انواع سینی های برج تقطیر و کاربرد هر کدام

سینی برج تقطیر یکی از قطعات مهم در انواع برج تقطیر است که در صنایع شیمایی، پالایشگاه های نفت و مینی پالایشگاه ها جهت جداسازی مواد مخلوط و تهیه یک یا چند محصول خاص بکار می رود. توسط انواع سینی های برج تقطیر مانند سینی در پوش حبابی، سینی الک، سینی شیر، سینی دو جریان، سینی جت، سینی مشبک و سینی سرجنگی می توان بین مایع و بخار تعامل بهتری ایجاد کرد. هر چقدر تماس و تعامل بین مایع و بخار بهتر باشد فرآیند جداسازی مواد آسان تر خواهد بود.

انواع سینی در برج تقطیر

جریان بخار در در برج تقطیر از طریق سینی ها به سمت بالا و جریان مایع به سمت پایین حرکت می کند. محل قرار گرفتن و تعداد سینی ها به نرخ فرار محلول جدا شده وابسته است. در هر سینی به منظور افزایش راندمان جداسازی، باید سطح تماس و زمان مجاورت دو فاز مایع و گاز تا حد امکان افزایش پیدا کند. سینی ها در برج تقطیر در طرح های مختلفی وجود دارند که برای دسته بندی سینی ها در برج تقطیر، مواردی نظیر نیازهای اولیه، هزینه، سرمایه، خوراک مورد نیاز برای تقطیر و نحوه پردازش مورد توجه قرار می گیرد. همچنین می توان به جای سینی، از انواع پکینگ برج تقطیر استفاده کرد که به منظور بهبود جداسازی در ستون های تقطیر استفاده می شود.

از پرکاربردترین انواع سینی ها در برج تقطیر شامل موارد زیر هستند:

• سینی در پوش حبابی
• سینی الک
• سینی شیر
• سینی دو جریان
• سینی جت
• سینی مشبک
• سینی سرجنگی

1- سینی در پوش حبابی

سینی در پوش حبابی به یک سری کلاهک حباب دار مجهز است که سطح سینی را پوشش می دهد. هنگام عبور بخار از سینی، حباب هایی تولید می شود که نقش موثری در توزیع یکنواخت مایع روی سطح سینی دارند. درپوش ها در افزایش سطح تماس و جداسازی بهینه مایع از بخار کمک زیادی می کنند.

مزایای سینی درپوش حبابی

• به دلیل ایجاد حباب های یکنواخت، اختلاط بین بخار و مایع به خوبی انجام می شود.
• طراحی حبابی باعث می شود که خطر انسداد در سینی کاهش یابد.
• این سینی ها به خوبی می توانند در شرایط مختلف دما و فشار کار کنند.
• فرآیند ترکیب گاز با مایع، به بهترین شکل صورت می گیرد.

معایب سینی تقطیر درپوش حبابی

• به دلیل پیچیدگی ساخت، هزینه این نوع سینی نسبت به سایر انواع سینی ها بیشتر است.
• عبور بخار از رایزرها و کلاهک، باعث افت فشار بیشتری نسبت به سایر انواع سینی ها می شود.
• کار کردن با این سینی سخت است.
• فرآیند تمیز کردن آن دشوار است.

2- سینی برج تقطیر الک یا غربال

اجزای تشکیل دهنده سینی برج تقطیر الک، شامل یک لایه از مواد الک شده و یک صفحه سوراخ دار است. هنگام عبور بخار از سینی، مایع به واسطه مواد الک به صورت کاملاً یکنواخت در سطح صفحه توزیع می شود. با عبور بخار از سینی و توزیع یکنواخت مایع در سطح صفحه، میزان تماس افزایش پیدا کرده و جداسازی مایع و بخار در بهترین شکل صورت می گیرد.

مزایای سینی برج تقطیر الک

• در این نوع سینی افت فشار بسیار پایین است.
• به دلیل طراحی ساده، هزینه ساخت و نگهداری این سینی ها نسبت به سایر سینی ها کمتر است.
• سوراخ های یکنواخت در سینی باعث می شوند که جریان مایع و بخار به طور یکنواخت توزیع شود.
• فرآیند تمیز کردن آن نسبت به دیگر انواع سینی راحت تر و سریع تر است.
• سینی های الک قادر به جداسازی مؤثر ترکیبات با نقاط جوش نزدیک به هم هستند.

معایب سینی برج تقطیر الک

• در این نوع سینی احتمال وقوع ویپینگ بالا است.
• به دلیل جریان پیدا نکردن کامل گاز در مایع، فرآیند اخلال و ترکیب در این نوع سینی کارایی کمتری دارد.

3- سینی برج تقطیر شیر

عملکرد سینی شیر شباهت زیادی به سینی الک دارد. در این سینی جهت کنترل جریان مایع و بخار شیرهای متحرکی روی آن تعبیه شده است. این شیرهای متحرک به دلیل برخورداری از قابلیت باز یا بسته شدن، نقش موثری در حفظ جریان مایع در همه قسمت های سینی دارند.

روی صفحات این سینی پوششی وجود دارد که این پوشش هنگام ورود بخار به صفحه بالا می رود. با بالا آمدن پوشش، سرعت جریان بخار افزایش پیدا کرده و از این طریق بخار به درون صفحه وارد می شود. سپس بخار از طریق حوضچه های مایع بالا رفته و از صفحه خارج شده که در انتها نیز از طریق دهانه دریچه خارج می شود.

