حول خزان التقطير

مبدأ التقطير السريع: يختلف التقطير السريع عن عملية التقطير التقليدية، حيث لا يتم إضافة أي حرارة خلال عملية التقطير السريع. مبدأ ذلك بسيط للغاية؛ فنقطة الغليان ترتفع مع زيادة الضغط. إذًا، هل يعني ذلك أنه كلما انخفض الضغط، انخفضت نقطة الغليان أيضًا؟ حسنًا، بهذه الطريقة يمكن تخفيض ضغط ودرجة حرارة السائل عالي الضغط والحرارة، مما يقلل من نقطة الغليان لديه ويسمح له بالدخول إلى خزان التبخير. في هذه الحالة، تكون درجة حرارة السائل أعلى من نقطة الغليان عند ذلك الضغط. يغلي السائل بسرعة في خزان التبخير ويتحول إلى بخار، مما يؤدي إلى انفصال الطورين. الجهاز الذي يجعل السائل يتحول إلى غاز ليس خزان التقطير، بل صمام تخفيض الضغط. وظيفة خزان التبخير هي توفير مكان لتبخر السائل بسرعة وفصل الغاز عن السائل. يمكن ملاحظة أن عملية التبخير لها ثمن أيضًا، وهو التضحية بطاقة الضغط. بكلمة واحدة، التبخير هو عملية غليان السائل نتيجة خفض الضغط، مما ينتج عنه مزيج من البخار والسائل. إنشاء توازن بين الغاز والسائل في مستوى ضغط جديد. يُستخدم غالبًا في المواد النقية. 　　التبخر السريع، أو “FLASHING”， هو مصطلح تم استخدامه لوصف ظاهرة فصل الغاز عن السائل نتيجة انخفاض الضغط، لكن التعريف الدقيق له يشمل مجالات أوسع بكثير. أما التعريف الأكثر دقة فهو يتعلق بحالة التوازن الديناميكي الحراري.

