اصول تقطیر و تفکیک (distilation)

تقطیر(Distillation) یکی از مهم‌ترین و متداول‌ترین روش‌های جداسازی است و اساس آن بر توزیع اجزا بین دو فاز مایع و گاز بنیان گذاشته شده‌است. در واقع تقطیر یکی از متداول‌ترین راه‌های جداسازی مواد از یکدیگر به علت تفاوت نقطه جوش می‌باشد.

تقطیر یک فرایند فیزیکی برای جداسازی اجسام با دمای جوش متفاوت است.

برای پی بردن به این که فرایند تقطیر چگونه انجام می‌گیرد باید به رفتار محلول‌ها هنگام جوشیدن و متراکم شدن توجه کرد. محلول‌هایی با نسبت‌های متفاوت از دو ماده را می‌گذاریم تا در دمای جوش با بخار خود به تعادل درآیند. سپس ترکیب فاز مایع و فاز بخار را اندازه می‌گیریم و نمودار تغییر درصد مولی هر یک از فاز مایع و فاز بخار را در دماهای مختلف رسم می‌کنیم. مختصات y هر نقطه بر روی منحنی نمایانگر دمای جوش محلولی است که ترکیب درصدآن با مختصات x دراین نقطه داده می‌شود. در آزمایشگاه برای جداسازی مایعات فرار، اغلب از دستگاه تقطیر جزء به جزء استفاده می‌شود. یک ستون تقطیر یا جداسازی شامل یک استوانه عمودی حاوی دسته‌ای از بشقابک‌ها، یا حلقه‌های فولادی زنگ‌نزن، گلوله‌های شیشه‌ای یا تکه‌های سرامیک می‌باشد؛ که این مواد دارای سطح ویژه گسترده‌ای بوده و تماس خوبی را بین مایع - بخار در طول واحد تقطیر ممکن می‌سازند. در بالای ستون یک مبرد و در پایین آن یک واحد تبخیر کننده به نام بازجوشان (reboiler) قرار دارد. بالای ستون چون از منبع گرمایش دورتر است سردتر از پایین ستون می‌باشد و ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل در بالای ستون با ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل در پایین ستون می‌باشد؛ بنابراین در بالای ستون درصد ماده‌ای که دمای جوش کمتری دارد بیشتراست. در صنعت برای تقطیر در مقیاس تجارتی و جداسازی مخلوط چند ماده از برج تقطیر جزء به جزء مانند آنچه که دراینجا ملاحظه می‌نمایید استفاده می‌شود. در هر طبقه از برج از بشقابی حبابی مانند به کار رفته‌است. با اجرای مراحل گوناگون تقطیر نفت خام به فراورده‌های سودمندی تفکیک می‌شود؛ و بر مبنای دمای جوش خود از ترازهای مختلف برج خارج می‌شود.

فرآیند تقطیر در ابتدا بیشتر برای تغلیظ الکل استفاده می شد اما امروزه در تفکیک بسیاری از مخلوطها(مانند نفت خام و...) بکار میرود.

انواع روش‌های تقطیر

1. تقطیر در فشار محیط: در این روش، فرایند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.
2. تقطیر با بخار آب: وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد. فشار بخار یکی تحت تأثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آن‌ها برابر فشار محیط گردد تقطیر می‌شود.
3. تقطیر در خلاء: در این روش فرایند تقطیر در خلاء (در فشار ۴۰ میلی‌متر جیوه) صورت می‌گیرد.
4. تقطیر در خلاء و بخار: این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفاده هم‌زمان از پمپ خلأ جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. بطور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.
5. تقطیر در فشار: این روش برعکس تقطیر در خلأ بوده و باعث می‌شود که فرایند تقطیر در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکول‌های نفت گردیده و ترکیب آن‌ها را تغییر می‌دهد.

روش‌های جدید تقطیر: این روش‌ها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.

انواع تقطیر از نظر اجزا

1. تقطیر دو جزئی
2. تقطیر چند جزئی

- تقطیر دو جزئی

1. تقطیر تعادلی
2. تقطیر جزئی
3. تقطیر مداوم

- تقطیر چند جزئی

روش‌های میانبر (Short Cut Method)

1. روش فنسکی
2. روش آندروود
3. روش گیلیلان
4. روش براون و مارتین
5. روش ادولج
6. روش ادمیستر
7. روش تخمینی سینی به سینی
8. روش اسمیت
9. روش لویس- ماتسون
10. روش ترسیمی هنگستیبک
11. روش تیلی- گدس
12. روش وینکل و تاد

روش‌های دقیق (Exact Solution)

1. MESF
2. روش همگرایی تتا
3. روش همگرایی تتا برای برج‌های پیچیده
4. روش همگرایی تتا برای برج‌های تقطیر آزئوتروپی و استخراجی

1. انواع برج و کاربرد آن
             از نظر ساختمان داخلی
             از نظر استفاده در فرآیند
2. اجزا و مشخصات داخلی برج
              برجهای سینی دار
              برجهای PACKED
3. دستگاههای مرتبط
4. تعاریف و اصطلاحات
5. نکات ایمنی
6. عیوب و مشکلات
7. چک و ثبت متغیرها
8. در سرویس قرار دادن
9. از سرویس خارج کردن
10. آماده کردن شرایط و تحویل دادن جهت تعمیر
11. CASE STUDY & TROUBLE SHOOTING

جهت تهیه بسته آموزشی اصول تقطیر و تفکیک (distilation) از طریق اینستاگرام در ارتباط باشید
https://www.instagram.com/ir.npc