Tipologie di colonne di distillazione

La colonna di distillazione è un apparecchio a pressione, normalmente ad asse verticale utilizzato nei processi di distillazione frazionata di componenti. La distillazione frazionata viene condotta generalmente in maniera continua in colonne che possono essere con piatti del tipo:

• A stramazzo
• A gocciolamento totale

I primi, possono essere forati, a valvola o a campanelle, mentre i secondi sono forati o a griglia.

Nei piatti a stramazzo, il liquido, che scende dal piatto superiore, percorre il piatto da un lato all’altro, e quindi passa per caduta, attraverso tubi o condotti di discesa (down-comers), nel piatto inferiore. I vapori o i gas in salita gorgogliano attraverso il liquido passando dalle aperture praticate nel piatto. I piatti a stramazzo possono essere:

• Piatti forati, con fori che vanno da 8 a 16 mm di diametro e area di foratura dell’ordine del 20% della superficie attiva
• Piatti a valvola, con fori assai più grandi muniti di un cappellotto tenuto da quattro aste con fine corsa
• Piatti a campanelle, che sono realizzati con un condotto cilindrico verticale sul quale è montata una campana dotata di slots (aperture) di uscita dei gas o dei vapori. Questi slots possono avere forma triangolare, forma trapezoidale e forma rettangolare. In questi piatti i gas o i vapori escono attraverso gli slot, e la tenuta è assicurata dall’ altezza del cilindro sotto campanella.

Nei piatti a gocciolamento totale, non esistono i condotti di discesa, in quanto i fori praticati nel piatto sono di una dimensione tale da consentire sia il passaggio del vapore o del gas, sia il gocciolamento del liquido (dual-flow) pervenendo a sistemi di flusso, simili a quelli che si ottengono nelle colonne a riempimento random. I piatti a gocciolamento totale sono quindi forati o a griglia e hanno una sezione di apertura che può arrivare anche al 50-55% della superficie utile del piatto. Il tipo di piatti che viene scelto nei processi industriali dipende dalle caratteristiche dei fluidi da trattare, dalla loro corrosività, dalle portate delle due fasi in controcorrente e dalle quantità di calore in gioco. Il problema maggiore riscontrato nei piatti a gocciolamento totale sta nella rapida caduta di efficienza al diminuire del carico. Tuttavia, nel caso della distillazione, il carico può essere mantenuto a livelli accettabili, usando il riflusso come parametro.

La scelta del tipo di attrezzatura è funzione delle esigenze operative e dei fluidi da trattare.

I piatti utilizzati nelle colonne di distillazione vengono realizzati in modo di assicurare il contatto delle due fasi, il liquido che scende e il vapore o il gas che sale. Si possono realizzare strutture più o meno complesse e quindi più o meno costose.