عمود التقطير

أنواع أعمدة التقطير

عمود التقطير هو فاصل رأسي صناعي الحجم يستخدم عملية التقطير لفصل خلائط السوائل إلى مكوناتها. يتكون العمود عادةً من صوانٍ أو صفائح متعددة تعمل كنقاط فصل لتعزيز تكثيف وتبخير السوائل. هناك عدة أنواع من أعمدة التقطير بناءً على كيفية عملها.

• أعمدة التقطير مع برميل التدفق العكسي

  يُجمع برميل التدفق العكسي في القسم العلوي من عمود التقطير السوائل المقطرة وبعض البخار، والذي يُكثّف بعد ذلك إلى شكل سائل مرة أخرى. يلعب برميل التدفق العكسي في عمود التقطير الحديث دورًا مهمًا في التحكم في درجة حرارة العمود.

• أعمدة التقطير ذات المُبخّر الخارجي

  بشكل عام، تُستخدم عناصر التدفئة الكهربائية أو البخار أو الماء الساخن في المُبخرات الخارجية لغلي السوائل. يمكن للمُبخّر الخارجي أن يُجعل السائل يتصرف مثل السائل المغلي في عمود التقطير.

• أعمدة التقطير ذات المُبخّر الداخلي

  يتم تركيب المُبخّر الداخلي في قاعدة عمود التقطير. يقوم بتسخين السوائل المُغذية بشكل مباشر ويُجعلها تغلي. يمكن أن يكون مصدر الحرارة المستخدم في المُبخرات الداخلية هو البخار أو مُبدلات الحرارة أو السخانات الكهربائية.

• عمود التقطير بالتفريغ

  يفصل عمود التقطير بالتفريغ الخلائط تحت ظروف فراغ، مما يؤدي إلى انخفاض نقاط الغليان. وبالتالي، يتم منع التدهور الحراري في المركبات الحساسة. يُستخدم عمود التقطير بالتفريغ بشكل شائع في صناعة البتروكيماويات لمعالجة النفط الخام إلى بنزين وقود الديزل والوقود النفاث القيمة.

• عمود التقطير الكسري

  لا يقتصر عمود التقطير الكسري على فصل الخلائط السائلة المتعددة، بل يُنقيها أيضًا في وقت واحد. يتضمن العمود أعمدة بسيطة ذات حشو وأعمدة سميكة ذات صفائح. تُفصل أعمدة التقطير الكسري مكونات مثل الهيدروجين والميثان والنيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وغيرها من الخلائط الغازية.

المواصفات والصيانة

تشمل مواصفات عمود التقطير الأساسية المادة والقطر والارتفاع ونوع الحشو وطرق تغير الطور والوزن وتحمل درجة الحرارة وتحمل الضغط وأي ميزات إضافية.

• المواد: تُبنى الأعمدة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني أو الزجاج أو سبائك أخرى. يُوفر الفولاذ المقاوم للصدأ لعمود التقطير مقاومة كيميائية ومتانة. تُستخدم مواد السبائك لتحمل درجات الحرارة العالية.
• الحجم: يُشير القطر والارتفاع إلى حجم العمود. تُحدد الأبعاد حجم العمود.
  تبلغ الارتفاعات النموذجية بين 1.5 و3 أمتار. عادةً ما يتراوح القطر بين 0.3 و1 متر. تُستخدم أعمدة التقطير الأكبر للأغراض الصناعية. تعمل الأعمدة الأصغر للأغراض المختبرية.
• الحشو: يمكن أن يكون للعمود حشو عشوائي أو حشو مُنشأ أو لا يكون به حشو على الإطلاق. تميل الأعمدة ذات الحشو المُنشأ إلى أن تكون أكثر فعالية.
• طرق تغير الطور: يعمل العمود من خلال التبخير-التكثيف أو الاستخلاص السائل-السائل.
• درجات الحرارة: يمكن أن تُقاوم درجة حرارة العمود من -50 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية. تُستخدم الأعمدة ذات درجات الحرارة المنخفضة للكسور المنخفضة. تعمل الأعمدة ذات درجات الحرارة العالية للغازات والسوائل ذات نقاط الغليان العالية.
• الضغوط: يعمل العمود تحت ضغط طبيعي أو ضغط فراغ. تعمل الأعمدة ذات الفراغ عند نقاط غليان منخفضة. تُنتج سوائل ذات جودة أفضل.
• منافذ الإضافة: بعض الأعمدة تحتوي على منافذ إضافة لردود الفعل. تحتوي بعض الأعمدة أيضًا على منفذ تدفق عكسي.
• الوزن: يمكن أن يبلغ وزن عمود التقطير الصغير حوالي 100 كيلوغرام. يمكن أن يبلغ وزن عمود كبير أكثر من 10,000 كيلوغرام. يعتمد وزن العمود على الحجم والمادة.

