برج‌های فرایندی پتروشیمی

فرآيندهای اصلی تقطير، جذب، دفع و ... در برج ها انجام می پذيرد. در برج ها جريان مايع و گاز در سينی ها يا پکينگ ها در تماس با يکديگر قرار گرفته و تبادل جرم انجام می شود.

مبنای كار برج ها اختلاف در نقطه جوش هيدروکربنهای مختلف می باشد. هر چه هيدروکربن سنگين تر باشد نقطه جوش آن بالاتر بوده و بلعکس هر چه سبکتر باشد نقطه جوش پايين تری دارد.

در فرآيند توليد محصولات پالايشگاهی با عبور از مبدل هاي حرارتی گرم شده و وارد برج تقطير می شود که در فشار و دمای خاص عمل تقطير در طبقات مختلف يک برج انجام می شود.

در اين فرآيند محصولات بدست آمده در ارتفاع های مختلف يک برج از نازل های آن خارج می شوند.

برجها در گستره وسيعی از دماها و فشار های مختلف و با مواد متنوعی اعم از کربن استيل، استنلس استيل، کلد، دوپلکس، اينکونل، کرم موليبدن، مونل و ... و بر اساس استاندارد های گوناگونی مانند ASME, PD5500,AD_Merkblatt,UBC,ANSI, طراحی و ساخته می گردند.

شرکت دانش بنیان پترو کیمیا آروین افتخار دارد که در بيشتر پالايشگاه ها و مجتمع های پتروشيمی از جمله پالايشگاه امام خميني شازند- اراک، برج های پتروشیمی زنجان، برج های پتروشيمی ايلام، برج هاي پتروشيمي اروند، برج های پالايشگاه گاز ايلام، برج های پتروشيمی جم و .... نقش مؤثری در طراحی و ساخت و تحويل برج ها داشته است.

عملیات تقطیر، یکی از انرژی ‌برترین فرآیندهای جداسازی است. یک برج تقطیر صنعتی در یک واحد شیمیایی، حدود ۴۰ درصد انرژی مصرفی را به خود اختصاص می ‌دهد.

برج‌های تقطیر و تعداد سینی ‌های موجود در آن ‌ها متناسب با نوع محلول و میزان فراریت اجزای سازنده آن طراحی می ‌شود. بنابراین، قطر این برج‌ ها در صنایع شیمیایی و پالایشگاه‌ ها از ۶۵ سانتی‌ متر تا ۶ متر بوده و ارتفاعی در حدود ۶ تا ۶۰ متر و بیشتر خواهند داشت.

برج‌های تقطیر صنعتی معمولاً به‌ صورت پیوسته کار می‌کنند. نحوه کار یک برج تقطیر بدین ‌صورت است که ابتدا خوراک (Feed) که ممکن است مایع، گاز و یا مخلوطی از مایع و گاز باشد، از محل مشخصی وارد برج می ‌شود.

محل ورودی خوراک به حالت فیزیکی آن بستگی دارد. پس ‌از آن، حرارت لازم برای انجام عمل تقطیر و جداسازی توسط ریبویلر تأمین شده و به خوراک ورودی گرما می ‌دهد. بخار حاصله از برج بالا رفته و طی این حرکت با مایعی که از بالای برج به سمت پایین حرکت می‌کند، تماس پیدا می‌کنند.

تماس مایع با بخار روی سینی تقطیر باعث بالا رفتن دمای مایع شده و در نهایت دمای مایع به دمای حباب می ‌رسد. وقتی مایع به دمای حباب خود رسید، اولین ذرات بخار می ‌شود. این بخار غنی از ماده فرار (ماده با نقطه جوش کمتر) است.

از طرف دیگر بخاری که بالا می‌رود، سرد شده و ماده‌ای که دمای جوش بالاتری دارد، تحت فرآیند میعان به مایع تبدیل ‌شده و به سمت پایین برج حرکت می‌کند.

مهم‌ترین نکته در یک برج تقطیر ایجاد سطح تماس مناسب بین فاز مایع و بخار است. این بدین‌ صورت است که هرچه سطح تماس افزایش یابد، عملیات تفکیک و جداسازی با راندمان بالاتری انجام می ‌شود.

معمولاً در برج‌های جداسازی صنعتی برای افزایش سطح تماس بین دو فاز مایع و بخار از سینی ‌های کلاهکی یا بشقاب ‌های کلاهکی استفاده می ‌شود. همواره سبک ‌ترین محصولات با پایین ‌ترین نقطه جوش از بالای ستون و سنگین‌ترین محصولات با بالاترین نقطه جوش از پایین برج خارج می ‌شوند.

در برج‌ های تقطیر صنعتی، جهت بالا بردن راندمان و جداسازی بهتر محصولات، از مایع برگشتی یا همان ریفلاکس (Reflux) استفاده می‌کنند.