الهندسه الكيمياويه وصندوق الذهب الأسود - مقال كلاود
 إدعم  المنصة   
makalcloud
تسجيل الدخول

الهندسه الكيمياويه وصندوق الذهب الأسود

كثير ما يتردد على مسامعنا عبارات دائما تكون ذات معنى مبهم وغامض لدينا ؟ فمثلا صندوق الذهب الاسود .. احبتي الكرام .. فالنذهب في رحله صغيره للتعرف على ماهيه هذه العباره واسرارها

  نشر في 20 مارس 2015  وآخر تعديل بتاريخ 08 يناير 2016 .

اولاً ..

ماهو صندوق الذهب الاسود ؟

صندوق الذهب الاسود هو برج التقطير المستعمل في اغلب او جميع الصناعات الكيمياويه 

حيث يستعمل هذا الصندوق (البرج) في عمليات الفصل او التنقيه وغيرها من الصناعات 



ثانياً ..

ماهو اساس عمل هذا البرج وكيف تتم عمليات الفصل بداخله ؟

يعتمد برج التقطير  إعتمادًا كبيرًا على درجـــــــــة الغليان والوزن الجزئي للمكونات ومبدأ التطايرية للمركبـات حيــــث  ان لكل مكوّن درجة غليان يتحول فيها المـكوّن من سائل إلى غــــــاز، لينزل السائل أسفل البرج ويصعد الغاز إلى الأعلى فتتم عملية الفصل.

** يتم تصنيف ابراج التقطير  بناءًا على طبيعة الفصل

لأبراج التقطير تصنيفات عدّة تعــــتمد على عدّة معاير، فـــالبعض يُحـــب أن يُصنفها بناءًا على المكونات الداخله بالفصل فتصنّــــف إلى أبراج تقطير ثنائية و متعددة و مُعقدة، والبعض يفضّل تصنيفها إعتمادًا على عملية الفصل اما أن تكون العـــملية مُستمرة أو متقطّعة، والتصنيف الأعم هو تنصيفها بناءًا على طريقة وطبيعة الفصل في هذه الأبراج، وهنا تُصنّف إلــى ثلاثة أنواع مُختلفة وهي برج التقطير التفاضلي (Differential distillation tower) و برج التبخير الوميضي (Flash evaporation tower) و اخيرًا برج التقطير التجزيئي(Fractional distillation tower)

برج التقطير التفاضلي (Differential distillation tower)

 أسهل أبراج التقطير يحتوي على مكثّف ولايحتوي في الغالب على غلايّة مستقلة بل تتم عمـلية التسخين في صلب البرج، هي عملية متقطعة غير مستمرة في كثيرة من الأحيان، تتم التعبئة بمـــــكان التسخين نفـــــسه، ومع التسخين تتم عملية التبخير ليتكون طورين مختلفين ( غاز/ سائل )، تتم عملية الإنتقال ثم عملية التكثيف للمحـتوى، هذا البرج يستخدم عادة في صناعات الأدوية والغذاء أكثر من الصناعات البتروكيماوية.

ويتم اجراء الحسابات على هذا النوع من الابراج حسب معادله Rayleigh


برج التبخير الوميضي (Flash evaporation tower)

 يتم تغذيه هذا البرج بصوره مستمره فيها تتم جزئيًا ويسبقها بالعادة مُبــــادل حراري، تتميز هذا البرج بـعملية التــــــقطّع الوميضـــــي وهـــــــــذا مايـميز أسمه، تكون هــــــــناك عمــــلية إتزان كيميائي بين السائل والبُخار بالتأكـــــــيد يتم الوصول إلى هذا الإتزان بعـــــــد عمليات إنتقال للمادة عن طريق الإنتشــــار حتى تتوقف عملية الإنتقـــــال تمامًا لتبدأ عملية الإتزان بين الطورين

برج التقطير التجزيئي(Fractional distillation)


وهو من اعقد الابراج تصميما حيث يستعمل هذا النوع من الابراج دائما في عمليات تكرير النفط الخام الى مكوناته الاساسيه 

حيث تجري عمليه التقطير التجزيئي  على نطاق واسع جداً وبسعة تبلغ بضعة الاف من البراميل يومياً حيث يتم ضخ

النفط الخام بسرعة من خلال أنابيب فولاذية تمر داخل فرن التسخين وتسخن أما بحرق الغاز او

النفط بدرجات حرارة تصل الى 400

°

C . ثم يمر مزيج البخار والنفط بأبراج أسطوانية عمودية

يصل ارتفاعها الى 45م. حيث كل برج يحتوي على 40-30 طبقة تجزئة موضوعة على أبعاد

متساوية من بعضها تعمل هذه الصفائح للمساعدة على تكثيف المشتق النفطي. وتعتمد قابلية الفصل

على عدد الصفائح الموجودة في العمود.

