up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله تقطير PDF
QR code - تقطير

تقطير

تقطير و برج تقطير

منظور از تقطير، در واقع جداسازي فيزيکي برش هاي نفتي در پالايشگاه است که اساس آن اختلاف در نقطه جوش هيدروکربن هاي مختلف است است.هرچه هيدروکربن ،سنگين تر باشد ، نقطه جوش آن زيادتر است و بلعکس.
انواع تقطير عبارتند از: 1-تقطير تبخير ناگهاني 2- تقطير با مايع برگشتي 3-تقطير نوبتي 4-تقطير مداوم.
1-تقطير تبخير ناگهاني:
دراين نوع تقطير،خطوطي از مواد نفتي که قبلاً در مبدل هاي حرارتي و يا کوره گرم شده اند، بطورمداوم به ظرف تقطير وارد مي شوند و تحت شرايط ثابت، مقدار ي ازآنها بصورت ناگهاني تبخير ميشوند. بخارهاي حاصل بعد ازميعان ومايع باقي مانده درپايين برج بعدازسردشدن بصورت محصولات تقطيرجمع آوري ميشوند.عيب اين نوع تقطير،خلوص بسيارکم محصولات است.
2-تقطير با مايع برگشتي:
اگر در روش 1 بخار حاصل را بعد از مايع کردن دوباره به داخل برج برگردانيم -اين مايع،مايع برگشتي خوانده مي شود-. تقطير با مايع برگشتي خوانده ميشود. در اين روش مايع برگشتي با بخارات در حال صعود در تماس قرار داده مي شود تا انتقال ماده و انتقال حرارت، صورت گيرد.از آنجا که مايعات در داخل برج در نقطه جوش خود هستند،پس در هر تماس از بخار،تبديل به مايع مي شودو بلعکس.
در نهايت تماس ها منجر به فراهم آمدن بخاري اشباع از هيدرو کربن ها با نقطه جوش کم و مايعي اشباع از مواد نفتي با نقطه جوش زياد ميباشد.
دراين روش، بخاطر استفاده از تماس بخار و مايع ميتوان محصولات مورد نياز را با هر درجه خلوص توليد کرد،البته به شرط اينکه به مقدار کافي مايع بر گشتي وسيني در برج موجود باشد . ابزار ما براي تغيير درجه جوش در اين روش مقدار مايع برگشتي و يا تعداد سيني هاي داخل برج مي باشد.
بايد به اين نکته توجه کرد که با افزايش مايع برگشتي به منظور افزايش درجه خلوص به همان مقدار مصرف سوخت نيز بالا مي رود، چون اين از نظر اقتصادي براي ما بصرفه نيست، تعداد سيني ها را در برج افزايش مي دهيم.
3- تقطير نوبتي:
اين نوع تقطير در قديم بسيار متداول بوده، ولي امروز بعلت نياز نيروي انساني و ضرورت ظرفيت زياد ، اين روش کمتر مورد توجه قرار ميگيرد . اين روش صرفاً در صنايع دارويي و رنگ و مواد آرايشي و مواد مشابه بکار برده ميشود و در صنايع پالايش نفت در موارد محدود مورد استفاده قرار مي گيرد.بنابراين در موارد زير،تقطير نوبتي از نظر اقتصادي قابل توجه ميباشد:
1- تقطيردر مقياس کم 2- ضرورت تغييرات زياد در شرايط خوراک محصولات مورد نياز3-استفاده نامنظم از دستگاه4-تفکيک چند محصولي5-عمليات توليد متوالي با فرآيند هاي مختلف.
4- تقطير مداوم:
امروز از اين روش به دليل اقتصادي بودن درتمام عمليات پالايش نفت استفاده مي شود.در اين روش براي يک نوع مخلوط ورودي مشخص و برش هاي تعيين شده شرايط عملياتي ثابت بکار گرفته مي شود. به همين علت در مقايسه با روش تقطير نوبتي به مراقبت و نيروي انساني کمتري احتياج دارد.
محصولات روش تقطير مداوم عبارتند از:
1- گاز اتان و متان بعنوان سوخت پالايشگاه 2-گاز پروپان و بوتان بعنوان گاز مايع و خوراک واحدهاي پتروشيمي 3- بنزين موتور و نفتهاي سنگين بعنوان خوراک واحد هاي تبديل کاتاليستي براي تهيه بنزين بادرجه آروماتيسيته بالاتر 4-حلال ها 5- نفت سفيد6- سوخت جت سبک و سنگين 7- نفت گاز 8- خوراک واحد هاي هيدرو کراکينگ و واحد هاي روغن سازي 9- نفت کوره و 10- انواع آسفالت ها.
در اين روش ابتدا نفت خام را تا حدود 400 گرم مي کنند تا بخاري داغ و مخلوطي سيال توليد کند که وارد برج تقطير مي شود. در اين برج بخارها بالا مي روند و درنقاط مختلف و درطول برج متراکم و به مايع تبديل مي شوند. اجزايي که نقطه جوش کمتري دارند(يعني فرار ترند)بيشتر از اجزايي که نقطه جوش بيشتري دارند ،به حالت گاز باقي مي مانند. اين تفاوت در گستره هاي نقطه جوش امکان مي دهد که اجزاي نفت از هم جدا شوند. به همان طريقي که در يک تقطير آب و الکل بطور جزئي از هم جدا مي شوند. بعضي از گاز ها مايع نمي شوند و از بالاي برج بيرون مي روند. باقي مانده تبخير نشده نفت نيز در ته برج جمع مي شوند.
