برج تقطیر چیست؟

برج تقطیر وسیله‌ای است که اجزای آن با افزودن محلولی حاوی مواد مختلف مانند نفت، بر اساس اختلافِ نقطه جوش اجزا از یکدیگر جدا می‌شوند. این برج از دو مقیاس آزمایشگاهی کوچک و مقیاس صنعتی بزرگ‌تر در پالایشگاه تشکیل شده است. انواع برج تقطیر آزمایشگاهی از جنس شیشه و برای مقادیر کمتر ساخته می‌شوند.

با این حال، انواع صنعتی آن برای فرآیندهای پتروشیمی، نفت، گاز طبیعی، تخمیر و قطران زغال سنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای آشنایی با این صنایع، بلاگ ما درباره تفاوت پالایشگاه و پتروشیمی را مطالعه کنید.

مهمترین کاربرد برج تقطیر در صنعت نفت و جداسازی هیدروکربن‌های مختلف آن، بر اساس فراریت است؛ زیرا نفت خام به عنوان مخلوط پیچیده‌ای شامل چندین جز شناخته می‌شود. هیدروکربن‌های سنگین‌تر، نقطه جوش بالاتری دارند و هیدروکربن‌های سبک‌تر با نقطه‌جوش پایین‌تر، سریع‌تر از برج خارج می‌شوند.

اگر در حوزه نفت فعالیت دارید، پیشنهاد می‌کنیم مطلب استاندارد نفت ایران را نیز مطالعه کنید و اطلاعات خود را در این زمینه افزایش دهید.

اجزای برج تقطیر کدامند؟

انواع برج تقطیر نفت خام، به طور معمول از اجزای زیر تشکیل می‌شوند:

۱. برج

مهمترین بخش برج تقطیر، برج آن است. برج تقطیر صنعتی، از ستون‌های استوانه‌ای عمودی با قطر بین ۶۵ سانتی‌متر تا ۶ متر و ارتفاع حدود ۶ متر تا ۶۰ متر ساخته می‌شود. برج های تقطیر به دو صورت سینی دار و پر شده تولید می‌شوند که به طور معمول در برج های سینی دار، درون برج سینی‌هایی وجود دارد و فرآیند تقطیر روی این سینی‌ها انجام می‌شود.

نوع چیدمان، اندازه و تعداد انواع سینی ها در برج تقطیر به نوع موادی که قرار است جدا شوند، بستگی دارد. در ضمن، مواد به‌کاررفته در ساخت برج تقطیر بر اساس نوع آن متفاوت است، ولی معمولا این برج را با استفاده از ورق استیل ۳۱۶ می‌سازند؛ از این رو هنگام ساخت برج نیاز به استعلام قیمت ورق استیل داریم.

۲. سیستم جوشنده

کار این سیستم، تامین حرارت برج تقطیر است و معمولا در انتهای برج و در کنار آن قرار می‌گیرد. سیستم جوشنده در برج های سینی دار نیز به عنوان سینی در برج استفاده می‌شود.

۳. چگالنده

وظیفه این قسمت، تبدیل بخار خروجی از برج به مایع است؛ فرآیندی که چگالش یا معیان نام دارد و توسط دستگاهی موسوم به چگالنده انجام می‌شود. دو نوع چگالنده وجود دارد؛ چگالنده کامل و چگالنده جزئی.

اگر تمام بخارهای بالای برج تبدیل به مایع شود، به طوری که یک قسمت وارد مخزن شده و قسمت دیگر به برج بازگردد، میعان کامل اتفاق می‌افتد. اگر بخشی از آن به صورت مایع به برج برگردد و قسمت دیگر به صورت بخار از کندانسور تخلیه شود، میعان جزئی اتفاق می‌افتد.

۴. اجزای جانبی برج تقطیر

برج تقطیر علاوه‌بر اجزای اصلی شامل اجزای جانبی نیز می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• پمپ: از پمپ‌ها برای فرستادن مایعات با گرانروی بالا یا فرستادن مایعات به ارتفاعات استفاده می‌شود.
• ریبویلرها: ریبویلرها به منظور دریافت بخار و گرم کردن برج استفاده می‌شوند. ریبویلرهای نوع «پوسته و لوله» معروف‌ترین و کاربردی‌ترین ریبویلرها به شمار می‌روند. مایعی که در پایین برج انباشته می‌شود، توسط ریبویلر گرم شده و پس از تبخیر به بالای برج می‌رود.
• انواع جداسازها: از جداسازها برای جدا کردن فازهای مخلوط‌شده با هم استفاده می‌شود و عمدتا اختلاف چگالی برای این عمل به کار می‌رود.
• نازل: محل برخورد لوله‌های ورودی و خروجی به برج، نازل نامیده می‌شود.
• رفلاکس درام: این بخش برای جمع‌آوری و نگهداری محصولات با دمای پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد.

