طرق تعديل ضغط البرج

قم بترتيب مكتبك وخزانة الكتب بشكل دوري؛ فالمظهر الذهني الجيد يساعدك على تحقيق نتائج أفضل بجهد أقل.

المعرفة الأساسية لعملية التقطير 1. ما هو الطور وتوازن الأطوار؟ الجواب: الطور هو الجزء المتجانس في النظام الذي يتمتع بنفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وغالبًا ما يكون هناك واجهة بين الأطوار المختلفة تفصل بينها. عدد الأطوار في النظام لا يرتبط بكمية المادة. مثلما يختلط الماء مع الجليد، فإن الماء في الحالة السائلة، بينما الجليد في الحالة الصلبة. في الحالات العادية، يكون المادة داخل برج التقطير في حالتين: غازية وسائلة. في درجة حرارة وضغط معينين، إذا كان هناك طوران أو أكثر داخل نظام المادة، وإذا لم تتغير الكميات النسبية للمادة في كل طور، بالإضافة إلى تركيزات مكونات المادة في كل طور، مع مرور الوقت، فإننا نقول إن النظام في حالة توازن. في حالة التوازن، تظل المواد في حركة مستمرة؛ لكن كميات الأطوار المختلفة والتركيزات الخاصة بكل مكون لا تتغير مع مرور الوقت. وعندما تتغير الظروف، يتم إقامة توازن طوري جديد. وبالتالي، فإن التوازن الطوري هو حالة حركية ونسبية، وليس حالة ساكنة ومطلقة. على سبيل المثال: في نظام التقطير، عندما يتلامس الغاز ذو درجة الحرارة العالية مع السائل ذو درجة الحرارة المنخفضة على ألواح برج التقطير، يحدث نقل للحرارة والمادة، ونتيجة لذلك يتكثف جزء من الغاز، مما يؤدي إلى زيادة تركيز المكونات ذات نقطة الغليان العالية في الطور السائل. يتبخر الجزء السائل على اللوحة، مما يؤدي إلى زيادة تركيز المكونات ذات نقطة الغليان المنخفضة في الطور الغازي. لكن هذه العملية لنقل الحرارة والكتلة ليست لا نهائية؛ فعندما يصل الغاز والسائل إلى حالة التوازن، فإن تركيب مكونات كل من الطورين لم يعد يتغير مع الزمن. 2. ما هو الضغط البخاري المشبع؟ الجواب: في درجة حرارة معينة، يُطلق على الضغط الناتج عن البخار الذي يكون في حالة توازن مع الحالة السائلة (أو الصلبة) لنفس المادة، اسم الضغط الجوفي. ويزداد هذا الضغط مع ارتفاع درجة الحرارة. من المعروف أن الماء الموجود في الكوب يقل تدريجيًا بسبب التبخر المستمر. إذا وضعنا الماء النقي في وعاء مغلق، وأزلنا الهواء الموجود فوقه، فإنه مع استمرار تبخر الماء، يزداد الضغط في الطور الغازي فوق سطح الماء، أي الضغط الناتج عن بخار الماء. لكن، عندما يكون درجة الحرارة ثابتة، فإن ضغط الغاز سيظل مستقرًا عند قيمة معينة، ويُطلق على هذا الضغط اسم ضغط البخار المشبع للماء عند تلك درجة الحرارة. من الجدير بالذكر أنه عندما يصل ضغط الطور الغازي إلى قيمة ضغط البخار المشبع، فإن جزيئات الماء في الطور السائل تستمر في التبخر باستمرار، كما أن جزيئات الماء في الطور الغازي تستمر في التكثف إلى سائل. والسبب في عدم انخفاض كمية السائل وعدم زيادة كمية الغاز هو أن سرعة تبخر الماء تساوي سرعة تكثف بخار الماء، وبذلك يصل الغاز والسائل إلى حالة توازن. لذلك، عندما يكون الضغط الخاص ببخار المادة السائلة النقية مساويًا لضغط البخار المشبع، فإن الطورين الغازي والسائل يصلا إلى حالة التوازن. ٣. ما هو التقطير، وما هو مبدأ التقطير؟ الجواب: عملية فصل المزيج السائل إلى مكوناته المطلوبة، وذلك عن طريق تبخير جزئي للمزيج عدة مرات، مع تكثيف البخار الناتج أيضًا عدة مرات، تُسمى عملية التقطير. لماذا يمكن، عن طريق تبخير خليط السوائل عدة مرات جزئيًا وتكثيفه أيضًا عدة مرات جزئيًا، فصل المكونات إلى مكونات نقية أو شبه نقية؟ في عملية التبخر والتكثيف، وبسبب اختلاف نقاط الغليان للمكونات الموجودة في الخليط السائل، فإنه عندما يتبخر جزء من الخليط عند درجة حرارة معينة، فإن المواد ذات نقطة الغليان المنخفضة تتبخر بسهولة، ولذلك تكون تركيزها في الطور الغازي أعلى من تركيزها في الطور السائل. أما المواد ذات نقطة الغليان المرتفعة، فإن تركيزها في الطور السائل يكون أعلى من تركيزها في الطور الغازي. وهذا يغير تركيب الطورين الغازي والسائل. عند تكثيف جزء من البخار الناتج عن التبخر الجزئي، فإن المواد ذات نقطة الغليان العالية تسهل تكثيفها، مما يؤدي إلى ارتفاع تركيز هذه المواد في السائل المكثف مقارنة بالغاز. أما المواد ذات نقطة الغليان المنخفضة، فإن تركيزها في الغاز يكون أعلى من تركيزها في السائل المكثف. وبهذه الطريقة، ومن خلال عملية التبخر الجزئي والتكثيف الجزئي، يتم فصل المزيج بشكل أولي من خلال تغيير تركيز كل مكون من مكوناته. إذا استمر الأمر على هذا النحو مرارًا وتكرارًا، فسيتبقى في الطور السائل في النهاية المكونات ذات نقطة الغليان العالية، بينما سيتبقى في الطور الغازي المكونات ذات نقطة الغليان المنخفضة. من هنا، يتضح أن إجراء التبخر الجزئي المتعدد والتكثيف الجزئي المتعدد في نفس الوقت يمكن أن يفصل الخليط إلى مكونات نقية أو شبه نقية. يتطلب تبخر السوائل امتصاص الحرارة، بينما يؤدي تكثيف الغازات إلى إطلاق الحرارة. من أجل استخدام الحرارة بشكل فعال، يمكننا استخدام الحرارة المنبعثة أثناء تكثيف الغازات في عملية تبخير السوائل، أي جعل الطورين الغازي والسائل يتلامسان مباشرة، مما يسمح بنقل الحرارة ونقل المواد في نفس الوقت. لتلبية هذا المطلب، يتم في الممارسة العملية تنفيذ عملية التبخر الجزئي المتكرر مع التكثيف الجزئي المتكرر في أجهزة ذات لوحات تعمل بآلية التدفق العكسي. ما يسمى بالتيار المعاكس، هو تيار الغاز ذو درجة الحرارة المرتفعة الناتج عن تسخين السائل، والذي يتحرك من الأسفل إلى الأعلى، في اتجاه معاكس لتيار السائل ذو درجة الحرارة المنخفضة الناتج عن التكثيف في قمة البرج (والذي يحتوي على مكونات ذات نقطة غليان منخفضة). تتم عمليات نقل الحرارة والمادة داخل البرج كما يلي: 1) يحدث تبادل حراري بين الطورين الغازي والسائل، حيث يتم استخدام الحرارة الموجودة في خليط الغازات الناتج عن التبخر لتسخين خليط السوائل الناتج عن التكثيف ； 2) يحدث تبادل الكتلة بين الطورين الغازي والسائل أثناء تبادل الحرارة. يتم تسخين خليط السوائل ذو درجة الحرارة المنخفضة بواسطة خليط الغازات ذو درجة الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى تبخر جزء منه. في هذه الحالة، وبسبب الاختلاف في قدرة التبخر (حيث تمتلك المواد ذات نقطة الغليان المنخفضة قدرة تبخر أعلى، بينما تمتلك المواد ذات نقطة الغليان المرتفعة قدرة تبخر أقل)، فإن المواد ذات نقطة الغليان المنخفضة تتبخر أكثر من المواد ذات نقطة الغليان المرتفعة. ونتيجة لذلك، تنتقل المكونات ذات نقطة الغليان المنخفضة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، مما يؤدي إلى تركيز المكونات القابلة للتبخر في الغاز ； وبالمثل، فإن الخليط الغازي ذو درجة الحرارة المرتفعة، نتيجة تسخين الخليط السائل ذو درجة الحرارة المنخفضة، يتكثف جزئيًا. وكذلك، بسبب الفروق في قدرة التبخر، فإن المكونات ذات نقطة الغليان المرتفعة تنتقل من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، مما يؤدي إلى تركيز المكونات التي يصعب تبخرها في الحالة السائلة. يتكون برج التقطير من عدة ألواح، حيث يُسمى الجزء العلوي من البرج “قمة البرج”， أما الجزء السفلي فيُسمى “قاع البرج”. يحدث عملية التبخر الجزئي والتكثيف الجزئي مرة واحدة فقط في كل لوحة داخل البرج، وكلما زاد عدد الألواح، زاد عدد مرات التبخر الجزئي والتكثيف الجزئي، مما يؤدي إلى تحسين جودة عملية الفصل. من خلال عملية التقطير بأكملها، يتم الحصول في النهاية على مكونات سهلة التبخر ذات نقاء عالٍ من قمة البرج، بينما يتم الحصول في قاع البرج على المكونات صعبة التبخر. ٤. ما هو نقطة الندى؟ الجواب: يتم تبريد خليط الغازات في ظروف ثابتة من حيث الضغط، وعندما يصل التبريد إلى درجة حرارة معينة، تتكون أول قطرات سائلة صغيرة. تُسمى هذه الدرجة الحرارية درجة نقطة الندى للخليط عند الضغط المحدد، وتُختصر باسم نقطة الندى. الغاز الذي يكون في درجة حرارة نقطة الندى يُسمى غازًا مشبعًا. درجة حرارة الغازات الناتجة عن التبخر من قمة برج التقطير، هي درجة حرارة نقطة الندى. من الجدير بالذكر أن المرحلة السائلة في الحالة البرية الأولى ليست مكونًا نقيًا، بل هي مرحلة سائلة في حالة توازن مع الغاز عند درجة نقطة الندى، ويتحدد تركيبها وفقًا لقوانين التوازن الفازي. من هنا يتضح أن نقطة الندى في البرج تختلف باختلاف تركيب خليط الغازات. ٥. ما هو نقطة الفقاعة؟ الجواب: عند تسخين خليط سائل تحت ضغط معين إلى درجة حرارة معينة، فإن أول فقاعة صغيرة تظهر في السائل، وهي اللحظة التي يبدأ فيها السائل بالغليان، تُسمى درجة حرارة نقطة الغليان لذلك السائل تحت الضغط المحدد، وتُختصر باسم “نقطة الغليان”. السائل الذي يكون في درجة حرارة نقطة الغليان يُسمى سائلاً مشبعاً، وهي درجة حرارة قاع الخزان في برج التقطير. يجب التوضيح أن هذه الفقاعة الصغيرة الأولى ليست مكونة من مادة نقية، فتركيبها يتحدد أيضًا بواسطة علاقات التوازن الفازي. 6. ما هو نقطة الغليان؟ الجواب: عندما يكون ضغط البخار المشبع للمادة السائلة النقية مساويًا للضغط الخارجي، فإن السائل يبدأ في الغليان. ويُطلق على درجة الحرارة في هذه الحالة اسم نقطة الغليان للسائل تحت ذلك الضغط. يتغير نقطة الغليان للمواد النقية مع تغير الضغط الخارجي. عندما يزداد الضغط الخارجي، يرتفع نقطة الغليان، وعندما ينخفض الضغط الخارجي، تنخفض نقطة الغليان. بالنسبة للمواد النقية، تحت ضغط معين، فإن نقطة التخلخل ونقطة الندى ونقطة الغليان كلها قيمة واحدة. 7 ما هو الحرارة الكامنة؟ الجواب: كتلة المادة النقية لكل وحدة وزن أثناء التحول الطوري (في ظل عدم وجود تفاعلات كيميائية، يحدث تغيير في حالة المادة، ويُسمى ذلك بالتحول الطوري). إن تحول الماء إلى جليد أو بخار الماء إلى بخار هو ما يُعرف بعملية التحول الطوري. الحرارة التي يتم امتصاصها أو إطلاقها خلال هذه العملية تُسمى الحرارة الخفية. الحرارة التي يتم امتصاصها عندما يتحول كيلوغرام واحد من الماء من الحالة السائلة إلى بخار الماء، تُسمى الطاقة النوعية لتبخر الماء، ووحدة قياسها الشائعة هي الكيلوكالوري لكل كيلوغرام. من الجدير بالذكر أن درجة الحرارة والضغط يظلان ثابتين أثناء التحول الطوري، وإلا فلا يمكن تسميته حرارة كامنة. لذلك، عند ذكر قيمة الحرارة الخفية، يجب توضيح درجة الحرارة والضغط التي تتم فيهما عملية التحول الطوري. على سبيل المثال، عندما يتبخر كيلوغرام واحد من الماء تحت ضغط 760 ملم زئبق ودرجة حرارة 100 درجة مئوية، فإن الحرارة الكامنة للتبخر تبلغ 539.6 كيلوكالوري. على العكس، في هذه الحالة، فإن الحرارة المنطلقة عند تكثف بخار الماء، والتي تُعرف بحرارة التكثيف الكامنة، تساوي القيمة المذكورة أعلاه. يمكن قياس الحرارة الخفية للخليط أو حسابها، ويعتمد مقدار هذه القيمة ليس فقط على خصائص المكونات، بل أيضًا على نسبة وجود هذه المكونات، وليست قيمة ثابتة. 8. ما هو الحرارة النوعية؟ الجواب: الحرارة التي تمتصها المادة النقية أو تطلقها نتيجة تغير درجة الحرارة، في غياب أي تغيرات في الحالة الفيزيائية أو تفاعلات كيميائية، تُسمى الحرارة الظاهرية. ٩ ما هو معامل الرجوع؟ الجواب: في عملية التقطير، يتم تسخين الخليط، مما يؤدي إلى تكوّن بخار يخرج من قمة البرج ويدخل إلى جهاز التكثيف الموجود في القمة. يتكثف البخار هنا (أو يتكثف جزئيًا) إلى سائل، ويُعاد جزء من هذا السائل المتكثف إلى قمة البرج لينزل على طول الصفائح، ويُسمى هذا الجزء بالسائل الراجع ； يُستخلص الجزء الآخر من السائل المكثف (أو البخار غير المكثف) من قمة البرج ليُستخدم كمنتج. نسبة الرجوع هي نسبة وزن كمية السائل المرتد إلى كمية السائل المستخرج، وعادةً ما يتم التعبير عنها بالرمز R، أي R = L/D، حيث R هي نسبة الرجوع، وL هي كمية السائل المرتد من قمة البرج في وحدة الزمن، بالكيلوغرام في الساعة. د – كمية المادة المستخرجة من قمة البرج في وحدة الزمن، بالكيلوغرام في الساعة. ١٠. ما هو أدنى نسبة تدفق عكسي؟ الجواب: في ظل متطلبات دقة الفصل المحددة، أي عندما يكون تركيب المادة المستخرجة من قمة البرج وقاعه ثابتًا، يتم تقليل نسبة الرجوع تدريجيًا، وفي هذه الحالة يزداد عدد الألواح النظرية تدريجيًا. عندما ينخفض معامل الرجوع إلى قيمة معينة، فإن عدد الألواح النظرية المطلوبة يزداد إلى عدد لا نهائي. وتُعتبر هذه القيمة لمعامل الرجوع هي القيمة الدنيا اللازمة لإتمام مهمة الفصل المطلوبة. عادةً، يتم اختيار نسبة الرجوع الفعلية أثناء التشغيل لتكون بين 1.3 و2 أضعاف أقل نسبة رجوع ممكنة. 11. ما هو الرجوع الكامل؟ الجواب: في عملية التقطير، يتم إيقاف تدفق المواد إلى البرج، وكذلك تدفق المواد الخارجة من قاع البرج وقمته، ويتم استخدام كل سائل التكثيف الموجود في قمة البرج كسائل عائد، وهذا ما يُسمى بالتدفق العائد الكامل. يتم استخدام طريقة العودة الكاملة في الغالب في المراحل الأولى من تشغيل برج التقطير، أو في حالات عدم انتظام الإنتاج، كجزء من الدورة الذاتية لبرج التقطير. 12. كيف يتم تحديد أفضل نسبة رجوع؟ الجواب: بالنسبة للعمليات التي تتطلب فصلاً ثابتاً، فإن خفض نسبة الرجوع يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل (والتي تظهر بشكل أساسي في كمية الحرارة المستخدمة لتسخين قاع البرج وكمية الطاقة المستخدمة لتبريد قمة البرج)، كما أن عدد الألواح المطلوبة سيزداد، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الاستثمار في البرج ； على العكس، عند زيادة نسبة الرجوع، يمكن تقليل عدد الألواح في البرج، لكن ذلك يزيد من تكاليف التشغيل. لذلك، يجب اختيار أنسب نسبة تدوير أثناء التصميم بحيث يكون مجموع تكاليف الاستثمار وتكاليف التشغيل الدورية في أدنى مستوى ممكن تحت ظروف اقتصادية معينة؛ وتُسمى هذه النسبة بالنسبة المثلى للتدوير. يُفضل أن يكون معامل الرجوع المثالي بين 1.3 و2 أضعاف أقل معامل رجوع ممكن. ١٣، ما هو انخفاض الضغط في برج التقطير؟ جواب: ما يُسمى بانخفاض الضغط في عمود التقطير هو الفرق في الضغط بين قاع العمود وقمته، وهو ما يُذكر عادةً. بالنسبة للأبراج الصفائحية، يتكون انخفاض الضغط على الصفائح بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء، وهي: انخفاض الضغط في الصفيحة الجافة، وانخفاض الضغط بسبب طبقة السائل، وانخفاض الضغط اللازم لتغلب على توتر سطح السائل. فرق الضغط بين قاعدة البرج وقمته هو مجموع انخفاضات الضغط في كل لوحة من ألواح البرج. ما يُسمى بانخفاض الضغط عند الصواني الجافة هو انخفاض الضغط الذي يحدث عندما يمر الغاز (أو البخار) الصاعد داخل عمود التقطير عبر صواني لا يوجد بها سائل ； الانخفاض في الضغط الذي يحدث عندما يمر الغاز عبر طبقة السائل الموجودة على كل لوح من ألواح البرج، يُسمى انخفاض ضغط طبقة السائل ； انخفاض الضغط الناتج عن تغلب الغاز على التوتر السطحي للسائل يُسمى انخفاض ضغط التوتر السطحي للسائل. بالنسبة للأبراج الثابتة، ففي ظل التشغيل الطبيعي، يتغير انخفاض الضغط في البرج بشكل أساسي مع سرعة تدفق الغاز الصاعد؛ وتشير التجارب إلى أن انخفاض الضغط في البرج يتناسب طردياً مع مربع سرعة تدفق الغاز. 14. ما هي سرعة البرج الفارغ؟ ما علاقته بسرعة المسام؟ الجواب: سرعة البرج الفارغ تعني نسبة حجم البخار الصاعد داخل البرج إلى مساحة مقطع البرج في وحدة زمنية، أي المسافة التي يقطعها البخار الصاعد داخل البرج في وحدة زمنية. الوحدة هي متر مكعب في الثانية. مترين أو متر/ثانية. الصيغة هي: W = VsAa، حيث أن W تمثل سرعة الهواء داخل البرج، بوحدة المتر في الثانية ； Vs — معدل تدفق البخار المرتفع، متر مكعب/ثانية ； Aa—المساحة الكلية للقمة، بالمتر المربع. ∵Aa=0.785D2 (D هو القطر الداخلي للبرج، بالأمتار) ∴ W=Vs/0.785D2. سرعة الفتحة تعني نسبة حجم البخار المتصاعد الذي يمر عبر فتحة التصاعد في وحدة الزمن إلى المساحة الكلية لمقطع الفتحة، أي سرعة تدفق الغاز المتصاعد عبر فتحة التصاعد، ووحدتها متر مكعب في الثانية. مترين في الثانية أو متر/ثانية، المعادلة: W_ثقب = Vs/AT، حيث: W_ثقب هو سرعة الثقب، بالمتر في الثانية ； AT — المساحة الكلية لمسارات التنفس، بالمتر المربع. لأن المساحة الكلية لمسارات صعود الغاز تُحدد بنسبة الفتحات في ألواح البرج، وإذا كانت نسبة الفتحات هي Φ، فإن المعادلة تكون: W_ثقوب = Vs/0.785D²Φ = W/Φ. سرعة الهواء في البرج تُعد أحد العوامل المهمة التي تؤثر على عملية التقطير. بالنسبة للأبراج التي تم تحديدها بالفعل، فإن زيادة سرعة الهواء داخل البرج ضمن النطاق المسموح به يمكن أن يزيد من قدرته الإنتاجية. عندما يرتفع معدل تدفق الغاز في البرج إلى حد معين، فإن الطورين الغازي والسائل على ألواح البرج يكون لديهما وقت اتصال قصير جدًا، مما يؤدي إلى حدوث تشويش شديد في التدفق، وبالتالي يتعطل العمل الطبيعي للبرج. عادةً، يتم تحديد سرعة الخرطوم الفارغة بحيث لا تزيد نسبة الرذاذ المصاحب عن 10%، وهذه السرعة تُسمى السرعة القصوى المسموح بها. عندما يكون معدل حركة الغاز في البرج منخفضًا جدًا، فإن ذلك يعيق مرور الغاز عبر المسام، بل وقد لا يكون كافيًا لدعم السائل الموجود على الطبقات العليا من البرج. ويمكن للسائل الموجود على الطبقات أن يتدفق إلى الطبقات السفلية عبر فتحات الصعود، ويُطلق على هذه الظاهرة انسكاب السائل. عند حدوث تسرب شديد، يقل تأثير الفصل في أبراج التقطير، وخاصةً في أبراج الصفائح المنخلية وأبراج الصمامات العائمة وأبراج اللسان. 15. ما هي مساحة الفتحات في البرج؟ وكيف يتم تحديد نسبة الفتحات؟ الجواب: داخل برج التقطير، يتدفق البخار من الأسفل إلى الأعلى والسائل من الأعلى إلى الأسفل، ويجب عليهما المرور عبر كل طبقة من طبقات البرج في نفس الوقت. المسار الذي يمر من خلاله الغاز عبر ألواح البرج يُسمى قنوات صعود الغاز، والمساحة الكلية لقنوات صعود الغاز تساوي مساحة الفتحات الموجودة في كل لوح من ألواح البرج. مساحة الفتحات في برج الصمامات العائمة هي مجموع مساحات مقاطع جميع فتحات الصمامات العائمة. يتم تحديد مساحة المقطع العرضي للفتحات بناءً على حجم الحمل الإنتاجي والسرعة المسموح بها للبخار. ما يُقصد بنسبة الفتحات عادةً هو نسبة مساحة الفتحات المختارة إلى المساحة الكلية للبرج، ويُرمز لها بالرمز Φ، أي: Φ=AT/Aa×100%. حيث أن Φ تمثل نسبة الفتحات، وAT تمثل المساحة الكلية للفتحات، بوحدة المتر المربع، أما Aa فتمثل المساحة الكلية للبرج، أيضًا بوحدة المتر المربع. وأحيانًا، من أجل التكيف مع الأحمال الغازية المختلفة في كل لوح أو قسم من أقسام البرج، يمكن اختيار نسبة فتحات مختلفة أثناء التصميم. تختلف كفاءة نقل المواد حسب معدل الفتحات. بالإضافة إلى ذلك، فإن نسبة الفتحات لها تأثير كبير أيضًا على قدرة البرج على المعالجة. في نفس قطر البرج، تزداد القدرة على المعالجة مع زيادة معدل الفتحات ； بالنسبة لنفس القدرة على المعالجة، فإن زيادة معدل الفتحات يؤدي إلى تقليل قطر البرج، ولذلك يعتبر معدل الفتحات أحد المؤشرات المهمة في التصميم. 16، ما هو الانسياب السائل؟ الجواب: في عملية التقطير، يتدفق السائل الموجود على الطبقات السفلية من العمود إلى الطبقات العليا، مما يعطل العمل الطبيعي للعمود. يُطلق على هذه الظاهرة اسم “التدفق السائلي”. السبب في حدوث ظاهرة الفيضان السائلي يعود بشكل رئيسي إلى سرعة البخار المتصاعد داخل البرج، والتي تتجاوز السرعة المسموح بها. بالإضافة إلى ذلك، في عمليات التقطير، يحدث غالبًا أن يكون الحمل السائل كبيرًا جدًا، مما يؤدي إلى ارتفاع مستوى السائل داخل أنبوب الفيضان، وبالتالي يتصل السائل في الصواني العلوية والسفلية ببعضه البعض، مما يعطل التشغيل الطبيعي للعمود؛ وهذه أيضًا إحدى أشكال الغمر السائل. كلا الظاهرتين المذكورتين تنتميان إلى ظاهرة الغليان السائل، لكن أسباب حدوثهما مختلفة. ١٧، ما هو انتقال الرذاذ؟ الجواب: يُقصد بانتقال رذاذ السائل هو انتقال قطرات السائل من الطبقة السفلية للبرج إلى الطبقة العليا. خلال عملية نقل المواد، يؤدي انتقال كميات كبيرة من الرذاذ إلى إدخال المكونات ذات الوزن الجزيئي الأكبر التي لا ينبغي أن تصل إلى قمة البرج إلى المنتج، مما يقلل من جودة المنتج. كما أن ذلك يقلل من فرق التركيز أثناء عملية نقل المواد، ويؤدي إلى انخفاض كفاءة ألواح البرج. بالنسبة للبرج المعطى، فإن الكمية القصوى المسموح بها من الرذاذ تحدد سرعة صعود الغاز. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على كمية الرذاذ المصاحب للسائل، مثل المسافة بين ألواح البرج، وسرعة تدفق الغاز داخل البرج، وارتفاع السد، وسرعة تدفق السائل، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة. ويجب أيضًا الإشارة إلى أن كمية الرذاذ المصاحب للغازات مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتركيب جهاز الاستخلاص. على الرغم من وجود العديد من العوامل التي تؤثر على كمية الرذاذ المحمول، إلا أن العوامل الرئيسية هي سرعة الهواء داخل البرج والمساحة المخصصة لفصل الغاز عن السائل بين لوحتي البرج. بالنسبة للبرج الثابت، فإن كمية الرذاذ المحمول تزداد بشكل أساسي مع زيادة سرعة الهواء داخل البرج. لكن، إذا زادت المسافة بين الألواح، وتوسعت مساحة الفصل، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة سرعة الغاز داخل البرج. 