برج هاي تقطير:
بطور کلي برج تقطير شامل 4 قسمت اصلي مي باشد:
1- برج 2-سيستم جوشاننده 3-سيستم چگالنده 4-تجهيزات جانبي شامل انواع سيستم هاي کنترل کننده ، مبدل هاي حرارتي مياني،پمپ ها و خازن جمع آوري محصول.
1- برج: برج هاي مورد استفاده در صنعت در 2 دسته اساسي زيرطبقه بندي مي شوند 1- برج هاي سيني دار 2- برج هاي پر شده .
1-1- برج هاي سيني دار ؛ اساساً در 4 دسته زير خلاصه مي شوند . الف: برج هاي سيني دار از نوع کلاهک هاي (فنجاني) ب: برج سيني دار از نوع غربالي پ : برج سيني دار از نوع در يچه اي ت: برج سيني دار از نوع فوراني .
طرز کار يک برج سيني دار: بطور کلي فرآيند هايي که در يک برج سيني دار اتفاق مي افتد، عمل جداسازي مواد است.در فرآيند تقطير منبع حرارتي (جوشاننده)،حرارت لازم راجهت انجام عمل تقطيرو تفکيک مواد سازنده يک محلول تأمين مي کند . بخار بالا رونده از برج با مايعي که از بالاي برج بسمت پايين حرکت مي کند ، بر روي سيني ها تماس مستقيم پيدا مي کنند.اين تماس باعث افزايش دماي مايع روي سيني مي شود و در نهايت باعث نزديک شدن دماي مايع به دماي حباب مي شود .با رسيدن مايع به دماي حباب به تدريج اولين ذرات بخارحاصل مي شود که اين بخارات غني از ماده فرار (ماده اي که از نقطه جوش کمتر يا فشار بالاتري برخوردار است) مي باشد.ازطرف ديگردر فاز بخار مواردي که از نقطه جوش کمتري برخوردار هستند تحت عمل ميعان قرار گرفته و بصورت فاز مايع به سمت پايين برج حرکت مي کند. مهمترين عملکرد يک برج ايجاد سطح تماس مناسب بين فازهاي بخار و مايع است. هرچه سطح تماس افزايش يابد عمل تفکيک با راندمان بالاتري صورت مي گيرد.
2- سيستم جوشاننده: جوش آورها عموماً در قسمت انتهاي برج و کنار آن قرار داده مي شوند و وظيفه تأمين حرارت يا انرژي لازم را براي انجام عمل تقطير به عهده دارند. معمولاً بعنوان يک مرحله تعادلي درعمل تقطير و بعنوان يک سيني در برج هاي سيني دار در نظر گرفته مي شوند.
انواع جوش آور ها عبارتند از: 1- ديگ هاي پوشش 2-جوش آورهاي داخلي3-جوش آور نوع Kettle 4-جوش آور ترموسيفوني عمودي 5-جوش آورترمو سيفوني افقي 6- جوش آور نوع سير کلاسيون اجباري.
3-سيستم چگالنده:
نقش چگالنده اساساً تبديل بخارهاي حاصل از عمل حرارت دهي به مخلوط،به مايع است. اين امردر اصطلاح ميعان يا چگالش ناميده مي شود و دستگاهي که اين عمل در آن رخ مي دهد چگالنده نام دارد. بطور کلي چگالنده ها به 2 نوع تقسيم مي شوند؛
1-چگالنده هاي کامل 2-چگالنده هاي جرئي.
در صورتي که تمام بخار بالاي برج به مايع تبديل شود و بخشي از آن وارد برج شده و بخشي ديگر آن وارد مخزن جمع آوري محصول مي گردد عمل ميعان کامل انجام شده است. اما اگر بخشي از بخارهاي حاصل مايع شده و بخشي ديگر بصورت بخار از چگالنده خارج شود به آن يک چگالنده جزئي گفته مي شود.
حال به بررسي انواع برج هاي نام برده در بالا خواهيم پرداخت.
1- برج هاي تقطير با سيني کلاهدار(کلاهکي):
در اين نوع برج ها ، تعداد سيني ها در مسير برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکيک بستگي دارد. قطر برج و فاصله ميان سيني ها به مقدار مايع و گازي که در واحد زمان از يک سيني مي گذرد وابسته است ،از آنجاييکه روي هر يک از سيني ها تغيير فاز رخ مي دهد هر يک از اين سيني ها يک مرحله تفکيک تلقي مي شوند. براي اينکه بازدهي انتقال ماده در هر سيني به بيشترين حد برسد بايد زمان تماس ميان دو فاز و سطح مشترک آنها به بيشترين حد ممکن برسد.
بخش هاي مختلف برج تقطير با سيني کلاهدار:
بدنه و سيني ها: جنس بدنه معمولاً از فولاد ريخته است و جنس سيني ها از چدن.فاصلۀ سيني ها را معمولاً با توجه به شرايط طراحي، درجه خلوص و بازدهي کار جدا سازي انتخاب مي کنند.با بيشتر شدن قطر برج، فاصلۀ بيشتري براي سيني ها در نظر گرفته مي شود.
