การกลั่นแบบหลายองค์ประกอบคืออะไร?

การกลั่นแบบหลายองค์ประกอบเป็นกระบวนการทางเคมีที่ส่วนผสมของสารระเหยแยกต่างหากแยกจากจุดเดือดกระบวนการนี้เกิดขึ้นในคอลัมน์การกลั่นการซ้อนแนวตั้งของถาดหรือขั้นตอนที่ส่วนประกอบในเฟสของเหลวและไอของพวกเขาอยู่ร่วมกันเมื่อส่วนผสมเลื่อนขึ้นไปที่คอลัมน์สารประกอบเดือดสูงจะเข้มข้นในขั้นตอนที่ต่ำกว่าในขณะที่สารประกอบเดือดต่ำจะมีสมาธิในขั้นตอนที่สูงขึ้น

คอลัมน์การกลั่นใช้หลักการพื้นฐานของการผสมสมดุลของของเหลว-ไอเมื่อความร้อนถูกนำไปใช้กับของเหลวอุณหภูมิของของเหลวจะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงจุดเดือด (BP)ที่ BP พลังงานเพิ่มเติมไม่ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นค่อนข้างโมเลกุลใช้เพื่อหลบหนีเฟสของเหลวและกลายเป็นก๊าซ

พลังงานที่ดูดซับโดยโมเลกุลก๊าซใหม่จะไม่สามารถให้ความร้อนกับโมเลกุลของเหลวต่อไปได้อีกต่อไปเมื่อของเหลวเดือดมันก็จะเย็นลงจากการไม่มีพลังงานทำให้โมเลกุลของก๊าซในระยะก๊าซการระบายความร้อนนี้จะทำให้โมเลกุลของก๊าซบางส่วนควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้งปล่อยพลังงานของการระเหยกลายเป็นไอพลังงานที่ปล่อยออกมาสามารถอุ่นของเหลวได้ที่สภาวะสมดุลอัตราของการระเหยกลายเป็นไอเท่ากับอัตราการควบแน่น

ในคอลัมน์การกลั่นหลายองค์ประกอบส่วนผสมสมดุลจะถูกสร้างขึ้นในแต่ละขั้นตอนมีแหล่งพลังงานใหม่คงที่ที่ส่งมาที่ด้านล่างของคอลัมน์ความร้อนนี้ทำให้เกิดโมเลกุลเฟสก๊าซบางส่วนของสารประกอบที่ระเหยได้มากที่สุดในแต่ละขั้นตอนหนึ่งที่มี BP ต่ำสุดเพื่อเพิ่มขึ้นสู่ขั้นต่อไปในขั้นตอนที่สูงกว่านี้ส่วนผสมจะพยายามที่จะมาถึงสมดุลอีกครั้งโมเลกุลที่มาจากด้านล่างอาจมีความดันโลหิตสูงเกินกว่าที่จะระเหยกลายเป็นไอในขั้นตอนนี้ดังนั้นพวกเขาจึงสะสมในเฟสของเหลว

ในที่สุดของเหลวในแต่ละขั้นตอนจะเข้มข้นในส่วนประกอบหนึ่งหรือมากกว่าลำธารด้านข้างอาจถูกถอดออกในหนึ่งขั้นตอนขึ้นไปลำธารของเหลวจะเข้มข้นในส่วนประกอบหนึ่งหรือมากกว่าและอาจจำเป็นต้องมีขั้นตอนการกลั่นเพิ่มเติม

ปิโตรเลียมมักจะกลั่นเป็นเศษส่วนผ่านการกลั่นหลายองค์ประกอบเศษส่วนเป็นช่วงของสารประกอบที่คล้ายกันที่มีความดันโลหิตใกล้ชิดซึ่งสามารถบำบัดเป็นสารประกอบเดียวน้ำมันเบนซินเป็นตัวอย่างก๊าซ BP ต่ำอาจถูกนำออกจากด้านบนของคอลัมน์และไม่จำเป็นต้องมีการประมวลผลเพิ่มเติม

การออกแบบการกลั่นแบบหลายองค์ประกอบต้องใช้การคำนวณที่ซับซ้อนพารามิเตอร์การออกแบบคอลัมน์รวมถึงการระบุจำนวนขั้นตอนขั้นตอนการป้อนของวัตถุดิบขั้นตอนที่กระแสของผลิตภัณฑ์จะถูกลบออกและความร้อนที่จำเป็นในการขับเคลื่อนคอลัมน์โปรแกรมคอมพิวเตอร์การกลั่นแบบหลายองค์ประกอบพิเศษดำเนินการคำนวณเหล่านี้ แต่วิศวกรยังคงเรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาแบบกราฟิกเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการ