جریان برگشتی یا رفلاکس در برج تقطیر به معنای بازگشت بخارات تقطیر شده به سمت پایین برج و تماس مجدد آن ها با مایع در حال جریان است. در این پروسه بخاراتی که از پایین برج به سمت بالا حرکت می کنند، با مایع های سنگینی که به سمت پایین سرازیر می شوند تماس پیدا کرده و از این طریق تبادل حرارتی و جرم بهینه تری بین بخارات و مایع انجام می گیرد. هرچه میزان رفلاکس بیشتر باشد، جداسازی ترکیبات سبک از سنگین به نحو بهتری انجام می گیرد و محصولات نهایی با خلوص بالاتری تولید می شوند.
نحوه عملکرد جریان برگشتی در برج تقطیر (ریفلاکس)
جریان برگشتی در برج تقطیر باعث می شود بخارات حاصل از تقطیر که به سمت بالا حرکت می کنند، به تدریج در تماس با سطح خنک کننده ای که در بالای برج قرار دارد قرار بگیرند و در نتیجه بخارات به مایع تبدیل شوند. این فرآیند باعث تفکیک مایعات با نقاط جوش مختلف از یکدیگر می شوند.
انواع جریان برگشتی در برج تقطیر
جریان برگشتی در برج تقطیر انواع مختلفی دارد که هر کدام ویژگی های منحصربه فردی دارند و باعث می شوند رفلاکس بهتری در برج تقطیر انجام بشود.
- جریان برگشتی کامل در برج تقطیر
- جریان برگشتی خارجی در برج تقطیر
- جریان برگشتی داخلی در برج تقطیر
- جریان برگشتی سرد در برج تقطیر
- جریان برگشتی گرم در برج تقطیر
جریان برگشتی کامل در برج تقطیر
جریان برگشتی کامل در برج تقطیر به حالتی اشاره دارد که تمام بخارات تولید شده در ناحیه تقطیر به طور کامل به پایین برج بازگردانده می شوند. جریان برگشتی کامل زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که هدف دستیابی به بالاترین خلوص ممکن در جداسازی ترکیبات است. با این روش، بخار در تماس مداوم با مایعات قرار گرفته و تبادل حرارتی بهینه ای بین آن ها صورت می گیرد. جریان برگشتی کامل به دلیل عدم تولید محصول، تنها به صورت موقت و برای اهداف خاص به کار می رود.
جریان برگشتی خارجی در برج تقطیر
جریان برگشتی خارجی در برج تقطیر، شامل بازگرداندن بخشی از مایع تقطیر شده در بالای برج به داخل آن می شود. پس از اینکه بخارات پایین برج به سمت بالا صعود کرده و توسط کندانسور به مایع تبدیل شدند، بخشی از این مایع به عنوان محصول نهایی خارج شده و بخش دیگر به عنوان جریان برگشتی به بالای برج بازگردانده می شود. این مایع برگشتی با عبور از انواع سینی های برج تقطیر، با بخارات در حال صعود تماس پیدا می کند و باعث افزایش غلظت ماده با نقطه جوش بالاتر در مایع می شود. این چرخه باعث بهبود جداسازی، افزایش راندمان برج و کنترل دمای بالای برج می گردد.
جریان برگشتی داخلی در برج تقطیر
جریان برگشتی داخلی توسط سینی ها و انواع پکینگ برج تقطیر کنترل می شود و بر خلاف جریان برگشتی خارجی که از کندانسور به بالای برج برگردانده می شود، به صورت خودکار و در اثر اختلاف دما و فشار بین سینی های مختلف ایجاد می شود. بخاراتی که از سینی پایین تر به سمت بالا حرکت می کنند، با برخورد به سینی بالایی که دمای پایین تری دارد، به مایع تبدیل می شوند. این مایع به عنوان جریان برگشتی داخلی، روی سینی جاری شده و با بخارات در حال صعود از سینی زیرین، در تماس قرار می گیرد. این تماس باعث انتقال جرم و حرارت بین دو فاز شده و به جداسازی بهتر اجزای مخلوط کمک می کند.