سرپوش ها يا کلاهک ها:جنس آنها از چدن مي باشد و نوع آنها با توجه به نوع تقطير انتخاب مي شود و تعدادشان در هر سيني به بيشترين حد مجاز عبور گاز از سيني بستگي دارد.
موانع يا سدها: براي کنترل بلندي سطح مايع روي سيني به هر سيني سدي به نام ويير Wier قرارمي دهند تا از پايين رفتن سطح مايع از حد معيني جلو گيري کند. بلندي سطح مايع درون سيني بايد چنان باشد که گازهاي بيرون آمده ازشکافهاي سرپوش ها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بيشترين حدممکن برسد. اثر افزايش زمان گذشتن حباب ازمايع، زمان تماس گاز و مايع زياد شده، بازده سيني ها بالا مي رود.
2-برج هاي تقطير با سيني مشبک (غربالي):
در اين نوع برج ها ، اندازه مجراها يا شبکه ها بايد چنان تعيين شود که فشار گاز بتواند گاز را از مايع با سرعتي مناسب عبور دهد. عامل مهّمي که دربازده اين سيني ها مؤثر است، شيوه کارگذاري آنها در برج است اگراين سيني ها کاملاً افقي قرار نداشته باشند، بلندي مايع درسطح سيني يکنواخت نبوده و گذر گاز از همۀ مجرا ها يکسان نخواهد بود.
يک نکته قابل تأمل دراين نوع برج،خورندگي فلز سيني هاست چون براثر خورندگي ، قطر سوراخ ها زياد مي شود که در نتيجه مقدار زيادي بخار با سرعت کم از درون آن مجاري خورده شده گذر خواهد کرد.(مي دانيم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معيني کمتر گردد مايع از مجرا به سوي پايين حرکت کرده بازدهي کار تفکيک کاهش خواهد يافت).
3-برج هاي تقطير با سيني هاي دريچه اي:
اين نوع سيني ها مانند سيني هاي مشبک هستند با اين اختلاف که دريچه اي متحرک روي اين مجرا را گرفته است.در صنعت نفت دو نوع از اين سيني ها بکار ميروند:
1-انعطاف پذير: همانطور که از نام آن بر مي آيددريچه ها مي توانند بين دو حالت خيلي باز يا خيلي بسته حرکت کنند.
2- صفحات اضافي: دراين نوع سيني ها دو دريچه يکي سبک که درکف سيني قرار مي گيرد و ديگري سنگين که برروي سه پايه اي قرارگرفته، تعبيه شده است. هنگاميکه بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت درمي آيدواگر مقدار بخار از حد معيني بيشتر باشد ، هردو دريچه حرکت مي کنند.
4- برج هاي انباشته(پر شده):
دربرج هاي انباشته، به جاي سيني ازتکه ها يا حلقه هاي انباشتي استفاده ميشود.در برج هاي انباشته حلقه ها يا تکه هاي انباشته بايد به گونه اي انتخاب شوند که دو هدف زير را عملي کنند:
1-ايجاد بيشترين سطح تماس ميان مايع و بخار 2-ايجاد فضاي مناسب براي گذاشتن سيال از بستر انباشته.
مواد انباشتي بايد داراي تمايل ترکيب با سيال درون برج نباشند و نيز بايد به اندازه کافي مستحکم باشندتا براثراستفاده شکسته نشود و تغييرشکل ندهند
اين را هم بدانيم که مواد انباشتي را به 2 روش درون برج قرار مي دهند:
1-پرکردن منظم : ازمزاياي اين نوع پرکردن،کمتربودن افت فشاراست که درنتيجه حجم بيشر مايع را ازآن گذراند.
2-پرکردن نامنظم : از مزاياي اين نوع پر کردن ،ميتوان به کم هزينه بودن آن اشاره کرد ولي افت فشار بخار درگذر برج زياد خواهد بود.
مقايسه برج هاي انباشته با برج هاي سيني دار:
دربرج هاي انباشته عموماً افت فشار نسبت به برج هاي سيني دار کمتر است ولي اگردر مايع ورود برج ،ذرات معلق باشد ،برج هاي سيني دار بهتر عمل مي کنند.زيرا در برج هاي انباشته ،مواد معلق ته نشين شده وسبب گرفتگي و برهم خوردن جريان مايع مي گردد.
اگر برج بيش ازحدمتوسط باشد، برج سيني دار بهتر است زيرا اگر در برج هاي انباشته قطر برج زياد باشد تقسيم مايع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده يکنواخت نخواهد بود. در برج هاي سيني دار ميتوان مقداري از محلول را به شکل فرآيندهاي کناري از برج بيرون کشيد، ولي در برجهاي انباشته اين کار شدني نيست.کارهاي تعميراتي در درون برج هاي سيني دارآسانتر انجام مي گيرد.تميز کردن برج هاي انباشته ، از آنجا که بيش از هر چيز آنها را خالي کرده و بعد آنها را تميز نماييم ، بسيار پرهزينه خواهد بود.

تقطير ، جداسازي مواد اجزاي سازنده يک محلول با روش تبخير و تراکم است. اطلاعات اوليه روش جداسازي مواد اجزاي سازنده يک محلول گوناگونند. يکي از اين روش‌ها ...

●ديد کلي تقطير ، در واقع ، جداسازي فيزيکي برشهاي نفتي است که اساس آن ، اختلاف در نقطه جوش هيدروکربنهاي مختلف است. هر چه هيدروکربن سنگينتر باشد، نقطه ج ...

بطور کلي برج تقطير شامل 4 قسمت اصلي مي باشد: 1. برج (Tower) 2. سيستم جوشاننده (Reboiler) 3. سيستم چگالنده (Condensor) 4. تجهيزات جانبي شامل: انواع سيس ...

ديد کلي در اينجا ، منظور از تقطير ، در واقع جداسازي فيزيکي برشهاي نفتي در پالايشگاه است که اساس آن اختلاف در نقطه جوش هيدروکربنهاي مختلف است. هر چه هي ...

● نگاه کلي شيميدان آلي باتجربه به ندرت واکنش هايي را مي يابد که فقط محصول (يا محصولات)مورد نظرش را توليد کند.علت اين عمل آن است که در مخلوط واکنش همرا ...

▪ تقطير جزء به جزء مخلوطهاي دو جزئي و چند جزئي هدف از تقطير ، جداسازي خوراک به بخارهايي از محصولات تقريبا خالص است در تقطير سيستم هاي دو جزئي ، درجه خ ...

● اطلاعات کلي آمونياک ، مهمترين ترکيب هيدروژنه ازت بوده ، در طبيعت از تجزيه مواد آلي ازت دار حاصل مي گردد. اين ماده ، گازيست بي رنگ با مزه فوق العاده ...

آب طبيعي به علت خاصيت حل کنندگي خوبي که دارد معمولا داراي حجم بالايي از نمکهاي محلول در آب مي شود. CO۲ هوا به خاطر انحلال در آب و توليد اسيد کربنيک ضع ...

دانلود نسخه PDF - تقطير