18، ما هو تسرب السوائل؟ الجواب: يُطلق على ظاهرة تدفق السائل الموجود على اللوحة العمودية إلى اللوحات العمودية الأدنى عبر قنوات الغاز الصاعدة اسم التسرب. في عملية التقطير، إذا كانت الطاقة الموجودة في الغازات الصاعدة غير كافية لاختراق طبقة السائل الموجودة على ألواح التقطير، بل وكانت أقل من الطاقة الكامنة في طبقة السائل نفسها، فإن ذلك سيؤدي إلى عدم قدرة الغازات على دفع السائل، مما يسبب تسربه. كلما كانت سرعة البرج فارغًا أقل، كان التسرب أشد. والنتيجة هي أن جزءًا من السائل يتدفق إلى الطبقات السفلية للبرج دون أن يتلامس مع الغازات الصاعدة، كما أن المكونات ذات نقطة الغليان المنخفضة التي لا ينبغي أن تبقى في السائل لا تتبخر، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة البرج. وبالتالي، فإن أدنى سرعة فراغ مناسبة لتشغيل الصواني تحددها كمية التسرب السائل؛ حيث يُطلب في التشغيل العادي ألا تتجاوز نسبة التسرب من الصواني 10% من كمية السائل الموجودة عليها. حجم التسرب هو أيضًا أحد معايير تقييم أداء اللوحات العمودية. تكون الألواح الغربالية وألواح العمود ذات الصمامات العائمة وألواح العمود على شكل لسان عرضة للتسرب بشكل أكبر عندما تكون سرعة الغاز المتصاعد داخل العمود منخفضة. 19، ما هو المرونة التشغيلية؟ الجواب: المرونة التشغيلية هي النطاق بين القيمة الدنيا المسموح بها لسرعة الغاز الصاعد (الحد الأدنى للحمل) والقيمة القصوى المسموح بها (الحد الأقصى للحمل). عندما يتغير معدل سرعة الغازات الصاعدة ضمن هذا النطاق، يمكن لبرج التقطير أن يحافظ على عمله بشكل طبيعي مع تحقيق فعالية مناسبة في عملية الفصل. كما تم ذكره سابقًا، فإن الحد الأقصى للحمل على برج التقطير هو ألا يتجاوز مقدار الرذاذ المرافق للبخار 10% من كمية تدفق البخار ； الحد الأدنى للحمل هو ألا يتجاوز معدل تسرب السائل على اللوحات 10% من معدل تدفق السائل. بشكل عام، يتمتع برج الصمامات العائمة بأقصى مرونة في التشغيل، حيث تُظهر بعض الاختبارات أن نسبة الحد الأقصى للحمل إلى الحد الأدنى للحمل يمكن أن تصل إلى حوالي 7–9، يليه برج الفقاعات، بينما يكون برج الألواح الغربالية هو الأقل مرونة. يجب ملاحظة أنه عندما يتغير سرعة الغاز الصاعد، فإن كفاءة الصواني تتغير، مما يؤدي إلى تغير في تأثير الفصل. 20، ما هو ظاهرة الخلط العكسي؟ الجواب: في الألواح ذات أنابيب التخفيض، يمر السائل عبر اللوح بشكل متعامد مع الغاز، وبالتالي فإن تركيز المكونات القابلة للتبخر في السائل ينخفض تدريجيًا مع اتجاه التدفق. لكن عندما يتشكل تيارات دوامية من السائل على ألواح البرج بسبب الغازات المتصاعدة، فإن السائل ذو التركيز العالي والسائل ذو التركيز المنخفض يختلطان معًا، مما يؤدي إلى تدمير التغير في التركيز على طول اتجاه التدفق. يُطلق على هذه الظاهرة اسم ظاهرة الخلط العكسي. يمكن لظاهرة الخلط العكسي أن تؤدي إلى انخفاض فعالية الفصل. يتأثر حدوث ظاهرة الاختلاط العكسي بالعديد من العوامل، مثل زمن التوقف، وحالة تدفق السائل، وطول المجرى، ومستوى صفائح البرج، والتدرج الهيدروليكي، وغيرها. ٢١. ما هو التوازن المادي؟ وما أهمية التوازن المادي في عمليات التقطير؟ الجواب: التوازن المادي هو تطبيق قانون بقاء الكتلة وحفظها في مجال الهندسة الكيميائية. بالنسبة لأي عملية إنتاج، يجب أن يكون مقدار تحول المواد، بالوزن، مساويًا لمجموع كمية المنتج الناتج وكمية المواد المفقودة. من خلال حسابات التوازن الكيميائي، يمكن معرفة كيفية تحويل المواد الخام إلى منتجات، بالإضافة إلى مقدار الخسائر، وذلك لإيجاد طرق لتحسين الوضع. ينطبق حساب التوازن الكمي على العملية بأكملها أو على مرحلة معينة منها أيضًا ； يمكن حساب كمية جميع المواد المشاركة في العملية، كما يمكن حساب كمية أي مكون على حدة. إن الإلمام في أي وقت بحالة التوازن المادي في برج التقطير يُعد متطلبًا أساسيًا وضروريًا لأي عامل يقوم بالتشغيل. إذا لم يتم التحكم في توازن المواد بشكل جيد، فإن ذلك قد يؤدي إلى كمية كبيرة من المواد الواردة مقابل كمية صغيرة من المواد المستخرجة ； النوع الآخر هو كمية التغذية القليلة وكمية الاستخراج الكثيرة. كلا الحالتين ليستا عمليات طبيعية، وتؤثران على جودة الكمية للمنتج. لذلك، من أجل تشغيل عمود التقطير في أفضل الظروف، ولتحسين جودة الكمية المنتجة، وخفض استهلاك الطاقة، وتقليل الخسائر أثناء التصنيع، يجب إجراء موازنة المواد وتعديل العمليات باستمرار في الممارسة العملية. ٢٢. ما هو الموقع الأمثل للوحة التغذية؟ الجواب: الموقع الأمثل للوحة التغذية هو ذلك الموقع الذي يوفر أعلى قدرة على الفصل، في نفس عدد الألواح النظرية وتحت نفس ظروف التشغيل، أو هو الموقع الذي يتطلب أقل عدد من الألواح النظرية في نفس ظروف التشغيل. في الصناعة الكيميائية، يحتوي معظم أبراج التقطير على لوحتي تغذية أو أكثر، ويتم ضبط موضع لوحات التغذية بناءً على التغيرات في مكونات المواد المدخلة. عندما يكون تركيز المكون الرئيسي الخفيف في المواد الواردة أقل من المستوى الطبيعي أثناء التشغيل، يجب خفض موضع لوح التغذية لزيادة عدد الألواح في قسم التقطير، وبالتالي تحسين قدرة هذا القسم على الفصل. وعلى العكس، فإن رفع موضع لوح التغذية يهدف إلى زيادة عدد الألواح في قسم التقطير، بغرض تحسين قدرة هذا القسم على الفصل. باختصار، يجب أن يكون محتوى المكونات الخفيفة في لوحة التغذية أقل من محتوى هذه المكونات على أدنى لوحة في قسم التقطير، وأعلى من محتوى المكونات الخفيفة على أعلى لوحة في قسم الإستخلاص. وبهذه الطريقة، لا يحدث تلف في تركيب المواد على ألواح البرج المختلفة بعد إدخال المواد، مما يساعد على الحفاظ على سير العمليات بشكل مستقر. ٢٣. ما هو كفاءة اللوحة؟ الجواب: في التشغيل الفعلي لبرج التقطير، وبسبب قيود زمن نقل المادة ومساحة التلامس بين الغاز والسائل، لا يمكن تحقيق حالة التوازن بين الغاز والسائل. أي أن تركيز المكونات ذات نقطة الغليان المنخفضة في البخار الموجود على اللوحة أقل من تركيزها في البخار الذي يكون في حالة توازن مع الطور السائل. لذلك، فإن فعالية لوحة تقطير فعلية دائمًا أقل من فعالية لوحة تقطير نظرية. استنادًا إلى هذا المفهوم، يمكن التعبير عن كفاءة اللوحات كنسبة بين عدد اللوحات النظرية وعدد اللوحات الفعلية. العوامل الرئيسية التي تؤثر على كفاءة اللوحات الطاردة هي: (1) سرعة تبادل المواد بين الطور الغازي والطور السائل ； (2) مستوى خلط الطورين الغازي والسائل على لوحة التقطير ； (3) كمية قطرات السائل التي يحملها البخار المتصاعد إلى الألواح العلوية للبرج، وكمية تسرب السائل من تلك الألواح. كما أن العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه تتأثر بتصميم وترتيب الألواح، وظروف التشغيل، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية للمواد المُعالجة. يشمل تصميم وترتيب الألواح العمودية: الأبعاد الهندسية للألواح، المسافة بين الألواح، ارتفاع سد التدفق الزائد، معدل الفتحات، وترتيب فتحات الارتفاع الغازي. تشمل ظروف التشغيل: سرعة صعود البخار، ومدة بقاء السائل على اللوحات، ودرجة الحرارة والضغط وغيرها. تشمل الخصائص الفيزيائية للمواد: درجة التبخر النسبية، ولزوجة وكثافة البخار والسائل، ومعامل الانتشار والتوتر السطحي، وغيرها. ومن الجدير بالذكر أن الخصائص الفيزيائية للمواد تتغير مع تغير درجة الحرارة والضغط أثناء عملية المعالجة داخل البرج. في عملية الإنتاج، عند اختيار نوع اللوحات المستخدمة في البرج، يجب أن تلبي هذه اللوحات المتطلبات التالية: (1) كفاءة عالية في الأداء ； (2) القدرة الإنتاجية العالية، أي أن الحمل المسموح به لكل من الطور الغازي والطور السائل مرتفع، مما يسمح للأبراج ذات الأحجام الصغيرة بأداء مهام إنتاجية كبيرة ； (3) استقرار في الأداء، مرونة عالية في التشغيل ； (4) متانة اقتصادية، استهلاك أقل للفولاذ ； (5) سهولة في التشغيل والصيانة. 24، ما هو الارتفاع المكافئ للمواد المالئة؟ الجواب: الارتفاع المكافئ للمواد المالئة يُسمى أيضًا ارتفاع اللوح المكافئ للمواد المالئة. وهو يعادل ارتفاع المواد المستخدمة لتحقيق درجة الفصل المطلوبة في طبقة نظرية واحدة، كما يمكن وصفه بأنه ارتفاع المواد المستخدمة الذي يعادل تأثير طبقة برج نظري واحدة. ٢٥، ما هو كثافة رش المواد المالئة؟ الجواب: كثافة رش المواد المالئة تُسمى أيضًا سرعة كتلة السائل. كتلة السائل المرشوش لكل متر مربع من المقطع العرضي للبرج في الساعة. ٢٦، ما هو كمية السائل المحتفظ بها في طبقة المواد المالئة؟ الجواب: أثناء تشغيل طبقة المواد المالئة، فإن كمية السائل المتراكمة في الفراغات بين المواد المالئة وعلى سطحها تُسمى كمية السائل المحتفظ بها، ويتم التعبير عنها بوحدة (م³ من السائل لكل م³ من حجم البرج). يمكن تقسيم كمية السائل المحتفظ به إلى جزأين: (1) كمية السائل المحتفظ به في حالة السكون: وهي الكمية من السائل التي تبقى داخل البرج بعد توقف رش السائل وتوقف تسرب القطرات منه. يعتمد الكمية الصافية المحتفظ بها فقط على خصائص المادة المستخدمة في التعبئة وخصائص السائل، ولا علاقة له بكمية رش السائل. (2) كمية السائل المتدفق: تُعرف كمية السائل الذي يخرج عند توقف جهاز رش السائل في البرج بكمية السائل المتدفق. يعتمد معدل الحركة ليس فقط على خصائص المواد المستخدمة في التعبئة والسائل نفسه، بل أيضًا على كثافة رش السائل. لكن عندما يكون الضغط أقل من الحد المطلوب، فإن معدل الحركة لا يعتمد على سرعة الغاز. مجموع الكمية المحتفظ بها في حالة السكون والكمية المحتفظ بها في حالة الحركة، يُعطي الكمية الإجمالية للسائل المحتفظ به. 27، ما هو برج التعبئة؟ ما هي المزايا والعيوب؟ الجواب: يحتوي برج التعبئة على مواد تعبئة بارتفاع معين داخل البرج، وهو جهاز لنقل المواد يعتمد على التلامس المستمر بين الغاز والسائل. يتدفق البخار الصاعد داخل البرج من الأسفل إلى الأعلى عبر مسام الحشوة ； يتدفق السائل المتبقي في قمة البرج على سطح المواد المستخدمة كمواد مالئة، من الأعلى إلى الأسفل. يتم نقل المواد بين الطورين الغازي والسائل، بالإضافة إلى نقل الحرارة، من خلال تكوين طبقة سائلة رقيقة على سطح المواد المستخدمة كمواد مالئة. من المزايا البارزة لبرج التعبئة: مقاومة ضعيفة لتدفق السائل، تصميم بسيط، استخدام كمية قليلة من الفولاذ، تكلفة منخفضة، سهولة في التركيب والصيانة، ويمكن صنع مواد التعبئة من مواد مقاومة للتآكل. 28، ما هي المتطلبات عند استخدام المواد المالئة؟ الجواب: أولاً، نظراً لأن الفجوات بين المواد المستخدمة في التعبئة وجدران البرج أكبر من الفجوات الموجودة بين طبقات المواد نفسها، فإن السائل يميل إلى التدفق نحو جدران البرج، مما يؤثر على كفاءة نقل المواد. يُطلق على هذه الظاهرة عادةً اسم “تأثير الجدران”. كان يُعتقد في الماضي أنه كلما زاد قطر المواد المستخدمة كحشو، كان تأثير الجدران الجانبية أشد. يتطلب الأبراج المملوءة عمومًا أن يكون النسبة بين قطر البرج D وقطر المواد المستخدمة في التعبئة d أكبر من 10:1. أما بالنسبة للأبراج العالية، فإن تأثير الجدران الجانبية يكون أكثر حدة، ولذلك يتم استخدام طريقة التعبئة المتدرجة أو إعادة توزيع السائل لحل هذه المشكلة. بشكل عام، يعتبر النسبة بين ارتفاع مادة التعبئة H وقطر برج التعبئة في النطاق من 2 إلى 6 نسبة مناسبة. ثانيًا، هناك متطلبات أيضًا لترتيب الحشوات. عندما يكون D/d أكبر من 8، يُفضل ترتيب الحشوة بشكل منظم. عند تكديس المواد الحشوية بشكل عشوائي، يجب أولاً إضافة الماء داخل الجهاز، ثم وضع المواد الحشوية في الماء لتجنب تلفها وحدوث انسداد. وبعد وضع المواد الحشوية، يتم تصريف الماء. ثالثًا، بعد توقف برج الحشو عن العمل، يجب فحص حالة تلف وتلوث الحشو، وتحديد ما إذا كان سيتم تنظيفه أو استبداله. 29، ما هي بنية لوحات العمود ذات الصمامات العائمة؟ كيف يعمل؟ الجواب: برج الصمامات العائمة هو نوع جديد من معدات نقل المواد في المؤسسات، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في بلادنا خلال العشر سنوات الماضية تقريبًا. يُستخدم حاليًا على نطاق واسع في صناعة البتروكيماويات، وقد أحرز نتائج مرضية. تتميز برج الصمامات العائمة ببنية بسيطة نسبيًا، حيث تشمل مكوناته الرئيسية صينية استقبال السائل، وأنابيب تخفيض السائل، وسد التدفق الزائد، والصمامات العائمة، وألواح البرج. ٣٠. ما هي مزايا وعيوب لوحات البرج ذات الصمامات العائمة؟ الجواب: تجمع لوحات البرج ذات الصمامات العائمة بين مزايا لوحات البرج ذات الفقاعات ولوحات البرج المسامية، كما أنها تُصلح عيوبها. نظرًا لأن فتحة الفجوات في ألواح البروفيز ثابتة، فإن قدرتها على التكيف مع تغيرات حمل البخار ضعيفة. عندما تكون سرعة البخار منخفضة، لا يحدث تلامس جيد بين الغاز والسائل، أما عندما تكون سرعة البخار مرتفعة، فإن ذلك يؤدي إلى دفع السائل بعيدًا بواسطة البخار. على الرغم من بساطة تركيب الألواح المسامية وقدرتها العالية على المعالجة، إلا أن مرونتها في التشغيل منخفضة نسبيًا. أما بالنسبة للأبراج ذات الصمامات العائمة، فإن درجة فتح الصمامات تتغير حسب سرعة البخار. عند سرعة الهواء المنخفضة، تسقط صفيحة الصمام تلقائيًا تحت تأثير الجاذبية لتقليل التسرب. لذلك، فإن كفاءة برج الصمامات العائمة مرتفعة، ولديه مرونة تشغيلية كبيرة، مما يسمح له بالتكيف بشكل جيد مع التغيرات في كمية المواد الخام المدخلة. وتُظهر التجارب أن نسبة الحمل الأقصى إلى الحمل الأدنى يمكن أن تصل إلى حوالي 7–9. يتميز برج الصمامات العائمة ببنية بسيطة، ومساحة المقطع العرضي الحرة لديه كبيرة، مما يقلل من تكلفة تصنيعه بنسبة 12 إلى 15% مقارنة ببرج الفوم، كما أن قدرته على المعالجة أعلى بنسبة 20 إلى 40% تقريبًا مقارنة بألواح برج الفوم. نظرًا لأن البخار في صفائح الصمام العائم يُنفث أفقيًا داخل طبقة السائل، فإن الخلط بين الغاز والسائل يكون جيدًا، ويكون تصاحب الرذاذ قليلاً، ومدة التلامس طويلة، مما يؤدي إلى كفاءة نقل الكتلة الجيدة؛ وتزيد كفاءتها بنسبة 15% عن صفائح الفقاعات. العيب الرئيسي لألواح البرج ذات الصمامات العائمة هو أن البخار يتدفق على طول حواف فتحات البخار الصاعدة، مما يؤدي إلى اختلاط السائل في الاتجاه المعاكس، وبالتالي يقل كفاءة نقل المواد. بالإضافة إلى ذلك، من السهل أن تتعطل صفيحة الصمام أو تتآكل أو تلتصق، مما يؤثر على عملية فتحه. ٣١. ما تأثير ارتفاع البرج وقطره على الإنتاج والجودة؟ الجواب: يؤثر قطر البرج بشكل أساسي على القدرة الإنتاجية، بينما يؤثر ارتفاع البرج بشكل أساسي على نقاء المنتج. يمكن توضيح العلاقة بين قطر البرج والقدرة الإنتاجية باستخدام المعادلة التالية. D=(v/0.785w)¹/² حيث إن D هو قطر البرج، بالمتر ； v----معدل تدفق بخار البرج، متر³/ثانية؛ w----سرعة التدفق في البرج الفارغ، متر/ثانية. بالنسبة لبرج معين، هناك حد معين لسرعة تدفق الغاز في البرج الفارغ. عند سرعة معينة للبرج، كلما زاد التدفق الحجمي للبخار داخل البرج، كلما احتاج الأمر إلى قطر برج أكبر ； وبالمثل، كلما زاد قطر البرج، زاد الحمل المسموح به للبخار داخل البرج، أي زادت القدرة الإنتاجية. لذلك، فإن قطر البرج يعتبر العامل الرئيسي الذي يؤثر على القدرة الإنتاجية. ارتفاع البرج، في حالة تحديد كفاءة الصفائح ومسافتها، يحدد العدد الفعلي للصفائح. أما عدد الألواح الفعلية فهو يتحدد بناءً على أقل عدد نظري للألواح. كلما زاد عدد الألواح النظرية الدنيا، زاد أيضًا عدد الألواح الفعلية. للقطر والارتفاع تأثير متبادل على الإنتاج، ولا يمكن فصلهما بشكل قاطع. على سبيل المثال، يمكن زيادة ارتفاع البرج، مما يقلل من نسبة الرجوع وبالتالي يزيد من القدرة الإنتاجية ； أما زيادة قطر البرج، فيمكن أن يؤدي إلى زيادة نسبة الارتداد، وبالتالي تقليل ارتفاع البرج. ٣٢. ما هي عوامل التأثير في عملية التقطير؟ الجواب: بخلاف مشاكل المعدات، فإن عوامل التأثير الرئيسية في عملية التقطير تتمثل فيما يلي: درجة حرارة وضغط البرج (بما في ذلك قمة البرج وقاعه وبعض الألواح الموجودة في البرج والتي لها أهمية خاصة) ； حالة التغذية ； كمية المواد الخام ； تركيب المواد الخام ； درجة حرارة المدخل ； سرعة صعود البخار داخل البرج وكمية التسخين في خزان التبخير ； معدل العودة ； كمية التبريد عند قمة البرج ； كمية الإنتاج من قمة البرج وكمية الإنتاج من قاعدة البرج. يتم تشغيل البرج عن طريق تعديل هذه العوامل المؤثرة وفقًا لمتطلبات تركيب المنتجات في القمة والقاعدة. 33. ما تأثير تغير الضغط التشغيلي في برج التقطير على عملية التقطير؟ الجواب: يتم تصميم البرج وتشغيله تحت ضغط معين، ولذلك يجب الحفاظ دائمًا على ثبات الضغط في برج التقطير العادي. سيكون لتقلبات ضغط البرج تأثيرات التالية على تشغيله. (1) من أجل ضمان جودة المنتج وتحقيق التوازن في المواد، فإن تغيير الضغط التشغيلي سيؤدي إلى تغيير تركيبة التوازن بين الطورين الغازي والسائل على كل لوحة في البرج. مع ارتفاع الضغط، يقل تركيز المكونات الثقيلة في الطور الغازي، مما يؤدي إلى زيادة تركيز المكونات الخفيفة في الطور الغازي ； يزداد محتوى المكونات الخفيفة في الطور السائل، كما يتغير أيضًا النسبة الوزنية بين الطور السائل والغازي، مما يؤدي إلى زيادة كمية الطور السائل وانخفاض كمية الطور الغازي. النتيجة الإجمالية هي: ارتفاع تركيز المكونات الخفيفة في الجزء العلوي من الغاز، لكن كميتها تقل نسبيًا ； يزداد تركيز المكونات الخفيفة في سائل الغلاية، كما يزداد حجم سائل الغلاية. وبالمثل، مع انخفاض الضغط، يزداد كمية المنتجات الناتجة في قمة البرج، بينما ينخفض تركيز المكونات الخفيفة ； يقل حجم السائل في الغلاية، كما يقل تركيز المكونات الخفيفة. يجب الحفاظ على ضغط ثابت أثناء العمليات الطبيعية، ولكن إذا حدث خلل في العملية مما أدى إلى ارتفاع تركيز المكونات الثقيلة في المنتج الناتج في قمة البرج، فيمكن رفع الضغط المستخدم في العملية بشكل مناسب لضمان جودة المنتج، لكن في هذه الحالة سيزداد فقدان المكونات الخفيفة في الطور السائل. (2) النسبة المئوية للتبخر بين المكونات: مع زيادة الضغط، تنخفض النسبة المئوية للتبخر بين المكونات، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الفصل، والعكس صحيح. (3) تغيير القدرة الإنتاجية للبرج: مع زيادة الضغط وزيادة كثافة المكونات، تزداد قدرة البرج على المعالجة. (4) تقلبات ضغط البرج: سيؤدي ذلك إلى حدوث اضطراب في العلاقة بين درجة الحرارة والتركيب. نستخدم درجة الحرارة غالبًا في العمليات كمعيار غير مباشر لقياس جودة المنتج، لكن هذا صحيح فقط عندما تكون ضغوط البرج ثابتة. عندما يتغير ضغط البرج، يتغير نقطة الندى ونقطة الفقاعة في الخليط، مما يؤدي إلى تغيير توزيع درجات الحرارة في البرج بأكمله، كما يتغير أيضًا العلاقة بين درجة الحرارة وجودة المنتج. من التحليل أعلاه، يتضح أن تغيير ضغط التشغيل سيؤثر على أداء البرج بأكمله، لذلك يجب الحفاظ على ضغط ثابت أثناء التشغيل الطبيعي. وفقط عندما يتعرض التشغيل الطبيعي للبرج للخلل، يمكن إجراء تعديلات مناسبة على ضغط البرج ضمن النطاق المسموح به وفقًا لمؤشرات العملية المذكورة أعلاه. يجب الإشارة إلى أنه خلال عملية التقطير، قد تؤدي التغيرات في كمية المواد الخام المدخلة، وتركيبها، ودرجة حرارتها، بالإضافة إلى التغيرات في كمية البخار المستخدم لتسخين قاع البرج، وكمية المادة العائدة، ودرجة حرارتها، وكمية المادة المستخدمة لتبريد قمة البرج، بالإضافة إلى انسداد الألواح داخل البرج، إلى حدوث تقلبات في ضغط البرج. في مثل هذه الحالات، يجب علينا أولاً تحليل أسباب التقلبات في ضغط البرج، ومعالجتها في الوقت المناسب، حتى يعود العمل إلى طبيعته. ٣٤. ما تأثير حالة المواد الخام على عملية التقطير؟ الجواب: هناك خمس حالات للمواد الخام (١) المواد الخام الباردة ； (2) التغذية عند نقطة الغليان ； (3) تغذية مختلطة من الغاز والسائل ； (4) تغذية البخار المشبع ； (5) تغذية ببخار مسخن أكثر من اللازم. لتسهيل التحليل، لنفترض أن الطاقة المطلوبة لتحويل كل كيلوجرام من السائل إلى بخار مشبع هي δ، وهي تمثل الطاقة الكامنة للتبخر لكل كيلوجرام من المادة الأولية. من المعادلة أعلاه، يتضح أنه عند استخدام سائل بارد كمادة أولية، فإن δ > 1، وعند استخدام سائل في نقطة الغليان، فإن δ = 1، أما عند استخدام خليط من الغاز والسائل، فإن δ = 0