الصيانة

يُطلب تنظيف عمود التقطير بشكل دوري للحفاظ على وظيفته. يجب تنظيف العمود بعد كل دفعة. هناك طريقتان لتنظيف عمود التقطير.

• التنظيف في الموقع: لا تُفكك هذه الطريقة العمود. تُقلل من الوقت والتكلفة. يتم تنظيف العمود من خلال مذيبات التدفق العكسي والغسيل.
• التنظيف أثناء التفكيك: تتطلب تنظيف المكونات الفردية للعمود. طريقة شاقة لكنها فعالة.

تشمل مكونات العمود حلقات التغذية والمُبخرات والمكثفات وأعمدة الصوان وفلاتر الاصطدام. يمكن تنظيفها بمحلول قلوي مخفف. يتم رش المخفف على الأجزاء أثناء تجميعها. تشمل طرق التنظيف الكيميائية الأخرى طريقة التخليل بالإسمنت وطريقة شطف IPA.

يجب تنظيف عمود التقطير بشكل منتظم إذا كان به حشو مُنشأ أو عشوائي. ستعتمد تواتر التنظيف على نوع الملوثات.

يجب تنظيف العمود كيميائيًا. يمكن لشركات التنظيف المتخصصة تقديم هذه الخدمة. يمكن تنظيف العمود الثابت أو المحشو باستخدام الثلج الجاف أو ثلج CO2.

بشكل عام، يُعد تنظيف عمود التقطير عملية معقدة وفنية. توفر الشركات المصنعة تعليمات لتنظيف العمود.

السيناريوهات

له عمود التقطير العديد من التطبيقات المفيدة في مختلف الصناعات. فيما يلي بعضها.

• صناعة البتروكيماويات

  في صناعة البتروكيماويات، تُساعد أعمدة التقطير الكسري على فصل النفط الخام إلى منتجات متنوعة مثل البنزين والديزل والكاز وغيرها من المواد الخام الكيميائية.

• تصنيع المواد الكيميائية

  تُستخدم شركات تصنيع المواد الكيميائية أعمدة التقطير لفصل وتنقية المواد الكيميائية مثل المذيبات والأحماض والكحول والمواد العطرية، من بين أمور أخرى.

• معالجة الأغذية والمشروبات

  تلعب أعمدة التقطير دورًا رئيسيًا في إنتاج المشروبات الكحولية مثل الويسكي والفودكا والجين والرم. تُستخدم أيضًا في استخراج الزيوت الأساسية من الأعشاب والتوابل والنباتات.

• إنتاج الأدوية

  تُستخدم شركات تصنيع الأدوية أعمدة التقطير لتنقية المذيبات وإزالة الشوائب ولفصل المكونات الدوائية الفعالة (API) من خلائط التفاعل.

• معالجة المياه

  تُستخدم أعمدة التقطير في محطات تحلية المياه لتحويل مياه البحر أو المياه المالحة إلى مياه عذبة عن طريق إزالة الملح والشوائب الأخرى من خلال التقطير بتكثيف البخار.

• صناعة العطور

  تُوظف صناعة العطور أعمدة التقطير لتنقية وعزل المركبات العطرية ومكونات العطور المستخدمة في العطور والكولونيا.

• التعدين والمعدنية

  في صناعة التعدين، تُساعد أعمدة التقطير على فصل المعادن القيمة مثل الزنك والنحاس والرصاص والذهب من خامات المعادن وعمليات التعدين.

• إنتاج الطاقة

  تُستخدم أعمدة التقطير في إنتاج وقود الديزل الحيوي، حيث تُساعد على تنقية و فصل إسترات الميثيل للأحماض الدهنية (FAME) من الجلسرين وغيرها من المنتجات الثانوية.

كيفية اختيار أعمدة التقطير

يجب على مشتري الأعمال مراعاة العديد من العوامل عند اختيار عمود تقطير للبيع.

