وعاء ضغط برجي: عمود معالجة صناعية - عمود تقطير وفصل للمعالجة الكيميائية

تُعدّ أبراج التقطير من المعدات الصناعية الأساسية القائمة على تقنية فصل التقطير، ولها تطبيقات واسعة النطاق. فهي لا تقتصر على تلبية احتياجات البحث العلمي والاختبار في المختبرات الصغيرة فحسب، بل تُلبي أيضًا متطلبات الفصل واسعة النطاق في الإنتاج الصناعي الضخم. وتحتل هذه الأبراج مكانةً لا غنى عنها، خاصةً في الصناعات الكيميائية والبتروكيميائية ومعالجة الوقود المتجدد وغيرها. ويعتمد مبدأ عملها الأساسي على استخدام فرق درجة غليان مادتين كيميائيتين أو أكثر في الحالة السائلة، ومن خلال سلسلة من العمليات كالتسخين والتبخير والتكثيف، يتم فصل المكونات المختلفة في الخليط بدقة، وذلك للحصول على مواد مستهدفة عالية النقاء، وتوفير مواد خام أو منتجات نهائية عالية الجودة للإنتاج والتجارب اللاحقة.

ترتبط درجة الغليان ارتباطًا وثيقًا بالضغط الخارجي. فالتغيرات في الضغط تؤثر بشكل مباشر على درجة غليان المواد، وهذه الخاصية هي الأساس الرئيسي لأبراج التقطير لضبط عمليات الفصل بدقة. على سبيل المثال، يغلي الماء عند 100 درجة مئوية تحت الضغط الجوي القياسي (1 بار)؛ وعندما ينخفض ​​الضغط إلى 0.1 بار، تنخفض درجة غليانه إلى 50 درجة مئوية. يكمن المنطق الأساسي وراء هذه الظاهرة في أن ضغط بخار الماء عند 100 درجة مئوية يساوي 1 بار، وعند 50 درجة مئوية يساوي 0.31 بار. وعندما يتوازن ضغط البخار مع الضغط الخارجي، تغلي المادة وتتبخر.

كمثال آخر، عند فصل خليط الإيثانول والماء، نجد أن ضغط بخار الإيثانول يبلغ 2.2 بار عند 100 درجة مئوية و0.31 بار عند 50 درجة مئوية، وهو أعلى من ضغط بخار الماء عند نفس درجة الحرارة. وكلما ارتفع ضغط البخار، زادت تقلبية المادة. لذا، يُعد الإيثانول أكثر تقلبًا من الماء، ويتبخر أولًا أثناء التسخين. ويمكن تحقيق فصل فعال للإيثانول عن الماء من خلال التكثيف والتجميع. حاليًا، تُقسم أنظمة التقطير الشائعة الاستخدام في الصناعة إلى نوعين رئيسيين: نظام الصواني ونظام التعبئة. وتوجد اختلافات واضحة بينهما من حيث الشكل الهيكلي، وموثوقية التشغيل، وقدرة تحمل الضغط. ويمكن اختيار النوع المناسب بمرونة وفقًا لخصائص المواد المراد فصلها، وحجم الإنتاج، وظروف التشغيل تحت الضغط، وغيرها من الاحتياجات.

لدينا نظام إنتاج متكامل لأبراج التقطير، قادر على تلبية احتياجات الإنتاج لمختلف الصناعات والأحجام بدقة، وبقدرة إنتاجية تغطي مواصفات متنوعة. وفيما يلي المواصفات: من حيث الحجم، يمكن تعديل قطر برج التقطير بمرونة من 1000 مم إلى 3400 مم، بما يتناسب مع مساحة الموقع ومتطلبات طاقة المعالجة المختلفة. تلبي المواصفات الصغيرة احتياجات المختبرات والشركات الصغيرة والمتوسطة، بينما تناسب المواصفات الكبيرة الإنتاج على نطاق واسع في المصانع الكيميائية الكبيرة. أما من حيث الوزن، فيتراوح وزن برج التقطير الواحد من 1500 كجم إلى 7000 كجم، وذلك تبعًا لاختلاف الحجم والمواد والهيكل الداخلي، مما يسهل نقله ورفعه وتركيبه وتشغيله في الموقع.

من حيث الطاقة الإنتاجية، تصل الطاقة القياسية إلى 1000 طن يوميًا، ما يلبي احتياجات الفصل لمعظم عمليات الإنتاج الصناعي متوسطة الحجم. في الوقت نفسه، يمكننا تصميم وإنتاج أبراج تقطير ذات طاقة إنتاجية أعلى وفقًا لاحتياجات الإنتاج واسعة النطاق للعملاء، متجاوزين بذلك حدود الطاقة القياسية ومحافظين على كفاءة الإنتاج. أما فيما يتعلق بدرجة حرارة التشغيل، فتصل درجة حرارة التشغيل القياسية لبرج التقطير إلى 275 درجة مئوية، ما يلبي احتياجات فصل معظم المواد التقليدية. ومن خلال نظام دقيق للتحكم في درجة الحرارة، يمكن الحفاظ على درجة حرارة التشغيل بثبات، ما يضمن استقرار وتناسق عملية الفصل، ويتجنب تأثير تقلبات درجة الحرارة على نقاء المنتج.

