Thread Content
عواملی که بر فرآیند تقطیر تأثیر میگذارند عبارتند از: ۱. تأثیر نسبت بازگشت； ۲. تأثیر وضعیت ورود مواد ； ۳. تأثیر میزان ورودی مواد ； ۴. تأثیر تغییرات ترکیب مواد ورودی ； ۵. تأثیر تغییرات دمای ورودی مواد ； ۶. تأثیر میزان مقدار سرمای اعمالشده در بالای برج ； ۷. تأثیر میزان استخراج از بالای برج ； ۸. تأثیر میزان استخراج از پایه برج ； ۹. تأثیر موقعیت ورود مواد ； ۱۰. تأثیر انواع پرکنندهها ； ۱۱. تأثیر نصب برج بر فرآیند تقطیر ； ۱۲. تأثیر سرعت بخار و چگالی پاشش. ۱. تأثیر نسبت بازگشت: تغییر مقدار نسبت بازگشت در حین عملیات، برای رعایت الزامات کیفی محصول، مسئلهای رایج است. هنگامی که میزان مواد سنگینتر در فراوردههای بالای برج افزایش مییابد، معمولاً از روش افزایش بازگشت مایع برای کاهش این مواد سنگینتر استفاده میشود تا کیفیت محصول مطلوب باقی بماند. هنگامی که اجزای سبک بخش تقطیر به بخش استخراج منتقل شده و باعث کاهش دمای قسمت پایینی کولون میشوند، میتوان با کاهش مناسب نسبت بازگشت، دمای مخزن را افزایش داد. افزایش نسبت بازگشت، در کولونهای تقطیری که محصول را از بالای کولون به دست میآورند، میتواند کیفیت محصول را بهبود بخشد؛ اما باعث کاهش ظرفیت تولید کولون و افزایش مصرف آب، برق و گاز میشود. نسبت بازگشت بیش از حد، منجر به میزان چرخش بالای مواد در داخل برج میشود و حتی میتواند باعث سرریز مایع شده و عملکرد طبیعی برج را مختل کند. ۲. حالتهای ورودی چه هستند و چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارند؟ پنج حالت برای ورودی مواد وجود دارد: (۱) ورودی سرد، (۲) مایع اشباع، (۳) مخلوط گاز و مایع، (۴) گاز اشباع، (۵) گاز بیشحرارتی. برای یک کولون با ورودی ثابت، تغییر در حالت ورودی مواد، بر کیفیت محصول و میزان هدررفتها تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال: اگر یک برج از مایع اشباع به عنوان ورودی استفاده کند، هنگامی که ورودی به صورت سرد در نظر گرفته شود، مایع وارد برج شده و در صفحات ورودی با بخارهایی که از بخش استخراج به بالا میآیند، تلاقی پیدا میکند؛ در نتیجه دمای آن به دمای اشباع میرسد. در همین حال، بخشی از بخارهای بالاآمده تبخیر میشوند. اگر تعداد صفحات بخش استخراج بیش از حد و تعداد صفحات بخش استخراج کافی نباشد، این امر منجر به افزایش اتلاف در مایع موجود در مخزن خواهد شد. در این مرحله، از نظر عملیاتی باید بخار مورد استفاده در ریبویلر بهطور مناسب تنظیم شود تا میزان جریان بازگشتی به کولون به مقدار اولیه خود برسد. ۳. تأثیر میزان ورودی مواد بر فرآیند تقطیر چیست؟ دو حالت وجود دارد: (۱) هنگامی که محدوده نوسانات میزان ورودی، در حد محدوده بار کندانسور بالای برج و مخزن گرمایشی باشد، در صورت تنظیم مناسب، تغییر قابل توجهی در دمای بالای برج و دمای مخزن رخ نخواهد داد و تنها بر سرعت بخارات در حال صعود در داخل برج تأثیر خواهد گذاشت. (۲) هنگامی که محدوده تغییرات میزان ورودی، فراتر از محدوده بار خنککن و گرمکن قسمت بالای برج شود، نه تنها باعث تغییر در سرعت بخارهای در حال صعود در داخل برج میشود، بلکه دمای قسمت بالا و پایین برج را نیز تغییر میدهد؛ این امر منجر به تغییر ترکیب تعادل گاز-مایع