انواع برج تقطیر کدامند؟

برج‌های تقطیر را می‌توان به دو نوع برج تقطیر سینی دار و برج تقطیر پر شده، تقسیم کرد. نوع سینی دار، خود، به چند دسته تقسیم می‌شود که ما در این بخش به توضیح همه آن‌ها می‌پردازیم:

۱. برج تقطیر سینی دار

این برج یکی از انواع برج های تقطیر در پالایشگاه است که جداسازی را به صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌دهد. یکی از این فرآیندها، جداسازی و تصفیه روغن است که طی آن، گرمای لازم برای رساندن مواد به دمای جوش منبع فراهم می‌شود. برج های سینی دار خود نیز به ۴ دسته تقسیم می‌شوند:

برج تقطیر سینی دار دریچه ای

این برج از صفحات سوراخ‌دار ساخته شده است که هر سوراخ به یک صفحه کوچک متحرک مجهز می‌شود و شکل این سوراخ‌ها نیز مستطیلی یا مدور است. در جریان بخار کم، صفحه‌ای دریچه‌ای روی سوراخ را می‌پوشاند تا از چکیدن مایع از آن جلوگیری کند.

این دریچه‌ها به دو صورت متحرک و ثابت ساخته می‌شوند. با افزایش جریان بخار، دریچه‌ها به صورت عمودی و در امتداد هم به سمت بالا حرکت خواهند کرد؛ عملیاتی که مجرا را برای عبور بخار آماده می‌کند. یکی از مزیت‌های این سینی، قیمت بسیار مقرون‌به‌صرفه آن است.

برج تقطیر سینی دار غربالی

یکی دیگر از انواع برج تقطیر، برج سینی دار غربالی است. این برج به گونه‌ای عمل می‌کند که بخار از منافذ آن عبور کرده و به صورت حباب وارد مایع روی سینی می‌شود. قیمت برج سینی دار غربالی نیز مقرون به‌صرفه بوده و افت فشار کمی هم دارد؛ همین موارد باعث شده است که تقاضای زیادی داشته باشد.

برج تقطیر سینی‌ دار فنجانی

این نوع برج از صفحات مشبکی ساخته می‌شود که هر سوراخ آن توسط لوله‌ای که گاز را به سمت بالا هدایت می‌کند، احاطه شده و یک فنجان وارونه بالای آن قرار می‌گیرد. این مدل یکی از انواع برج‌های تقطیر در پالایشگاه‌ها به شمار می‌رود و در آن لایه‌ای از مایع روی سینی باقی می‌ماند؛ گاز خروجی که معمولا در پایین فنجان‌ها قرار دارد، باید از این لایه عبور کند. این نوع برج که در جریان‌های گاز بسیار کم عملکرد خوبی دارد و مایع از سوراخ‌های سینی آن نشت نمی‌کند، برای تولید روغن کاربرد دارد.

برج تقطیر سینی دار کلاهک دار

در این برج، قدرت جداسازی با تعداد سینی‌ها تعیین خواهد شد؛ یعنی هر چه تعداد انواع سینی های برج تقطیر بیشتر باشد، نوع انتقال ماده و قدرت جداسازی آن‌ها متفاوت‌تر است. قطر برج و فاصله بین سینی به مقدار مایع و گاز عبوری از سینی در واحد زمان بستگی دارد.

سینی های این برج هر کدام یک مرحله از تفکیک را انجام می‌دهند، زیرا فاز گاز و مایع در کنار یکدیگر در سینی قرار دارند و امکان انتقال فاز مایع به فاز گاز در هر سینی و بالعکس وجود دارد. عملکرد و راندمان انتقال را می‌توان با افزایش تماس سطح مشترکِ بین دو فاز افزایش داد.

۲. برج های تقطیر پرشده

در این برج تقطیر، عمل جذب به عنوان بخشی از فرآیند تقطیر صورت می‌گیرد. نحوه کار برج تقطیر پرشده، برخلاف برج های سینی دار است و بخار از پایین برج و مایع از بالای برج خارج می‌شود. ارتفاع این برج نسبت به برج سینی دار کمتر است.