التعريف الأكثر دقة هو حساب التغير من حالة توازن ترموديناميكي إلى حالة توازن ترموديناميكي أخرى. وبالتالي، إذا كان التغير في الحالتين الترموديناميكيتين يتمثل فقط في انخفاض الضغط، دون وجود أي تبادل للطاقة الداخلية أو الخارجية أو تبادل للحرارة. وفقًا لقانون هنري P=EX، فإن درجة ذوبان المواد الغازية في المذيب السائل تختلف في درجات الحرارة والضغوط الجزئية المختلفة. عندما ينخفض ضغط المذيب، يتم إطلاق المواد المذابة فيه بسرعة وتفريغها تلقائيًا، مما يؤدي إلى حدوث عملية التبخر الانفجاري. يتم توفير طاقة التبخر من قبل المذيب نفسه، ولذلك ينخفض درجة حرارة المذيب أثناء عملية التبخر. من ضغط معين أعلى إلى ضغط معين أدنى، عند الوصول إلى توازن الإزالة، يكون كمية المذاب المُزال ثابتة، وكذلك كمية المذاب المتبقية في المذيب ثابتة. لذلك، فإن هدف التحكم في عملية التبخر هو واحد فقط، وهو ضغط التبخر.
قانون هنري: يُعد قانون هنري أحد القوانين الأساسية في الفيزياء الكيميائية، وقد اكتشفه البريطاني دبليو. هنري في عام 1803 أثناء دراسته لقوانين ذوبان الغازات في السوائل. يمكن صياغة هذا القانون كالتالي: “عند درجة حرارة معينة، فإن تركيز غاز معين في المحلول يكون متناسبًا طرديًا مع الضغط المتوازن لذلك الغاز فوق سطح السائل”. "تُظهر التجارب أن هذا القانون صحيح فقط عندما لا تكون درجة ذوبان الغاز في السائل مرتفعة، حيث يكون الغاز في هذه الحالة عبارة عن مادة مذابة قابلة للتبخر في محلول مخفف، ويكون ضغط الغاز هو ضغط البخار لهذه المادة المذابة. لذلك، يمكن التعبير عن قانون هنري أيضًا على النحو التالي: في درجة حرارة معينة، فإن الضغط البخاري للمادة المذابة في المحلول المخفف يتناسب طرديًا مع تركيز المحلول: pB = kxB، حيث pB هو الضغط البخاري للمادة المذابة في المحلول المخفف ； xB هو النسبة المئوية لكمية المذيب ； ك هو ثابت هنري، وقيمته تعتمد على درجة الحرارة والضغط بالإضافة إلى خصائص المادة المذابة والمذيب. وبما أن التركيزات المختلفة في المحاليل المخففة تكون متناسبة، فإن قيمة xB في المعادلة أعلاه يمكن أن تكون أيضًا mB (التركيز الكتلي) أو cB (التركيز المولي) وما إلى ذلك، وفي هذه الحالة ستتغير قيمة k أيضًا. 　　يمكن تطبيق قانون هنري فقط عندما يكون الحالة الجزيئية للمذاب متشابهة في الطور الغازي والطور السائل. إذا كانت جزيئات المذاب تخضع لعمليات مثل الانفصال أو الترابط في المحلول، فإن قيمة xB (أو mB، cB، إلخ) في المعادلة المذكورة يجب أن تشير إلى نسبة الجزء الذي يكون في نفس حالة الجزيئات في الطور الغازي ； عندما لا يكون الضغط الكلي مرتفعًا، وإذا تم حل عدة غازات في نفس السائل في نفس الوقت، فيمكن تطبيق قانون هنري على كل غاز على حدة ； بشكل عام، كلما كان المحلول أقل تركيزًا، كان قانون هنري أكثر دقة، وعندما يصبح xB = 0، يمكن للمادة المذابة أن تتبع القانون بدقة تامة. 　　المبدأ: يتم ذلك بشكل أساسي عن طريق استخدام الضغط، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط البخار، وبالتالي يتحول المزيد من المذيب (وعادةً ما يكون الماء) إلى حالة غازية، وبذلك يتم تركيز المادة المراد تركيزها. 　　البنية: بسيطة جدًا. يجب أن يكون القطر أكبر قليلاً، ويشبه إلى حد ما فاصل الأعاصير. بالطبع، يجب الحفاظ على ارتفاع معين، وإلا سيخرج السائل أيضًا. 　　التبخر هو عملية يدخل فيها الماء المشبع ذو الضغط العالي إلى وعاء ذو ضغط أقل، ونتيجة لانخفاض الضغط فجأة، يتحول هذا الماء المشبع إلى بخار مشبع تحت ضغط الوعاء، بالإضافة إلى ماء مشبع. 　　أسباب التكوين: عندما يتم تسخين الماء تحت ضغط الجو، فإن درجة 100°م هي أعلى درجة حرارة يمكن للماء السائل أن يصل إليها تحت ذلك الضغط. لا يمكن لإعادة التسخين أن ترفع درجة حرارة الماء، بل يمكنها فقط تحويل الماء إلى بخار. الحرارة التي يمتصها الماء أثناء ارتفاع درجة حرارته قبل الوصول إلى نقطة الغليان تُسمى “الحرارة النوعية”， أو حرارة الماء المشبع النوعية. الحرارة المطلوبة لتحويل الماء المشبع إلى بخار تحت نفس ضغط الهواء تُسمى "الحرارة الكامنة". لكن، إذا تم تسخين الماء تحت ضغط معين، فإن نقطة الغليان ستكون أعلى من 100 درجة مئوية، وبالتالي يلزم وجود كمية أكبر من الحرارة النوعية. كلما ارتفع الضغط، ارتفع نقطة الغليان للماء، وارتفع أيضًا محتواه من الحرارة. ينخفض الضغط، ويتم إطلاق جزء من الحرارة النوعية، ويتم امتصاص هذه الحرارة الزائدة على شكل حرارة خفية، مما يؤدي إلى تحول جزء من الماء إلى بخار.

من خلال تقليل الضغط، يتم تبخير الهيدروكربونات الخفيفة الموجودة في سائل الأمين الغني، وبالتالي فصلها عن السائل.

ينخفض الضغط فجأة من مستوى عالٍ إلى مستوى منخفض، وتتحول الهيدروكربونات المذابة فيه من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، هل يمكن القول ذلك؟

شكرًا، أي أن السائل ذو درجة الحرارة والضغط المرتفعين يمر عبر صمام تخفيض الضغط، وبعد تخفيض الضغط يذهب إلى خزان التقطير. تبخرت المكونات الخفيفة. أي الهيدروكربونات الخفيفة، أما الباقي فهو سائل الأمين المركز، وهذا هو مبدأ وغرض عملية التبخير.

إذا كان سطح سائل الأمين في خزان التبخير ملوثًا بقليل من الزيت، فهل يعني ذلك أن عملية التبخير غير فعالة، أم أن هناك احتمالًا لتسرب في الطبقة الوسطى؟ :$:)

المبدأ هو خفض الضغط وانخفاض نقطة الغليان، مما يسمح بتبخر السائل بسرعة