روی صفحات برج میشود و مستقیماً بر کیفیت محصولات خروجی از قسمت بالای برج و همچنین میزان اتلافات در قسمت پایین برج تأثیر میگذارد. به طور کلی، نوسانات بیش از حد در مقدار ورودی، تعادل طبیعی مواد و شرایط فرآیندی در داخل برج را مختل کرده و منجر به سری نوسانات میشود. بنابراین، باید ورودیها متعادل شوند و به دقت تنظیم گردند. ۴. تغییرات در ترکیب مواد ورودی چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ تغییرات ترکیب مواد ورودی، مستقیماً بر فرآیند تقطیر تأثیر میگذارد. هنگامی که مقدار اجزای سنگینتر در مواد ورودی افزایش یابد، بار بخش تقطیر نیز افزایش مییابد و این امر باعث میشود که اجزای سنگینتر به بالای برج منتقل شوند و محصول حاصل از بالای برج، نامرغوب شود. اگر مقدار اجزای سبکتر در مواد ورودی افزایش یابد، بار بخش استخراج نیز افزایش خواهد یافت و این امر منجر به از دست رفتن بیشتر اجزای سبکتر در محلول موجود در مخزن میشود. تغییرات در ترکیب مواد ورودی، باعث تغییراتی در تعادل مواد و شرایط فرآیند نیز میشود. ۵. تغییر دمای ورودی مواد، چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ تغییر دمای ورودی، تأثیر زیادی بر فرآیند تقطیر دارد. دمای ورودی پایین، بار حرارتی مخزن گرمایشی را افزایش داده و بار سرمایشی کندانسور بالای برج را کاهش میدهد. برعکس نیز صادق است. وقتی تغییرات دمای ورودی بیش از حد باشد، معمولاً بر دمای کل برج تأثیر میگذارد و در نتیجه تعادل بخار-مایع را تغییر میدهد. علاوه بر این، تغییر دمای مواد ورودی باعث تغییر وضعیت آنها میشود؛ این امر بر بار بخشهای تقطیر و استخراج تأثیر گذاشته و منجر به تغییراتی در کیفیت محصول و تعادل مواد میگردد. بنابراین، دمای مواد ورودی یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر فرآیند تقطیر است. ۶. میزان سرمای موجود در بالای برج، چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ میزان سرمای موجود در بالای برج، باعث تغییراتی در میزان جریان بازگشتی و دمای آن میشود. دوز سرما افزایش مییابد، میزان بازگشت نیز افزایش مییابد و دمای بالای برج کاهش مییابد ； کاهش مقدار سرما، باعث کاهش میزان جریان بازگشتی نیز میشود؛ این امر منجر به افزایش دمای بالای برج میگردد. بنابراین، مقدار سرمای مورد استفاده در بالای برج باید مناسب باشد. ۷. میزان محصول خارجشونده از بالای برج، چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ میزان خروجی از بالای توربین، ارتباط تنگاتنگی با میزان ورودی دارد: هرچه میزان ورودی افزایش یا کاهش یابد، میزان خروجی نیز به تبع آن افزایش یا کاهش مییابد؛ تا بتوان نسبت بازگشت ثابتی درون توربین حفظ کرده و عملکرد صحیح آن را تضمین نمود. اگر میزان ورودی مواد تغییر نکند، افزایش میزان خروجی از بالای برج، منجر به کاهش نسبت بازگشت میشود؛ در نتیجه فشار عملیاتی کاهش یافته و اجزای سنگینتر به بالای برج منتقل میشوند که باعث عدم کیفیت محصول میگردد. کاهش میزان خروجی، منجر به افزایش نسبت بازگشت میشود؛ در نتیجه مقدار مواد در داخل برج افزایش یافته، سرعت بخارات صعودی بالاتر میشود و تفاوت فشار بین بالای برج و پایین آن افزایش مییابد. در بلندمدت، این