مروری بر شرح فرآیند تقطیر

گردآورنده: مجید رعایایی_ علی پورفراهانی

شرکت صنایع پاک فن بخار_ شرکت پاک انرژی فیدار

اولین و مهمترین عملی که بر روی نفت خام صورت می گیرد فرآیند تقطیر می باشد. تقطیر فرآیندی است که بر اساس فاصله نقطه جوش مواد انجام می شود.
نفت خام پس از آنکه از مخازن نفت استخراج شد به دلیل داشتن مواد زائد ابتدا باید تمیز شود که به آن شیرین سازی گویند. نفت به دلیل داشتن نمک های معدنی مانند:سیلیس،سدیم،سولفات ها،اکسید آهن.
این مواد در نفت به فرم محلول می باشند ولی باید میزانی داشته باشد. زیرا اگر از حد معینی بیشتر شوند بهره برداری از آن ها کار بسیار دشواری می باشد. اگر از 4 کیلوگرم در هر 1000 بشکه بیشتر شود دیگر نمی توان از آن نفت استفاده کرد. چرا باید رسوبات نفت گرفته شوند؟ زیرا این رسوبات در هنگام عبور از لوله ها و تاسیسات باعث خوردگی آن ها می شوند و باید نمک آن ها را جدا کرد که به این فرآیند نمک زدایی گویند

نمک زدایی:
ابتدا آب را با نفت مخلوط کرده و آنگاه آب با نمک های موجود در نفت حل می شوند و این نمک ها در آب حل شده . حال نفت را در یک مخزن قرار داده که به دو صورت عمل می کند:یکی اینکه با استفاده از جدا کردن نفت از آب می توان نمک های موجود در نفت را از آن گرفت. دیگر اینکه با استفاده از جریان برق که یک میدان با پتانسیل الکتریکی ایجاد می شود را درست کرده و یک خاصیت شکنندگی در آن به وجود می آورد.

تقطیر
بعد از جدا کردن رسوبات از نفت حالا نوبت فرآیند تقطیر می باشد. ولی برای تقطیر نفت خام دو نوع تقطیر وجود دارد یکی تقطیر اتمسفری و دیگری تقطیر خلاء می باشد.

برج تقطیر

بطور کلی برج تقطیر شامل 4 قسمت اصلی می باشد:
1٫ برج (Tower)
2٫ سیستم جوشاننده (Reboiler)
3٫ سیستم چگالنده (Condensor)
4٫ تجهیزات جانبی شامل: انواع سیستم های کنترل کننده، مبدل های حرارتی میانی، پمپ ها و مخازن جمع آوری محصول.

• برج (Tower)
بطور کلی برج هایی که در صنعت جهت انجام عمل تقطیر مورد استفاده قرار می گیرند، به دو دسته اساسی تقسیم می شوند:
1٫ برجهای سینی دار (tray Towers)
2٫ برجهای پرشده (Packed Towers)
برج های سینی دار بر اساس نوع سینی های به کاررفته در آن به 4 دسته تقسیم می شوند:
1٫ برجهای سینی دار از نوع کلاهکی (فنجانی) (Bubble Cap Towers)
2٫ برجهای سینی دار از نوع غربالی (Sieve Tray Towers)
3٫ برجهای سینی دار از نوع دریچه ای(Valve Tray Towers)
4٫ برجهای سینی دار از نوع فورانی (Jet Tray Towers)
هر کدام از انواع برج های مذکور دارای مزایا و معایبی هستند که در بخشهای بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت.

طرز کار یک برج سینی دار
بطور کلی فرآیندی که در یک برج سینی دار اتفاق می افتد، عمل جداسازی مواد است. همانطور که ذکر شد فرآیند مذکور به طور مستقیم یا عیرمستقیم انجام می پذیرد.
در فرآیند تقطیر منبع حرارتی (Reboiler)، حرارت لازم را جهت انجام عمل تقطیر و تفکیک مواد سازنده یک محلول تأمین میکند. بخار بالارونده از برج با مایعی که از بالای برج به سمت پایین حرکت می کند، بر روی سینی ها تماس مستقیم پیدا می کنند. این تماس باعث ازدیاد دمای مایع روی سینی شده و در نهایت باعث نزدیک شدن دمای مایع به دمای حباب می گردد. با رسیدن مایع به دمای حباب به تدریج اولین ذرات بخار حاصل می شود که این بخارات غنی از ماده فرار (ماده ای که از نقطه جوش کمتری و یا فشار بالاتری برخوردار است) می باشد.از طرفی دیگر در فاز بخار موادی که از نقطه جوش کمتری برخوردار هستند، تحت عمل میعان قرار گرفته و بصورت فاز مایع به سمت پایین برج حرکت می کند. مهمترین عملکرد یک برج ایجاد سطح تماس مناسب بین فازهای بخار و مایع است. هر چه سطح تماس افزایش یابد عمل تفکیک با راندمان بالاتری صورت میگیرد. البته رژیم جریان مایع بر روی سینی نیز از جمله عوامل مهم بر عملکرد یک برج تفکیک می باشد.