برج تقطیر

{distillation tower} [شیمی، مهندسی شیمی] ← ستون تقطیر

برج تقطیر، ( به انگلیسی: Distillation column یا fractionating column یا fractionation column ) یکی از بخش های اصلی و مهم در فرایند تقطیر آزمایشگاهی و صنعتی است. گونه صنعتی آن در ابعاد مختلف ساخته می شود و در صنایعی چون نفت و پتروشیمی و بیشتر برای جداسازی هیدروکربن ها از یکدیگر به کار می رود. داخل برج های تقطیر صنعتی قسمت هایی به نام سینی های تقطیر قرار دارند که عمل جداسازی در آن ها انجام می شود و شمار و روش چیدمان آن ها متناسب با نوع مواد جداشونده و ظرفیت تولید متفاوت است. گونه آزمایشگاهی آن معمولاً از جنس شیشه می باشد و برای مقادیر کم یا نمونه های آزمایشی به کار می رود.

💡 دیگر روش‌های موجود برای محاسبه سینی‌ها در برج تقطیر عبارتند از روش پانچون-ساواریت و معادله فنسک. این روش‌ها نسبت به روش مک کیب-تیل اطلاعات دقیق‌تری به دست می‌دهند ولی در عوض پیچیدگی محاسبات در آن‌ها بالاتر است. روش مک کیب-تیل نسبت به این روش‌ها ساده‌تر می‌باشد ولی خطای آن بیشتر است.

💡 برای جداسازی محلول‌های آزئوتروپ روش‌های زیادی پیشنهاد شده‌است اما بهترین آن استفاده از چند برج تقطیر به صورت سری است که طی این فرایند با هر بار جابجایی نمودار از بالای خط

💡 در برخی موارد به علت وجود یک بویلر مرکزی در واحد صنعتی، از یک ریبویلر مخصوص برای برج تقطیر استفاده نمی‌شود و مایع پایینی برج پس از خروج به بویلر فرستاده شده و بخار خروجی از بویلر مجدداً به پایین برج تزریق می‌شود.

💡 ویژگی مهم روش مک کیب-تیل سادگی آن برای بیان یک فرایند پیچیده صنعتی و فیزیکی است، به‌طوری‌که با استفاده از یک نمودار ساده می‌توان به شکل کلی تغییرات داخل یک برج تقطیر را بررسی کرد. این روش اگرچه دارای خطای زیادی است ولی از لحاظ آموزشی دارای اهمیت بالایی است، طوری‌که تقریباً در تمام دانشگاه‌های جهان در رشته مهندسی شیمی تدریس می‌شود.

💡 در داخل ستون، مایع رفلاکس پایین جریان خنک‌سازی و متراکم شدن بخارات در حال جریان را فراهم می‌کند و در نتیجه کارایی برج تقطیر را افزایش می‌دهد. هر چه رفلاکس بیشتر و/یا سینی های بیشتری ارائه شود، جداسازی برج از مواد با جوش کمتر از مواد با جوش بالاتر بهتر است.

💡 شرایطی که در بالا مورد بررسی قرار گرفت ساده‌ترین حالت یک برج تقطیر یعنی یک خوراک ورودی و محصول بالا و پایین است. اما ممکن است در برخی شرایط تغییراتی در شکل و نحوهٔ جداسازی در برج انجام گیرد که در ادامه به تعریف آن‌ها و بررسی معادلات آن می‌پردازیم.