امر باعث رخ دادن پدیده «لیکوفلاوانس» میشود و در نتیجه محصول تولید شده در پایین برج، فاقد استانداردهای لازم خواهد بود. ۸. میزان تولید در پایه برج، چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ در فرآیند تقطیر، سطح مایع در پایه برج باید ثابت باقی بماند، در حالی که میزان مایع استخراجشده از پایه برج، باعث تغییرات در سطح مایع میشود. هنگامی که مقدار مایع خروجی از پایین برج زیاد شود، باعث کاهش سطح مایع درون برج یا خالی شدن آن میشود؛ این امر منجر به کاهش حجم چرخش مایع درون برج میگردد و در نتیجه انتقال حرارت به خوبی انجام نمیشود. در نتیجه، اجزای سبک نمیتوانند تبخیر شوند و هم محصولات قسمت بالای برج و هم محصولات قسمت پایین برج، فاقد استانداردهای لازم خواهند بود. اگر میزان استخراج از پایه برج خیلی کم باشد، منجر به افزایش بیش از حد سطح مایع در مخزن برج میشود؛ در موارد شدید، این سطح ممکن است از لوله تبخیر فراتر رود. این امر مقاومت چرخش مایع در مخزن را افزایش داده، منجر به عدم کارایی مناسب انتقال حرارت میشود و در نتیجه دمای مخزن کاهش یافته و عملکرد دستگاه تحت تأثیر قرار میگیرد. سطح مایع در مخزن بسیار پایین است؛ در صورت خالی شدن کامل، باعث میشود پمپ نتواند مایع را پمپاژ کند، تجهیزات آسیب ببینند و حوادثی رخ دهد. ۹. تأثیر محل ورود مواد خام بر فرآیند تقطیر: اگر ورودیهای مواد خام در برج تقطیر بیش از دو عدد باشد، معمولاً در ارتفاعات مختلفی از برج نصب میشوند. در فرآیند تولید، باید بسته به شرایط خاص، ورودی مناسب انتخاب شود و در صورت لزوم، تنظیمات لازم نیز انجام گیرد. بر اساس مفهوم بهترین موقعیت صفحه ورودی، در کولرهای تقطیری که مواد ورودی در دمای نقطه جوش یا نزدیک به آن وارد میشوند، انتخاب ورودی بر اساس هماهنگی ترکیب مواد ورودی با ترکیب صفحه ورودی تعیین میگردد. به طور کلی، هرچه مقدار اجزای فرار در مخلوط جداشده بیشتر شود، از ورودی با موقعیت بالاتری استفاده میشود؛ همچنین، هنگام تغییر وضعیت ورود مواد، موقعیت ورودی نیز به تناسب تنظیم میگردد. در صورت کاهش دمای مواد ورودی، از ورودی با موقعیت بالاتری استفاده میشود ； در مقابل، از ورودی تغذیه با ارتفاع پایینتر استفاده کنید. ۱۰. تأثیر انواع پرکنندهها: بر اساس روش پر کردن، میتوان آنها را به پرکنندههای خام و پرکنندههای منظم تقسیم کرد. با انتخاب انواع مختلف، کارایی جداسازی نیز متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال: در مقایسه با حلقههای لاسی با همان اندازه، جریان گاز-مایع در حلقههای بائول میتواند ۵۰٪ افزایش یابد؛ در حالی که فشار افت تنها نصف آن است و کارایی جداسازی نیز بهبود مییابد. بهبود آن، حلقه بائولی پلکانی است که یک سر بخش استوانهای آن به شکل لولهای توخالی ساخته شده است. بدین ترتیب، بین پرکنندهها تماس نقطهای ایجاد میشود؛ لایه پرکننده یکنواخت بوده و درصد خلأ آن زیاد است. در مقایسه با حلقههای بائول، مقاومت گاز ۲۵٪ کاهش یافته و ظرفیت تولید ۱۰٪ افزایش مییابد. ۱۱. نصب برج چه تأثیری بر فرآیند تقطیر دارد؟ مواد مختلف و فرآیندهای تولیدی متفاوت، الزامات متفاوتی برای تجهیزات برجی ایجاد میکنند. اما، معمولاً انتظار میرود که تجهیزات برجی دارای توانایی جداسازی بالا، ظرفیت تولید زیاد و عملکرد پایداری باشند. در مورد یک تجهیزات برجی ثابت، به دلیل مشکلات در نصب، ممکن است شرایط فوق برآورده نشوند. مواردی مانند بدنه برج، صفحات برج و دریچههای سرریز؛ اگر هنگام نصب مطابق استانداردها نباشند، میتوانند بر فرآیند تقطیر تأثیر بگذارند. (۱) بدنه برج: بدنه برج باید عمودی باشد؛ میزان کجی آن نباید از یک هزارم بیشتر شود، در غیر این صورت مناطق بیفعالی در صفحات برج ایجاد خواهد شد. در مورد برجهای تقطیر با قطر کم، اگر صفحات برج ابتدا به صورت جداگانه نصب شده و سپس متصل شوند، کجی بدنه برج مستقیماً بر افقی بودن تمام صفحات برج تأثیر خواهد گذاشت و باعث کاهش کارایی برج میشود. (۲) صفحات برج: صفحات برج باید افقی باشند و میزان افقی بودن آنها که با ترازو اندازهگیری میشود، نباید از ±۲ میلیمتر فراتر رود. اگر صفحات برج به صورت افقی نباشند، باعث عدم یکنواختی در ارتفاع لایه مایع روی صفحات میشود؛ در نتیجه بخاراتی که در داخل برج حرکت میکنند، میتوانند از نقاطی که ارتفاع لایه مایع کمتر است، عبور کنند و این امر باعث کاهش کارایی صفحات برج میشود. (۳) دریچه سرریز: فاصله دریچه سرریز تا صفحه برج زیرین، بسته به ظرفیت تولید و ارتفاع سد سرریز صفحه برج زیرین تعیین میشود. اما باید اطمینان حاصل شود که دریچه سرریز در مایع موجود در سینی دریافت مایع فرو رفته است تا بخارات بالاآمده را مسدود کند. اگر فاصله بین دریچه سرریز و صفحات بالایی توربین خیلی کم باشد، ممکن است جریان بازگشتی از صفحات بالایی نتواند به راحتی به صفحات پایینی برسد؛ این امر منجر به افزایش ارتفاع لایه مایع در صفحات بالایی و افزایش فشار در صفحات پایینی میشود. در موارد شدید، این وضعیت میتواند باعث سرریز مایع شود. اگر دریچه سرریز بیش از حد بالا باشد و از ارتفاع سد سرریز فراتر رود، بخارات در حال صعود «مسیر کوتاهی» را طی کرده و مستقیماً از لوله سرریز به تختههای بالاتری از برج میروند؛ در نتیجه عملکرد مهارکننده مایع انجام نشده و باعث کاهش کارایی تختههای برج میشود. هنگام نصب، برای انواع مختلف پلتها الزامات متفاوتی وجود دارد؛ در صورتی که نصب طبق این الزامات انجام نشود، ممکن است باعث کاهش بهرهوری تولید در توربین شود. ۱۲. تأثیر سرعت بخار و چگالی پاشش: در عملکرد برج پرکننده، میزان سرعت بخار تأثیر مستقیمی بر کارایی انتقال جرم دارد. هنگامی که سرعت جریان گاز کم است، سطح تماس تنها محدود به سطح پرکننده میشود و بازده انتقال ماده پایین است. با افزایش سرعت جریان گاز، بازده انتقال ماده نیز افزایش مییابد؛ اما هنگامی که سرعت جریان گاز از حد مجاز فراتر میرود، پدیده سرریز شدن مایع رخ میدهد که در عملیاتها مجاز نیست. میزان تراکم پاشش نیز تأثیری بر کارایی تقطیر در برج پرکننده دارد. هنگامی که چگالی پاشش بسیار کم باشد، سطح پرکننده نمیتواند به طور کامل توسط مایع مرطوب شود و این امر باعث کاهش کارایی تقطیر میشود ； هنگامی که چگالی پاشش بیش از حد باشد، مایع به جای عبور از سطح پرکننده، در امتداد دیواره برج جریان مییابد؛ این پدیده شدیدتر است و همان چیزی است که ما آن را جریان دیوارهای یا نشت مایع مینامیم، که باعث کاهش کارایی تقطیر میشود.