برج التقطير
برج التقطير
التقطير هو أحد أهم وأشهر طرق الفصل، ويعتمد على توزيع المكونات بين الطور السائل والغاز. في الواقع، التقطير هو أحد أكثر طرق الفصل شيوعًا بسبب اختلاف درجات الغليان بين المواد المختلفة. التقطير هو عملية فيزيائية لفصل المواد الصلبة المختلفة.
بشكل عام، يتكون برج التقطير من 4 أجزاء رئيسية:
1- البرج (Tower)
2- نظام جهاز إعادة التبخير (Reboiler)
3- نظام المكثف (Condenser)
4- المعدات المساعدة مثل: أنظمة التحكم المختلفة، المبادلات الحرارية المتوسطة، المضخات، خزانات جمع المنتجات.
بشكل عام، يتكون برج التقطير من 4 أجزاء رئيسية:
1- البرج (Tower)
2- نظام جهاز إعادة التبخير (Reboiler)
3- نظام المكثف (Condenser)
4- المعدات المساعدة مثل: أنظمة التحكم المختلفة، المبادلات الحرارية المتوسطة، المضخات، خزانات جمع المنتجات.
البرج (Tower)
تستخدم الأبراج في صناعة التقطير بشكل رئيسي ويتم تقسيمها إلى نوعين رئيسيين:
تستخدم الأبراج في صناعة التقطير بشكل رئيسي ويتم تقسيمها إلى نوعين رئيسيين:
- الأبراج ذات الصواني (Tray Towers)
- الأبراج المعبأة (Packed Towers)
تنقسم الأبراج ذات الصواني إلى 4 أنواع حسب نوع الصواني المستخدمة:
- أبراج الصواني النفاثة (Jet Tray Towers)
- أبراج الصواني من نوع المنخل (Sieve Tray Towers)
- أبراج الصواني من نوع الغطاء (Bubble Cap Towers)
- أبراج الصواني من نوع الصمام (Valve Tray Towers)
كل نوع من الأبراج له مزايا وعيوب مختلفة.
طريقة عمل برج الصواني
العملية التي تحدث في برج الصواني هي عملية فصل المواد. كما ذكرنا، تحدث هذه العملية بشكل مباشر أو غير مباشر. في عملية التقطير، يقوم جهاز إعادة التبخير بتوفير الحرارة اللازمة لإجراء عملية التقطير وفصل مكونات الخليط. يلتقي البخار الصاعد من البرج مع السائل الذي يتحرك من أعلى البرج إلى الأسفل، على الصواني. يؤدي هذا التلامس إلى زيادة درجة حرارة السائل على الصواني، مما يقترب من درجة غليان المادة. مع وصول السائل إلى درجة غليان الفقاعة، يبدأ البخار في التكوين تدريجيًا. هذا البخار غني بالمادة المتطايرة، وهي المادة التي لها درجة غليان أقل أو ضغط أعلى. في الطرف الآخر، في طور البخار، تتكثف المواد ذات درجة الغليان المنخفضة وتتحول إلى سائل يتحرك للأسفل في البرج.
الهدف الرئيسي من البرج هو إنشاء سطح اتصال مناسب بين أطوار الغاز والسائل. كلما زاد سطح الاتصال، زادت كفاءة عملية الفصل. يعد نوع تدفق السائل على الصواني أحد العوامل المهمة في أداء البرج.
العملية التي تحدث في برج الصواني هي عملية فصل المواد. كما ذكرنا، تحدث هذه العملية بشكل مباشر أو غير مباشر. في عملية التقطير، يقوم جهاز إعادة التبخير بتوفير الحرارة اللازمة لإجراء عملية التقطير وفصل مكونات الخليط. يلتقي البخار الصاعد من البرج مع السائل الذي يتحرك من أعلى البرج إلى الأسفل، على الصواني. يؤدي هذا التلامس إلى زيادة درجة حرارة السائل على الصواني، مما يقترب من درجة غليان المادة. مع وصول السائل إلى درجة غليان الفقاعة، يبدأ البخار في التكوين تدريجيًا. هذا البخار غني بالمادة المتطايرة، وهي المادة التي لها درجة غليان أقل أو ضغط أعلى. في الطرف الآخر، في طور البخار، تتكثف المواد ذات درجة الغليان المنخفضة وتتحول إلى سائل يتحرك للأسفل في البرج.
الهدف الرئيسي من البرج هو إنشاء سطح اتصال مناسب بين أطوار الغاز والسائل. كلما زاد سطح الاتصال، زادت كفاءة عملية الفصل. يعد نوع تدفق السائل على الصواني أحد العوامل المهمة في أداء البرج.