بازدهی در برج های پرشده به افت فشاری که در آن‌ها رخ می‌دهد، بستگی دارد و میزان جدا سازیِ بیشتری انجام می‌شود. این برج یکی از معروف ترین انواع برج تقطیر است که می‌توان از آن در بازیافت روغن استفاده کرد.

تفاوت بین انواع برج تقطیر

با وجود شباهت‌هایی که در نحوه کار این دو برج وجود دارد، می‌توان به تفاوت‌های آن‌ها نیز اشاره کرد:

• برج سینی دار، از طریق سوراخ‌هایی که در فاصله معینی قرار دارند، جرم را بین فازها انتقال می‌دهد. این عمل باعث سهولت در فرآیند تقطیر می‌شود، اما در برج پرشده سینی وجود ندارد و همه آن را برج تشکیل داده است.
• راندمان برج تقطیر پرشده کمتر از برج سینی دار است؛ زیرا گاز از پایین و مایع از بالا در برج سینی دار جریان پیدا می‌کند. اما در برج پر شده به دلیل نوسان در توزیع، بخشی از قسمت‌ها خشک می‌شود؛ بنابراین راندمان پایین می‌آید.

اصطلاحات رایج در برج تقطیر

هنگام کار با برج تقطیر پالایشگاه باید با برخی از اصطلاحات آشنا باشید تا بتوانید با دستگاه کار کنید. برخی از اصطلاحات رایج عبارتند از:

۱. خوراک

مخلوطِ مایعات یا گازهایی را که وارد برج تقطیر می‌شوند، خوراک می‌نامند. محل ورودی خوراک در نقطه مشخصی از برج است و به دما و شرایط فیزیکی خوراک بستگی دارد. برج سینی دار از یک سینی خوراک تشکیل شده است که خوراک مایع به همراه مایع ورودی از بالا، داخل آن می‌شوند. اما خوراک گازی از زیر سینی خوراک وارد می‌شود. ابتدا جداسازی مخلوط گاز و مایع صورت می‌گیرد و سپس آن‌ها وارد برج می‌شوند.

۲. محصول بالاسری و محصول ته مانده

محصولی که از بالای برج خارج می‌شود و جزئی که نقطه جوش کمی دارد را حمل می‌کند، محصول بالاسری نامیده می‌شود. ولی ماده حذف شده از پایین برج که سرشار از اجزای سنگین با نقطه جوش بالاتر است، محصول ته‌مانده نام دارد.

۳. نسبت بازگشتی

به نسبت مایع برگشتی درون برج به مایع یا بخارِ خارج‌شده از برج، نسبت برگشتی (R) می‌گویند. وقتی نسبت برگشتی زیاد باشد، تعداد سینی‌های مورد نیاز کاهش پیدا می‌کند، اما سطح حرارت مورد نیاز و مقدار مایع و بخار در سطح مقطع برج افزایش می‌یابد.

مقدار بالای نسبت بازگشت، به معنی بازگشت تمام محصولات به برج و کم بودن طول برج و مراحل است. R کمتر نیز، تعداد کم مراحل و طول برج و ناقص بودنِ عمل تفکیک را نشان می‌دهد. مقدار مناسب R بین حداقل و حداکثر این دو حالت قرار دارد.

خرید تجهیزات برای ساخت برج تقطیر از آیرومارت

همان‌طور که عنوان کردیم، ورق استیل یکی از مهم‌ترین تجهیزات برای ساخت برج تقطیر است. شما می‌توانید برای استعلام قیمت ورق استیل ۳۰۴ و سایر مقاطع فولادی به صورت آنلاین یا تلفنی، از طریق سایت آیرومارت اقدام کنید.

شرکت نفت آهن پاسارگاد با برند تجاری آیرومارت، بیش از سه دهه است که در بازار آهن آلات فعالیت دارد و با برخورداری از زیرساخت‌های لازم از جمله انباری به مساحت ده هزار متر مربع در شورآباد تهران، آماده ارسال سریع مقاطع به سراسر کشور است.

آیرومارت همواره در تلاش است تا انواع مقاطع فولادی را بهترین کیفیت و قیمت رقابتی از کارخانجات معتبر کشور تهیه کرده و به دست مشتریان گرامی برساند. جهت کسب اطلاعات بیشتر و دریافت مشاوره خرید، با شماره ۰۲۱۴۵۳۰۶ تماس بگیرید.