ستون جداسازی (Distillation Column) در صنعت نفت و گاز برای تفکیک و جداسازی مواد مختلف در یک مخلوط مایع بر اساس نقاط جوش متفاوت آنها استفاده می‌شود. این تجهیزات برای فرآیندهای تقطیر بسیار حیاتی هستند و به صورت گسترده در صنایع نفت، گاز، شیمیایی و پتروشیمی استفاده می‌شوند. در ادامه، به تشریح ستون‌های جداسازی و عملکرد آنها می‌پردازیم.
ستون‌های جداسازی تجهیزاتی هستند که برای تفکیک و جداسازی ترکیبات مختلف موجود در مخلوط مایع به کار می‌روند. این جداسازی براساس تفاوت در نقاط جوش مواد انجام می‌شود. در این ستون‌ها، مخلوط مایع از بالای ستون وارد شده و به سمت پایین جریان می‌یابد. در این فرآیند، حرارت به مخلوط اضافه می‌شود تا بخارهای تشکیل شده به سمت بالا صعود کنند. در نتیجه، ترکیبات با نقاط جوش پایین‌تر در بخش‌های بالایی و ترکیبات با نقاط جوش بالاتر در بخش‌های پایین‌تر جمع‌آوری می‌شوند.
ستون‌های جداسازی که برای تفکیک و جداسازی مواد مختلف در مخلوط‌های مایع به کار می‌روند، به طور کلی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: ستون‌های سینی‌دار و ستون‌های پرکننده.
ستون‌های سینی‌دار شامل سینی‌های افقی هستند که در فواصل معین در طول ستون قرار دارند و بخار و مایع از طریق این سینی‌ها به تبادل حرارت و جرم می‌پردازند. سینی‌های مختلف شامل سینی‌های غربالی، سینی‌های کلاهکی، و سینی‌های فیلتر هستند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.
این نوع ستون‌ها برای بارگذاری‌های بالاتر و شرایط پیچیده‌تر مناسب هستند و در فرآیندهای تقطیر صنعتی به طور گسترده استفاده می‌شوند.
ستون‌های پرکننده با استفاده از مواد پرکننده مانند پرکننده‌های دانه‌ای یا ساختاری، سطح تماس بین بخار و مایع را افزایش می‌دهند. این پرکننده‌ها شامل حلقه‌های Raschig، پرکننده‌های Berl، و پرکننده‌های مشبک هستند و به بهبود انتقال جرم و حرارت کمک می‌کنند.
ستون‌های پرکننده به دلیل طراحی ساده‌تر و افت فشار کمتر، معمولاً در بارگذاری‌های متوسط و فرآیندهای کمتر پیچیده‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
هر نوع ستون جداسازی ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که برای شرایط و نیازهای خاص فرآیندهای صنعتی طراحی شده است. ستون‌های سینی‌دار به دلیل دارا بودن سینی‌های متعدد که به تبادل حرارت و جرم کمک می‌کنند، برای فرآیندهایی که نیاز به کنترل دقیق جریان بخار و مایع دارند، مناسب هستند. ستون‌های پرکننده به دلیل ساختار پرکننده‌ها که سطح تماس بیشتری را فراهم می‌آورد، برای فرآیندهایی که در آنها افت فشار و هزینه‌های نگهداری کم اهمیت هستند، ایده‌آل‌اند. انتخاب مناسب بین این دو نوع ستون به ویژگی‌های خاص فرآیند، هزینه‌های عملیاتی، و نیازهای عملکردی بستگی دارد.
ستون‌های جداسازی در صنعت نفت و گاز از چندین بخش کلیدی تشکیل شده‌اند که هرکدام نقش مهمی در عملکرد بهینه فرآیند جداسازی ایفا می‌کنند. مخزن تغذیه برای ذخیره و آماده‌سازی مایع ورودی استفاده می‌شود و باید به گونه‌ای طراحی شود که جریان ورودی را به طور یکنواخت به ستون منتقل کند. سینی‌های تقطیر (در ستون‌های سینی‌دار) یا پرکننده‌ها (در ستون‌های پرکننده) برای تسهیل تبادل حرارت و جرم بین بخار و مایع به کار می‌روند.
مبدل‌های حرارتی برای تأمین و تنظیم دمای فرآیند به کار می‌روند، که به تبخیر مؤثر و تقطیر مواد کمک می‌کند. چگالنده‌ها برای تبدیل بخار به مایع و بازیابی حرارت اضافی استفاده می‌شوند، که عملکرد کلی فرآیند را بهبود می‌بخشد. پمپ‌ها برای گردش و تنظیم فشار و جریان سیالات در ستون به کار می‌روند و نازل‌ها و خروجی‌ها به هدایت محصولات نهایی و سیالات ورودی و خروجی کمک می‌کنند. این اجزا به طور همزمان و هماهنگ عمل می‌کنند تا فرآیند جداسازی با بالاترین کارایی و کمترین هزینه انجام شود.
مخزن تغذیه برای ذخیره و آماده‌سازی مایع ورودی به ستون استفاده می‌شود. این مخزن باید به گونه‌ای طراحی شود که سیالات را در شرایط مطلوب به ستون وارد کند.