يُحدد اختيار المواد المستخدمة في برج التقطير بشكل مباشر مقاومته للتآكل، وعمره الافتراضي، وكفاءة فصله، ومجالات استخدامه. وبناءً على متطلبات ظروف التشغيل المختلفة، نختار مجموعة متنوعة من المواد عالية الجودة، لكل منها مزاياها الفريدة. وفيما يلي التفاصيل:

الفولاذ الكربوني:تشمل هذه النماذج بشكل رئيسي طرازات مثل A36 وA515 وA516 وCRM0، والتي تتميز بقوة عالية ومتانة جيدة وتكلفة تصنيع معقولة. تتمتع هذه النماذج بخصائص ميكانيكية مستقرة، وقدرة على تحمل ضغط ودرجة حرارة معينة، وهي مناسبة لفصل المواد غير المسببة للتآكل أو قليلة التآكل عن طريق التقطير، كما أنها مناسبة لظروف التشغيل التقليدية تحت الضغط، وتُستخدم على نطاق واسع في صناعة الإنتاج الكيميائي العامة.

الفولاذ المقاوم للصدأ:يغطي هذا المنتج نماذج شائعة الاستخدام مثل 304 و316 و309 و310 و321، وتتمثل مزاياه الأساسية في مقاومته للتآكل، ومقاومته للتقادم، وخصائصه الصحية العالية، وقلة تفاعلاته الكيميائية مع المواد. كما أنه مناسب لفصل المواد متوسطة التآكل مثل الأحماض والقلويات، ويتميز بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية، وعمر خدمة طويل، وسهولة الصيانة اللاحقة، مما يجعله مناسبًا للصناعات البتروكيماوية والكيميائية الدقيقة وغيرها.

سبيكة النيكل:تشمل هذه الطرازات موديلات مثل 200 و400 و600، والتي تتميز بمقاومة فائقة للتآكل ودرجات الحرارة العالية، حيث تتحمل التآكل الناتج عن بيئات شديدة التآكل كالأحماض والقلويات القوية والمذيبات العضوية، فضلاً عن قوتها الميكانيكية العالية. وهي مناسبة للصناعات الكيميائية والصيدلانية وغيرها من الصناعات المتطورة التي تتطلب معايير عالية للمواد، وتضمن التشغيل المستقر للمعدات على المدى الطويل.

سبيكة خاصة:مثل سبيكة 20، AL6XN، الفولاذ المزدوج 2205، وما إلى ذلك، والتي تتمتع بمزايا متعددة مثل مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والقوة العالية، وتتكيف مع ظروف العمل المعقدة والقاسية، ويمكنها تلبية احتياجات الفصل في ظروف التآكل العالي والضغط العالي ودرجة الحرارة العالية، وتتمتع بثبات وموثوقية قويين للغاية.

سبيكة نحاسية، سبيكة ألومنيوم، سبيكة تيتانيوم:تتميز سبائك النحاس بموصلية حرارية ممتازة وهي مناسبة لسيناريوهات الفصل التي تتطلب كفاءة عالية في نقل الحرارة؛ أما سبائك الألومنيوم فهي خفيفة الوزن، جيدة في الموصلية الحرارية ومعتدلة التكلفة، ومناسبة لظروف العمل الصغيرة والمتوسطة الحجم ذات الأحمال الخفيفة؛ بينما سبائك التيتانيوم مقاومة للتآكل، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، وذات قوة عالية، ومناسبة لظروف العمل القاسية للغاية، مثل فصل التقطير في ظل بيئات التآكل الشديد ودرجات الحرارة العالية والضغط العالي.

نولي اهتمامًا بالغًا بتفاصيل تصنيع أبراج التقطير، ونُجري معالجة دقيقة للمكونات الداخلية والهياكل الخارجية وأسطح اللحام، مما يضمن استقرارها الهيكلي وكفاءة إحكامها، ويُحسّن عمرها الافتراضي وفعالية فصلها. وتشمل طرق المعالجة ما يلي: طلاء جميع الأجزاء الخارجية والهيكلية المصنوعة من الفولاذ الكربوني بطلاء احترافي، مما يعزلها بفعالية عن الهواء والرطوبة، ويحميها من التآكل والصدأ، ويُطيل عمرها الافتراضي. كما يعتمد هيكل البرج على وصلة حاوية من نوع الفلنجة، تتميز بكفاءة إحكام ممتازة، وتُسهّل فكّها وفحصها وصيانتها، وتضمن عدم التسرب أثناء التشغيل، مما يُحسّن السلامة التشغيلية.

