وجود دارد که بخارها را به مایع تبدیل می‌کند. کندانسور در مخزن ذخیره مایع و محصول تقطیر شده نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برج‌های تقطیر صنعتی برای جداسازی اجزای تشکیل‌دهنده محلول‌ها در فرایندهای پتروشیمی، نفت، گاز طبیعی، تخمیر و فرایند قطران زغال‌سنگ کاربرد دارند.
انواع برج تقطیر و کاربردهای آنها
برج‌های تقطیر بر حسب نوع ساختار داخلی خود به دو دسته اصلی برج‌های تقطیر سینی‌دار و برج‌های تقطیر پرشده تقسیم می‌شوند:
- برج سینی‌دار
در این برج‌های صنعتی، فرایند جداسازی گاز و مایع روی صفحات سوراخ‌داری همانند سینی انجام می‌شود. در این صفحات، مایعات و گازها برخلاف جهت یکدیگر با هم در تماس هستند. مایع روی این سینی‌ها حرکت کرده و به صفحات پایینی منتقل می‌گردد. گازها نیز با حرکت به سمت بالا از میان مایع عبور کرده و در انتها توسط کندانسور به مایع تبدیل می‌شوند. مدل‌های مختلفی از این استوانه‌های جداسازی وجود دارند، از جمله برج‌های سینی‌دار کلاهک‌دار، غربالی، دریچه‌ای و فورانی.
- برج پرشده
در برج‌های جداسازی پرشده یا پرکن، به جز فرایند تقطیر، فرایند جذب نیز انجام می‌شود. عملکرد این تجهیزات برعکس برج‌های تقطیر سینی‌دار است و بخار از پایین استوانه و مایع از بالای آن خارج می‌گردد. همچنین ارتفاع این برج‌ها نیز نسبت به برج‌های سینی‌دار کوتاه‌تر است.
تجهیزات یاد شده در صنایع گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند که برخی از آنها عبارت‌اند از:
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی: تفکیک نفت خام به اجزای مختلف مانند نفت، گازوئیل و…
- صنایع شیمیایی: خالص‌سازی حلال‌ها، جداسازی محصولات واکنش و…
- صنایع داروسازی: تولید داروهای خالص و مواد اولیه دارویی
- صنایع غذایی: تولید الکل، اسانس و تفکیک طعم‌دهنده‌ها
طراحی انواع برج تقطیر
طراحی انواع برج تقطیر یک فرایند پیچیده و چند مرحله‌ای است که به دانش تخصصی در زمینه ترمودینامیک، انتقال جرم، مکانیک سیالات و طراحی تجهیزات فرایندی نیاز دارد. این کار به عوامل مختلفی از جمله نوع فرایند تقطیر (پیچیده یا ساده)، نوع مخلوط، میزان خلوص مورد نظر، ظرفیت فرایند و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. اجزای مختلف انواع برج جداسازی به شرح زیر است:
- بخش ستون: این بخش نقش اصلی را در عمل تقطیر برعهده دارد. در داخل استوانه‌ها سینی‌هایی به عنوان واسطه عمل تقطیر وجود دارند. مهندسان در هنگام طراحی، نوع مواد مورد نظر، مدل چیدمان، اندازه و تعداد سینی‌های مورد نیاز را تعیین می‌کنند.
- دیگ بخار کمکی یا ریبویلر: ریبویلر وظیفه تامین گرما و حرارت لازم برای برج را برعهده دارد. ریبویلرها معمولاً در انتها یا کنار استوانه قرار می‌گیرند و به عنوان یک مرحله تعادلی در پروسه تقطیر عمل می‌کنند.
- کندانسور: کندانسور پروسه چگالش یا میعان را در این تجهیزات انجام می‌دهد. بخارهای حاصل از گرمایش برج توسط کندانسور به محلول مایع تبدیل شده و به عنوان خروجی برج از آن استفاده می‌شوند.
شرکت پایا فولاد پردیس با بهره‌گیری از نیروهای مجرب و توانمند یکی از شناخته‌شده‌ترین تولیدکنندگان برج‌های تقطیر باکیفیت در ایران است.
برج تقطیر پالایشگاه
نفت خام یک مخلوط پیچیده با هیدروکربن‌های مختلف با نقاط جوش متفاوت است. برج‌های تقطیر پالایشگاه وظیفه جداسازی اجزای نفت خام را بر پایه نقطه جوش آنها بر عهده دارند. این فرایند، اولین و مهم‌ترین مرحله در پالایش نفت خام است و محصولات حاصل از آن به عنوان خوراک واحدهای فرایندی پایین‌دستی در نظر گرفته می‌شوند.
ارتفاع برج‌های جداسازی پالایشگاهی معمولاً به ده‌ها متر و قطر آنها به چند متر می‌رسد. در داخل این ستون‌های بلند و بسیار بزرگ از سینی‌ها یا مواد پرکننده برای ایجاد تماس موثر بین بخار بالارونده و مایع پایین‌رونده استفاده می‌شود؛ بنابراین، فرایند جداسازی در برج‌های تقطیر پالایشگاهی به صورت چندمرحله‌ای صورت می‌گیرد. همچنین متغیرهای مهم در عملکرد این تجهیزات شامل دما، فشار، نرخ جریان خوراک و نرخ بازگشت مایع کندانس شده در بالای برج هستند.
پایا فولاد پردیس ارائه دهنده برج تقطیر
شرکت پایا فولاد پردیس در زمینه ساخت تجهیزات و سازه‌های صنعتی و پتروشیمی فعالیت دارد. این شرکت توانسته با استفاده از روش‌های پیشرفته و مدرن به طراحی و ساخت انواع برج تقطیر با بهره‌وری بالا بپردازد. شما عزیزان می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این تجهیزات و خرید آنها با کارشناسان پایا فولاد پردیس تماس بگیرید.