برای تأمین حرارت مورد نیاز برای تبخیر مواد در ستون‌های جداسازی، مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات به تنظیم دما و افزایش کارایی فرآیند کمک می‌کنند.
چگالنده‌ها برای خنک‌سازی بخار و تبدیل آن به مایع استفاده می‌شوند. این مایع چگالیده شده به قسمت‌های پایین ستون هدایت می‌شود.
این اجزا برای هدایت سیالات و محصولات نهایی به بخش‌های مختلف ستون و همچنین خروجی‌های نهایی طراحی شده‌اند.
کاربردها: ستون‌های جداسازی در صنایع نفت و گاز برای تقطیر نفت خام، جداسازی بنزین از دیزل، و تولید محصولات پتروشیمیایی استفاده می‌شوند.
مزایا: این تجهیزات به افزایش کارایی فرآیندها، کاهش هزینه‌های انرژی، و بهبود کیفیت محصولات کمک می‌کنند.
برج‌های خلا و ستون‌های جداکننده هر دو از تجهیزات مهم در صنعت نفت، گاز و شیمی هستند که برای انجام فرآیندهای جداسازی و تقطیر استفاده می‌شوند. هر چند که این دو تجهیز در اهداف کلی مشابه هستند، اما تفاوت‌های کلیدی در طراحی، کاربرد و عملکرد آنها وجود دارد. در ادامه به تشریح این تفاوت‌ها می‌پردازیم:
ستون‌های جداکننده برای جداسازی مواد مختلف از یک مخلوط مایع بر اساس تفاوت در نقاط جوش یا ویژگی‌های دیگر آنها طراحی شده‌اند. این ستون‌ها معمولاً تحت فشارهای اتمسفری یا بالاتر کار می‌کنند. این ستون‌ها برای تفکیک و جداسازی ترکیبات مختلف در فرآیندهای تقطیر، جذب، و استخراج استفاده می‌شوند. آنها می‌توانند در شرایط فشار اتمسفری، فشار بالا یا فشار پایین عمل کنند.
ستون‌های جداسازی می‌تواند تحت فشار اتمسفری، فشار بالا، یا فشار پایین عمل کند، بسته به نیاز فرآیند و نوع جداسازی. که از مزایای آن می‌توان به انعطاف‌پذیری در شرایط فشار برای انواع مختلف فرآیندهای جداسازی اشاره کرد.
از کاربردهای ستون‌های جداسازی می‌توان به تقطیر، جذب، استخراج، و جداسازی در صنایع شیمیایی، نفت و گاز اشاره کرد. از این نوع تجهیز می‌توان برای جداسازی ترکیبات با نقاط جوش مختلف، ترکیبات آلی و معدنی، و مواد دیگر استفاده کرد.
ستون‌های جداسازی در مقایسه با برج‌های خلا گستره وسیع‌تری از کاربردها بر اساس نوع فرآیند و نیازهای عملیاتی دارند.
برج خلا برای تقطیر مایعات در شرایط فشار پایین (خلاء) طراحی شده است. این کاهش فشار به کاهش دمای جوش مواد کمک می‌کند، که به ویژه در مواردی که مواد دارای نقاط جوش بالا هستند، مفید است.
با کاهش فشار در داخل برج، مواد با نقاط جوش بالا در دماهای پایین‌تر تبخیر می‌شوند. این فرآیند به ویژه در تقطیر مواد سنگین و حساس به حرارت مانند نفت خام و محصولات پتروشیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این نوع تجهیز برای کار در شرایط فشار پایین، معمولاً کمتر از فشار اتمسفری طراحی شده است. این کاهش فشار به تبخیر در دماهای پایین‌تر کمک می‌کند.
برج‌های خلا مناسب برای جداسازی مواد با نقاط جوش بالا و جلوگیری از تجزیه حرارتی مواد حساس به حرارت هستند.
عمدتاً در تقطیر نفت خام، جداسازی مواد سنگین، و فرآیندهای پتروشیمیایی که نیاز به کاهش دما و فشار دارند، استفاده می‌شود. برج‌های خلا مناسب برای مواد با نقاط جوش بالا و مواد حساس به حرارت هستند.
به طور خلاصه، برج‌های خلا برای کار در فشار پایین طراحی شده‌اند و به طور خاص برای جداسازی مواد با نقاط جوش بالا و حساس به حرارت مناسب هستند. ستون جداسازی، به طور کلی، برای جداسازی و تقطیر مواد تحت فشارهای مختلف طراحی شده‌اند و دارای کاربردهای گسترده‌تری در فرآیندهای صنعتی هستند. طراحی و عملکرد این دو نوع تجهیزات به نیازهای خاص فرآیند و ویژگی‌های مواد بستگی دارد.
شرکت پتروسازه بین الملل آرام مجری انواع مخازن ذخیره تحت فشار، ستون های جداسازی، برج تقطیر، برج خلا، وسل، فلر، کوره و… می‌باشد. این مجموعه با بهره‌گیری از نیروهای متخصص و تجهیزات مورد نیاز، امکان ساخت ستون جداسازی را دارا می‌باشد. جهت دریافت مشاوره تخصصی با کارشناسان پتروسازه بین الملل آرام تماس حاصل نمایید.
