Definição da torre/coluna de destilação

Candela Rocío Barbisan
Engenharia Química

As torres ou colunas de destilação são vasos de pressão onde ocorre a separação dos diversos componentes que compõem a corrente de alimentação. O princípio de funcionamento baseia-se na diferença entre as temperaturas de evaporação de cada uma das substâncias e a sua volatilidade.

fundamentação teórica

Como toda destilação, a essência do processo é baseada na esquema:

Uma torre de destilação possui uma fonte de calor na parte inferior, como o Reboiler, o que gera que, graças à entrega de energia calórica, parte dos componentes (um ou mais) passa para a fase de vapor. À medida que sobem pela coluna, encontram o líquido descendente, por Portanto, ao atingir o topo da coluna, a corrente de vapor é alimentada pelo mais volátil Enquanto isso, os componentes mais pesados ​​eram arrastados pelo líquido que descia em contracorrente. É por isso que se diz que as correntes líquidas estão em seu ponto de bolha, enquanto as correntes de vapor estão em seu ponto de orvalho.

Quando essas correntes trocam energia, eles trocam massa simultaneamente e isso acontece em cada etapa, ou seja, em cada prato (também pode ser um recheio) simbolizado por uma linha horizontal interna na torre.

Quando a fração de vapor atinge o topo da torre, segue para um condensador, onde é obtida produto destilado e onde uma parte dessa corrente, conhecida como refluxo, entra novamente no torre.

Deve-se levar em conta que na imagem anterior está representada graficamente uma destilação do tipo binária, ou seja, apenas dois componentes na corrente de energia Eles são separados, extraindo um do topo e outro do fundo. Porém, existem destilações de múltiplos componentes, onde em cada etapa da torre é possível separar um componente diferente.

Formulários

As indústrias que utilizam torres de destilação são muitas e, portanto, dependendo de sua utilização será o diâmetro e o comprimento, o material de fabricação e seu tipo de placa ou recheio. Por exemplo, uma torre de destilação é o coração das refinarias de petróleo bruto no mundo. Quando o óleo chega a uma estação de tratamento, ele passa primeiro por um processo de dessalinização e depois por fornos de alta pressão. temperatura. Em seguida, é introduzido na própria torre, onde os componentes mais voláteis sobem pelos estágios e os de maior temperatura de ebulição caem em direção ao fundo da torre e os condensados ​​no topo são coletados em baldes.

Para manter a temperatura da torre existem vários mecanismos, principalmente aqui o óleo diesel é normalmente reciclado e querosene (componentes da mistura original), antes de sua reentrada, são resfriados em um trocador de calor. aquecer. Considerando que, no topo, a “cabeça de refluxo” mantém a temperatura certa no topo.

Para entender o tamanho significativo dessas torres, entre 60 m e 80 m de comprimento e 6 m de diâmetro, devemos entender a importância disso no processo. Da mistura inicial é possível separar óleo diesel pesado (a 340°C), óleo diesel leve (a 280°C), querosene (a 210°C) e nafta (a 180 °C), daí deriva o extenso comprimento necessário para cobrir todas as etapas de fracionamento do misturar. Por sua vez, o componente mais pesado é obtido na parte inferior da torre: óleo combustível.

Em plantas de fracionamento também são usados ​​para adoçar o gás, por exemplo, em torres de contator de amina, ele é obtido de cima o gás doce, enquanto na parte inferior a corrente amina com teor de gás ácido, corrente que é enviada para outra torre para sua regeneração. Eles também são usados ​​em outras indústrias, como na produção de compostos orgânicos e de polímeros.

Como esperado, há também uma variedade de materiais de fabricação, desde vidro para colunas de destilação até escala escala laboratorial ou piloto até grandes torres feitas de aço carbono ou aço de baixa liga. Por outro lado, se se sabe que trabalharão com um fluido altamente corrosivo, como gases com teor de CO2 e H2S, geralmente são feitos de aço inoxidável ou outras ligas resistentes. Também é comum encontrar torres com materiais diferentes dependendo das seções, pois, por exemplo, a zona crítica de condensação Para gases ácidos, a parte superior pode ser feita de aço inoxidável ou ter um revestimento enquanto a parte inferior pode ser feita de aço carbono.

Seu design é feito com base no seu serviço e deve atender a rigorosos padrões de qualidade, segurança e fabricação que fornecem padrões de projeto, como ASME VIII.