جریان برگشتی سرد در برج تقطیر
جریان برگشتی سرد در برج تقطیر به بازگرداندن بخشی از مایع تقطیر شده به بالای برج پس از عبور از یک کندانسور و خنک سازی اشاره دارد. این مایع سرد شده، که دمایی پایین تر از دمای بخارهای بالای برج دارد، به داخل برج بازگردانده می شود تا با بخارهای در حال صعود تماس پیدا کند. این فرآیند باعث می شود تا اجزای سنگین تر موجود در بخارها به مایع تبدیل شده و به سمت پایین برج حرکت کنند. هرچه اختلاف دمای بین بخارات و جریان برگشتی بیشتر باشد، میزان بازدهی جداسازی افزایش می یابد.
جریان برگشتی گرم در برج تقطیر
جریان برگشتی گرم در برج تقطیر به این صورت است که مایعات میعانی با دما و انرژی حرارتی بالا به قسمت های بالایی برج باز می گردند تا با بخارات داغ در تماس قرار بگیرند. جریان برگشتی گرم در برج تقطیر در مواقعی که هدف افزایش دما و بهبود تبادل حرارتی میان بخار و مایع است، مورد استفاده قرار می گیرد. با بازگشت مایعات گرم به برج، بخارات موجود در برج با دریافت حرارت از این مایعات، به حالت مایع تبدیل شده و در نتیجه فرآیند جداسازی بهینه تر انجام می شود. جریان برگشتی گرم می تواند به کاهش مصرف انرژی کمک کند، زیرا انرژی حرارتی موجود در مایعات برگشتی می تواند برای تبخیر مایعات پایین رو استفاده شود.
مزایای استفاده از جریان برگشتی در برج تقطیر
از مهم ترین مزایای جریان برگشتی برج تقطیر شامل موارد زیر می شود:
- بازگرداندن مواد اولیه به فرآیند تولید، به کاهش هزینه های عملیاتی منجر می شود.
- جریان برگشتی باعث بهبود تماس بین بخار و مایع شده، که در نتیجه به افزایش خلوص محصولات نهایی کمک می کند.
- بازگشت مواد به چرخه تولید، میزان پسماند تولید شده را کاهش می دهد.
- جریان برگشتی به بهینه سازی مصرف انرژی کمک می کند، زیرا حرارت موجود در بخارات می تواند به مایعات پایین رو منتقل شود.
افزایش خلوص محصول
اصلی ترین مزیت جریان برگشتی، افزایش دقت و کیفیت جداسازی است. وقتی بخشی از مایع تقطیر شده به برج برگردانده می شود، با بخارات در حال صعود از پایین برج تماس پیدا می کند. این تماس باعث چگالش بخشی از بخارات و انتقال جرم بین دو فاز می شود. در نتیجه، غلظت اجزا با نقطه جوش بالاتر در مایع افزایش یافته و بخارات صعودی غنی تر از اجزای با نقطه جوش پایین تر می شوند. این فرآیند بارها در طول برج تکرار شده و جداسازی مؤثرتری را فراهم می کند.
نتیجه گیری
جریان برگشتی در برج تقطیر به منظور افزایش خلوص محصولات و بهینه سازی عملکرد برج تقطیر انجام می شود. در این جریان، قسمتی از مایع تقطیر شده به جای خروج از برج، مجدداً به بخش بالایی آن بازگردانده می شود. این عمل باعث افزایش سطح تماس میان بخار و مایع در برج می شود و در نتیجه می تواند به جداسازی بهتر اجزای مختلف مخلوط منجر گردد. نیرونماد مجری طراحی و ساخت برج تقطیر، آمادگی اجرای انواع پروژه برج تقطیر با بهینه ترین قابلیت رفلاکس را دارد.
