Les usines chimiques utilisent des tours de distillation, des colonnes verticales avec des plateaux placés à des distances spécifiques, pour séparer les produits chimiques ou les carburants utiles des flux bruts non traités. La plupart des systèmes de distillation nécessitent de la chaleur pour créer un flux de vapeur qui pénètre dans la tour. Un rebouilleur est un réservoir chauffé qui fait bouillir les fluides non traités, où les vapeurs sont envoyées à la tour. La distillation se produit lorsque les vapeurs et les liquides s’écoulent dans des directions opposées dans la colonne et qu’un produit sort avec une concentration plus élevée du produit chimique préféré que le fluide non traité.
La vapeur est normalement la source de chaleur pour la distillation chimique. Il est ininflammable, facile à produire en grande quantité et peut être livré sur de longues distances dans des conduites isolées. L’ébullition du flux non traité dans le rebouilleur fournit la source de chaleur qui entraîne le processus de distillation, ce qui nécessite de la vapeur et du liquide pour fonctionner correctement. La vapeur formée lors de l’ébullition de la charge liquide est envoyée à la tour, où elle se mélange au liquide s’écoulant du haut de la tour.
Le liquide collecté au bas de la tour s’écoule par gravité ou est pompé vers le rebouilleur, où la chaleur de la vapeur le fait bouillir. La distillation se poursuit avec un nouveau fluide non traité étant ajouté en continu au rebouilleur, et le produit souhaité sortant du haut de la colonne de distillation. L’ajout ou la suppression de chaleur, ou la variation du débit de fluide non traité modifie la composition du produit souhaité. Lorsque l’apport de chaleur et les flux d’alimentation conduisent à un flux de produit souhaité quittant la tour, le système de distillation est équilibré et est dit en régime permanent.
Les rebouilleurs peuvent être fabriqués dans une variété de conceptions, en fonction des spécifications de fonctionnement du système de distillation. Un élément chauffant peut être placé directement au bas de la colonne, appelé élément chauffant instantané, qui fera bouillir tout liquide collecté dans la tour. Bien que de conception simple, les systèmes d’insertion peuvent être plus difficiles à contrôler que les autres types. De plus, toute maintenance de l’unité nécessite la vidange et l’arrêt de toute la colonne de distillation.
Les rebouilleurs de bouilloire sont un réservoir séparé qui a des raccordements de liquide de retour d’alimentation, de vapeur et de tour. La vapeur passe à l’intérieur des tubes enroulés à l’intérieur de la bouilloire, avec le liquide et la vapeur de traitement à l’extérieur des tubes. Un contrôleur de niveau de liquide surveille le niveau de liquide dans le réservoir et empêche les faibles niveaux d’exposer les tubes, ce qui pourrait provoquer une surchauffe. Les commandes de température ajustent le débit de vapeur vers les serpentins, ce qui entraîne différentes quantités de vapeur de produit entrant dans la tour.
Un rebouilleur à thermosiphon utilise une cuve de chauffage à vapeur, l’alimentation en produit passant par des tubes placés verticalement dans la cuve. Au fur et à mesure que le produit est chauffé et bouilli, la pression de la vapeur se force hors du haut du réservoir et attire du nouveau liquide par le bas. Un flux de liquide et de vapeur est créé à partir du seul processus d’ébullition et aucune pompe n’est utilisée. Les thermosiphons nécessitent des systèmes de contrôle minutieux pour éviter de surchauffer le produit ou de créer trop de vapeur, mais peuvent être utiles pour certains processus de distillation.
Les rebouilleurs pompés utilisent des pompes à liquide pour alimenter le produit et le liquide revenant du bas de la colonne. La conception est souvent une conception de bouilloire, mais des limites d’espace ou d’autres raisons peuvent exiger que la bouilloire soit plus éloignée de la colonne, ou à un niveau où la gravité ne peut pas être utilisée. Des contrôles sont nécessaires à la fois pour le débit de vapeur et pour les débits de liquide vers la bouilloire.