جزء من السائل المتكثف يعرف بالمتصاعد Reflux ينصب من اعلى العمود وينساب الى

الاسفل من طبقة الى اخرى ويكون في تماس مع الابخرة المتصاعدة عليه فعند كل طبقة تحدث

كلا العمليتين التكثيف والتبخير وتستمر هذه الحالة الى ان يحدث توازن بالتركيز للمواقع

المطلوبة

      طريقة McCabe Thiele لحسابات برج التقطير

تستخــــدم طريقة McCabe Thiele في حســــــابات برج التقطير، الطريقة بيانة تعتمد على خطوط مستقيمة والتــــي بدورها تعتمد على معادلات حسابية لهذه الخطوط، و عن طريق شكل McCabe Thiele النهـــــائي يمكن إيــــجاد معلومات كثيرة عن برج التقطير منها أقل عدد من الصفائح   ويجب الملاحظه  ان هُنـــاك إعـــتمادات  على تـــقاطـــعات خــــط q line وهـو الخط المرتبط بحالة التغذية ويمثل الشكل التالي خطوط q إعتمادًا على نوع التغذية :


ماهي فرضيات  طريقة McCabe Thiele

تُبنى طــــريقة McCabe Thiele على عده فرضيات ، ويجب التاكد ان هذه الفرضيات غير صحيحه تماما بحيث عند تطبيق هذه الفرضيات صناعيا لاتعطي نتائج دقيقه اما الهذف من وضع هذه الفرضيات هو من اجل تسهيل  تطبيق الطريـــقة وطُــرق الحسابات فيها، 

1- المول الواحد المُتبخّر في البرج يساوي المول الواحد المتكثّف فيه.

2- لايوجدهناك  أي فقدان بدرجة الحرارة.

3- لايوجد أي تأثير حراري في البرج 

4- التكثيف بالبرج تكثيف تام.

تطبيق طريقة McCabe Thiele على برج التقطير

قعد يرى البعض طــــريقة McCabe Thiele صعبه جدا و مُعقدة لكن بالخطوات التدريجيه  السهلة وبمعرفة معادلات هذه الطريقه  جــــميعها يمكن إتقان هذه الطريقة، فهناك أكثـــــر من معادلة خط(لانها طريقه تعتمد على الرسم ) منها معادلة خط التشغيل للجزء العلوي ومعادلة خــــط التشغيل للجـــزء السفلي، بالإضافة إلى أهم المعادلات وهي معـــادلة منحنى الإتزان Equilibrium curve:

1- رسم الـx,y Diagram .

2- رسم منحنى الإتزان الكيميائي. Equilibrium curve

3- تحديد نسب X الثلاثة، للتغذية وللبخار وللسائل المُقطّر في الأعلى.

4- رسم خط التشغيل للجزء العلوي من البرج، إعتمادًأ على معادلته.

5- رسم خط التشغيل للجزء السفلي من البرج، إعتمادًا على معادلته.

6- البدء برسم خطوط الصفائح ( تكون بشكل مثلثات ) بين خط الإتزان وخط التشغيل.

وبهذا يكون  الرسم  قد إكتمل بشكله الأساســــي، وعدد المثلثات المرسومة هي عدد الصـفائح في البرج، اما المثلث الذي يقطعه الخط القائمة من نقطة X الخاصــــة بالتغذية، هي صفيحه  التغـــذية او الصفيحه  التي يدخل من عندها الخليط المُراد فصله، 



هذه جوله بسيطه عن عمليات التقطير واصناف وانواع الابراج المستعمله في هكذا عمليات 

حيث ان هناك اصناف وانواع اخرى وطرق اخرى لم يسعني الوقت لذكرها الان  

لكن نوعدكم بان هناك جوله تفصيليه اخرى تجمعنا باذن الله 

تقبلوا محبتي ومودتي 

اخوكم 

م. محمد سعد 



  • 3

  • eng.mohammad
    طالب في الجامعه التكنولوجيه قسم الهندسه الكيمياويه في المرحله الرابعه ضمن اختصاص تكرير النفط والغاز
   نشر في 20 مارس 2015  وآخر تعديل بتاريخ 08 يناير 2016 .

التعليقات


لطرح إستفساراتكم و إقتراحاتكم و متابعة الجديد ... !

مقالات شيقة ننصح بقراءتها !



مقالات مرتبطة بنفس القسم

















عدم إظهارها مجدداً

منصة مقال كلاود هي المكان الأفضل لكتابة مقالات في مختلف المجالات بطريقة جديدة كليا و بالمجان.

 الإحصائيات

تخول منصة مقال كلاود للكاتب الحصول على جميع الإحصائيات المتعلقة بمقاله بالإضافة إلى مصادر الزيارات .

 الكتاب

تخول لك المنصة تنقيح أفكارك و تطويرأسلوبك من خلال مناقشة كتاباتك مع أفضل الكُتاب و تقييم مقالك.

 بيئة العمل

يمكنك كتابة مقالك من مختلف الأجهزة سواء المحمولة أو المكتبية من خلال محرر المنصة

   

مسجل

إذا كنت مسجل يمكنك الدخول من هنا

غير مسجل

يمكنك البدء بكتابة مقالك الأول

لتبق مطلعا على الجديد تابعنا