الأبراج المعبأة
تتكون الأبراج المعبأة من قطع تُسمى "التعبئة" (Packing).
- يدخل السائل من أعلى البرج والبخار من الأسفل.
- تُستخدم في عمليات الامتصاص والتقطير.
- يمكن أن تكون الأبراج المعبأة مرتبة أو غير مرتبة.
- تتميز بكفاءة عالية مع فقدان ضغط أكبر.
- زيادة في معدل الفصل.
- ارتفاع أقصر في عملية معينة مقارنة بأبراج الصواني.
جهاز إعادة التبخير (Reboiler)
م وضع أجهزة إعادة التبخير عادة في نهاية البرج أو بجانبه، وهي مسؤولة عن توفير الحرارة أو الطاقة اللازمة لإجراء عملية التقطير. تُعتبر أجهزة إعادة التبخير جزءًا من التوازن في عملية التقطير وتُعتبر صواني في أبراج الصواني.
المكثف (Condenser)
المكثف هو الجهاز الذي يقوم بتحويل بخار المواد الناتجة من تسخين الخليط إلى سائل، وهي عملية تعرف بالتكثيف. ينقسم المكثف بشكل أساسي إلى نوعين:
1- المكثفات الكاملة (Total Condenser)
2- المكثفات الجزئية (Partial Condenser)
في المكثف الكامل، يتم تحويل جميع البخار إلى سائل، ويتم إرسال جزء منه إلى البرج والجزء الآخر إلى خزان جمع المنتجات. أما في المكثف الجزئي، يتم تكثيف جزء من البخار بينما يظل جزء آخر في حالة بخار ويخرج من المكثف.
1- المكثفات الكاملة (Total Condenser)
2- المكثفات الجزئية (Partial Condenser)
في المكثف الكامل، يتم تحويل جميع البخار إلى سائل، ويتم إرسال جزء منه إلى البرج والجزء الآخر إلى خزان جمع المنتجات. أما في المكثف الجزئي، يتم تكثيف جزء من البخار بينما يظل جزء آخر في حالة بخار ويخرج من المكثف.
الخوراك (Feed)
الخوراك هو الخليط المدخل إلى البرج، الذي قد يكون سائلًا أو غازًا أو خليطًا من الاثنين. عادةً ما يكون موقع إدخال الخوراك في نقطة معينة داخل البرج. في الأبراج ذات الصواني، يُطلق على المكان الذي يتم فيه إدخال الخوراك "صينية الخوراك" (Feed Tray). من المهم أن يتوافق الخوراك من حيث درجة الحرارة والتكوين النسبي مع المادة المدخلة في الخوراك.
الأجزاء الرئيسية للبرج:
- الفوهات (Nozzle): مكان ربط الأنابيب المدخلة والمخرجة إلى البرج.
- خزان الرفلاكس: يستخدم لتجميع المنتجات المكثفة في الجزء العلوي من البرج.
- مفصلات الفواصل (Separators): تُستخدم لفصل الأطوار المختلفة التي اختلطت مع بعضها البعض.
- جهاز إعادة التبخير (Reboilers): تجهيزات تُستخدم لتوفير البخار والحرارة اللازمة في نهاية البرج.
- المضخات (Pumps): تُستخدم لنقل السوائل إلى ارتفاعات عالية والمواد ذات اللزوجة العالية.
منتجات برج التقطير
تتضمن منتجات التقطير التي يتم إنتاجها في المصفاة، من الأخف إلى الأثقل، ما يلي:
- الغاز المسال (LPG)
- البنزين
- النفتا
- النفط الأبيض ووقود الطائرات
- الديزل
- زيت الوقود (مازوت)
- الزيوت النفطية
- شمع البارافين
- الأسفلت والقير
- الكوك النفطي
- الكبريت
عن الشركة
تتمتع شركة پیشگام پالایش فرس بخبرة طويلة في تصميم وتصنيع أبراج التقطير، حيث توفر خدمات تصنيع أنواع مختلفة من أبراج التقطير وفقًا للمعايير الدولية وبأعلى جودة للعديد من الصناعات مثل الصناعات الصحية، التجميلية، الكيميائية، الدوائية، النفط والغاز، والبترول والبتروكيماويات. يتم تصميم وتصنيع أبراج التقطير في مجموعة واسعة من درجات الحرارة والضغوط باستخدام مواد متنوعة مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ، وفقًا للمعايير المختلفة مثل SME وPD5500 وAD_Merkblatt وUBC وANSI وAPI وIPS وغيرها.