من حيث المكونات الداخلية، تم تجهيز الجهاز بأجزاء مساعدة كاملة، تشمل السدادات، وألواح دعم الحشوات، والحشوات نفسها، ومجمعات السوائل، وموزعات السوائل، وغيرها. تعمل السدادات على تثبيت المكونات الداخلية لمنع تحركها أثناء التشغيل؛ بينما تعمل ألواح دعم الحشوات والحشوات على زيادة مساحة التلامس بين الغاز والسائل، مما يحسن كفاءة الفصل؛ وتضمن مجمعات السوائل وموزعاتها توزيعًا منتظمًا وتدفقًا كافيًا للسائل، مما يضمن استقرار عملية الفصل. تعتمد المكونات السفلية على طريقتين للتثبيت: التوصيل بالبراغي أو اللحام، ويمكن اختيار الطريقة الأنسب وفقًا لظروف التشغيل الفعلية. يُسهّل التوصيل بالبراغي الصيانة اللاحقة، بينما يتميز التوصيل باللحام بثبات هيكلي أعلى وأداء إحكام أفضل.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن إضافة الفوهات وطبقات العزل والأغلفة الخارجية الملحومة بمرونة وفقًا لاحتياجات الإنتاج الفعلية للعملاء. تُستخدم الفوهات لتغذية المواد وتفريغها وإضافة المواد المساعدة؛ بينما تُقلل طبقات العزل من فقدان الحرارة الداخلية للمعدات، وتُخفض استهلاك الطاقة، وتمنع ارتفاع درجة حرارة سطح المعدات بشكل مفرط، مما يضمن سلامة المشغلين؛ أما الأغلفة الخارجية الملحومة فتُحسّن مقاومة التآكل لأجزاء اللحام وتمنع تلف وصلات اللحام بسبب التآكل. وباعتبارها المكون الداخلي الأساسي لبرج التقطير، توفر الصينية أنواعًا مختلفة مثل المناخل والصمامات والفقاعات والحواجز، والتي يمكن اختيارها وفقًا لمتطلبات عملية الفصل لضمان التلامس الكامل بين الغاز والسائل وفصل فعال.

نقدم مجموعة متنوعة من عمليات التقطير، وذلك تبعًا لخصائص المواد المختلفة، ومتطلبات الفصل، وأحجام الإنتاج. تتميز كل عملية بمزايا فريدة، وتناسب سيناريوهات صناعية مختلفة. التفاصيل كالتالي:

التقطير الدفعي:يتميز هذا الجهاز بسهولة التشغيل، حيث يتكيف مع احتياجات فصل المواد بكميات صغيرة ومتعددة الأنواع، مع انخفاض تكلفة الاستثمار في المعدات وسهولة ضبط معايير الفصل. وهو مناسب للمختبرات، ومصانع الكيماويات الصغيرة، والصناعات التي تنتج كميات صغيرة ومتعددة الأنواع، مثل صناعة الكيماويات الدقيقة وإنتاج المواد الوسيطة الصيدلانية.

التقطير المستمر:بفضل درجة الأتمتة العالية، يُمكن تحقيق إنتاج مستمر وعلى نطاق واسع، مع كفاءة فصل ثابتة ونقاء منتج موحد. وهو مناسب للإنتاج الصناعي واسع النطاق، وخاصة في صناعات البتروكيماويات ومعالجة الوقود المتجدد وغيرها، مما يُحسّن كفاءة الإنتاج بشكل كبير ويُقلل تكاليف العمالة.

التقطير التجريدي:تُعرف هذه العملية أيضاً باسم التقطير بالعزل الغازي، وتكمن ميزتها الأساسية في قدرتها على إزالة المكونات المتطايرة منخفضة التركيز من الخليط بكفاءة عالية، مع فصل دقيق واستهلاك منخفض للطاقة. وهي مناسبة لتطبيقات متنوعة مثل معالجة مياه الصرف الصحي، واستعادة المذيبات، وإزالة الشوائب الضئيلة من المواد الكيميائية الخام، كما هو الحال في صناعات حماية البيئة وإنتاج المواد الكيميائية المساعدة.

التقطير الأيزوتروبي:تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي لفصل المخاليط ذات درجات الغليان المتقاربة والتي يصعب فصلها بالتقطير التقليدي. وتعمل على تغيير درجة غليان المكونات بإضافة عامل أزيوتروبي لتحقيق فصل فعال. وهي مناسبة للصناعات الكيميائية الدقيقة، والصيدلانية، والتوابل، وغيرها، مثل الفصل العميق للإيثانول والماء، وتنقية التوابل، وما إلى ذلك.

التقطير الاستخلاصي:بإضافة عامل استخلاص، تزداد نسبة تطاير المكونات المختلفة في الخليط، مما يحسن كفاءة الفصل. ويمكن لهذه الطريقة معالجة المواد التي يصعب فصلها بالتقطير التقليدي، وهي مناسبة للصناعات البتروكيماوية والكيميائية الدقيقة وغيرها، مثل فصل المركبات العطرية عن غير العطرية، واستخلاص المعادن النادرة، وغيرها.

التقطير النهائي:تُعرف هذه التقنية أيضاً باسم التقطير، وتتميز بدقة فصل فائقة، وقدرة على إنتاج منتجات عالية النقاء، فضلاً عن سهولة التحكم بها. وهي مناسبة للصناعات التي تتطلب معايير عالية للغاية فيما يتعلق بنقاء المنتج، مثل الأدوية والمواد الإلكترونية والمواد الكيميائية المتطورة، وتضمن مطابقة جودة المنتج للمعايير المطلوبة.