• تحليل احتياجات العمل

  يجب على مشتري الأعمال أولاً فهم احتياجات عمله من خلال طرح العديد من الأسئلة. ما الذي يُريد فصله؟ هل هو التركيبة أو الخليط أو السائل؟ ما هو مستوى النقاء المطلوب؟ هل هو عالي أو متوسط ​​أو منخفض؟ كم يُريد معالجته؟ يجب أن يُحدد القدرة المطلوبة بناءً على الحجوم الحالية والنمو المستقبلي. ما هي الميزانية؟ يجب على المشتري فهم قيود الميزانية والبحث عن الأعمدة التي تُقدم أفضل قيمة في حدود الميزانية. بعد الإجابة على جميع هذه الأسئلة، سيحدد مشتري الأعمال أنواع أعمدة التقطير التي يجب مراعاتها.

• أنواع الأعمدة

  يجب على مشتري الأعمال مراعاة أنواع أعمدة التقطير التي تناسب احتياجات عمله. على سبيل المثال، إذا كان المشتري يبحث عن عمود لفصل خليط معقد من السوائل ذات نقاط الغليان القريبة، فيجب عليه اختيار عمود تقطير كسري. من ناحية أخرى، إذا كانت عملية المشتري تتطلب كفاءة فصل عالية عند درجات حرارة عالية، فيجب عليه التفكير في استخدام عمود تقطير زجاجي "1/2"".

• التصميم والميزات

  يجب على مشتري الأعمال مراعاة تصميم وميزات أعمدة التقطير التي تناسب عملياته. على سبيل المثال، يجب عليه مراعاة مادة العمود. يُعد عمود التقطير المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ متينًا ويمكنه تحمل العمليات القاسية. يُعد إنتاجية وكفاءة عمود التقطير من العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها. يجب أن يكون لعمود المشتري قدرة كافية لتلبية متطلبات المعالجة وتجنب الاختناقات. أيضًا، يجب أن تكون كفاءة فصل الأعمدة عالية لخفض التكاليف وتكبير الغلة.

• الامتثال لمعايير الصناعة

  يجب أن يلبي عمود التقطير معايير الصناعة المطبقة. في بعض الصناعات مثل المواد الكيميائية والأغذية، يجب أن يمتثل عمود التقطير لبعض معايير الجودة والسلامة. يجب على مشتري الأعمال التأكد من امتثال العمود لتجنب مخاطر الامتثال القانوني.

• سمعة المورد

  يجب على مشتري الأعمال اختيار مورد عمود تقطير ذو سمعة طيبة. سيكون لدى المورد منتجات عالية الجودة وخدمة ما بعد البيع جيدة. يجب على المشتري البحث في تاريخ المورد ومراجعات العملاء وخدمات الدعم. يمكنه أيضًا طلب توصيات من الشركات الأخرى في الصناعة.

أسئلة وأجوبة عن عمود التقطير

س1: ما هما نوعا التقطير الرئيسيان المُستخدمان في عمود التقطير؟

ج1: نوعا التقطير الرئيسيان هما تقطير الدفعة والتقطير المستمر. في تقطير الدفعة، يتم تسخين دفعة واحدة من المادة في أوانٍ مُغلية على مر الوقت، بينما تكون العملية غير مُنقطعة في التقطير المستمر.

س2: ما هي الخطوات الرئيسية الثلاث لعملية التقطير في عمود التقطير؟

ج2: الخطوات الرئيسية الثلاث لعملية التقطير هي تسخين الخليط لغلي المكونات الأكثر تقلبًا، وفصل الأبخرة عن طريق التقطير الكسري باستخدام عمود فصل، وتكثيف المُقطّر إلى سائل.

س3: ما هي مزايا عمود التقطير على وعاء التقطير؟

ج3: يتمتع عمود التقطير بكفاءة فصل محسنة بسبب مراحله المتعددة الصغيرة للتقطير. يسمح للمواد بالتدفق من خلاله بشكل مُستمر، مما يجعله نظامًا مناسبًا للإنتاج على نطاق واسع. يُنتج العمود أيضًا كمية أكبر من المُقطّر.

س4: ما هي الأنواع الشائعة لأعمدة التقطير؟

ج4: الأنواع الشائعة لأعمدة التقطير هي عمود الصوان، الذي يستخدم الصوان لفصل المواد بناءً على نقاط الغليان؛ عمود الصوان المُنخل، الذي يستخدم الصفائح المُثقبة للسماح للبخار بالمرور من خلالها وبالتالي زيادة التقطير الكسري؛ عمود LFFT، الذي يتميز بمزيج من مُقطر الصوان والوعاء؛ وعمود الحشو، الذي يستخدم مواد الحشو لزيادة المساحات السطحية التي تمر عبرها المُقطرات.