مزایای سینی شیر

• در این نوع سینی به دلیل باز شدن دریچه، احتمال ویپینگ بسیار پایین است.
• بین درپوش حبابی و سینی غربال، افت فشار ایجاد می شود.
• هزینه راه اندازی پایینی دارد.

معایب سینی شیر

• فرآیند مخلوط و ترکیب شدن در این سینی بیشتر است.
• تمیز کردن سینی برج تقطیر شیر سخت می باشد.
• کار کردن با آن دشوار است.

4- سینی برج تقطیر دو جریان

سینی دو جریان به نحوی طراحی شده است که مایع و بخار می تواند به صورت همزمان در هر دو جهت جریان پیدا کند. با جریان مایع و بخار به صورت همزمان در هر دو جهت، کارایی سینی برای جداسازی بهینه تر می شود. از این نوع سینی اغلب در برج های تقطیر که دارای قطر کمی هستند استفاده می شود زیرا در برج های تقطیر با قطر کم امکان دستیابی به سطح مورد نیاز بسیار دشوار است.

با استفاده از این دو جریان می توان تا حدود زیادی دستیابی به فلورانس های سطح مورد نیاز را امکان پذیر کرد. این نوع سینی ها در سراسر مقطع کامل برج، بر اساس یک الگوی یکنواخت نصب می شوند و سوراخ هایی با قطر زیاد دارند.

مزایای سینی دو جریان

• راندمان انتقال جرم این نوع سینی ها هنگام استفاده از موادی که دارای رسوب هستند نسبتا خوب است.
• با داشتن مسیرهای متعدد برای جریان، خطر انسداد در این سینی ها به حداقل می رسد.
• سینی دوجریان در شرایط مختلف دما و فشار عملکرد خوبی دارند.
• به دلیل عبور همزمان بخار و مایع، این سینی ها ظرفیت بالاتری نسبت به سینی های معمولی دارند و می توانند حجم بیشتری از سیال را پردازش کنند.
• داری خواص مکانیکی مطلوبی هستند.
• به دلیل عدم وجود سرریز و سوراخ های نسبتاً بزرگ، افت فشار در سینی دوجریان کمتر از سینی های دیگر است.
• در برابر مواد خورنده مقاومت بالایی دارند و به راحتی دچار زنگ زدگی نمی شوند.

5- سینی برج تقطیر جت

هنگام طراحی و ساخت برج تقطیر برای این نوع سینی، باید قطر برج تقطیر را زیاد در نظر گرفت. سینی برج تقطیر جت در مواقعی که مایع و گاز فشار بالایی دارند، استفاده می شود و دارای ویژگی های مختلفی نظیر ضد انسداد، شار بالا، فشار کم، راندمان بالا، انعطاف پذیری عملیاتی بالا و چرخه عملیات طولانی است.

مزایای سینی جت

• برخورداری از ظرفیت تولید بالا
• طراحی جت باعث می شود که تماس بین بخار و مایع به حداکثر برسد و در نتیجه کارایی جداسازی بهبود یابد.
• افت فشار در این نوع سینی ها نسبت به مدل های دیگر کمتر است.
• سینی جت قادر به کار در شرایط عملیاتی سخت مانند فشار و دمای بالا است.
• به دلیل طراحی سوراخ ها، احتمال انسداد سینی های جت کمتر است.

معایب سینی جت

• راندمان کم
• برخورداری از محدوده عملکرد پایین
• به دلیل پیچیدگی ساخت، هزینه ساخت و نصب سینی های جت بیشتر است.

6- سینی برج تقطیر مشبک

این نوع سینی کاملاً افقی است و سیال با سرعت یکنواختی روی سطح سینی پخش می شود، همچنین از همه کانال های آن، گاز به صورت یکسان عبور می کند. این نوع سینی با استفاده از فلزات ضد زنگ تولید شده و در برابر مواد خورنده مقاومت بالایی دارد.

7- سینی برج تقطیر سرجنگی

در این نوع سینی گاز و مایع در کنار یکدیگر قرار می گیرد و انتقال مایع به گاز و برعکس، در هر یک از سینی ها انجام می شود. بنابراین در هر سینی به منظور افزایش راندمان، انتقال سطح اتصال و زمان تماس بین دو فاز باید تا حد امکان بالا برود. فاصله بین سینی ها و قطر برج، بستگی به مقدار گاز و مایعی که هر بار از سینی عبور می کند دارد.

جمع بندی

سینی برج تقطیر به عنوان سطوحی برای تماس بین بخار و مایع عمل می کند و در طراحی های مختلفی مانند سینی در پوش حبابی، سینی الک، سینی شیر، سینی دو جریان، سینی جت، سینی مشبک و سینی سرجنگی وجود دارند. در حین فرآیند تقطیر، بخار مایع از زیر سینی ها به سمت بالا حرکت می کند و در تماس با مایع موجود بر روی سینی، تبادل حرارت و جداسازی ترکیبات را آسان می سازد.

عملکرد بهینه سینی ها می تواند تأثیر قابل توجهی بر کارایی و ظرفیت برج تقطیر داشته باشد، به همین دلیل پیاده سازی آن را باید به یک شرکت معتبر بسپارید. نیرونماد با طراحی و ساخت انواع برج تقطیر با بهترین کیفیت، به دریافت راندمان بالا در صنایع مختلف کمک زیادی می کند.