【प्रश्न-उत्तर, प्रश्न संख्या 040】2016.05.30
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इस पोस्ट को अंतिम बार liuquan1100 द्वारा 2016-5-30 11:28 पर संपादित किया गया। 【प्रश्न-उत्तर, प्रश्न संख्या 040】 2016.05.30 – रिएक्टर में किसी एक स्तर पर तापमान में वृद्धि, दूसरे स्तर की तुलना में क्यों होती है? जवाब देने के बाद ही सही उत्तर दिखेंगे; महत्वपूर्ण बिंदुओं को ठीक से उत्तर देने पर ही अंक मिलेंगे। 1. चूँकि एक ही स्तर पर तापमान में बड़ा अंतर होता है, इसलिए उत्प्रेरक में असमान प्रवाह हो सकता है; जिसके कारण अभिक्रिया पूरी तरह नहीं हो पाती। ऐसी स्थिति तब तक बनी रहती है, जब तक कि कच्चा पदार्थ दूसरे स्तर पर न पहुँच जाए, जहाँ अभिक्रिया और अधिक तीव्र हो जाती दूसरा, चूँकि पहले बेड में तापमान कम होने के कारण अभी तक अनुकूल अभिक्रिया तापमान प्राप्त नहीं हुआ है; जबकि दूसरे बेड में तापमान उचित स्तर पर पहुँचने के बाद ही तीव्र अभिक्रिया शुरू होती है।
द्वि-स्तरीय उत्प्रेरक में एक-स्तरीय उत्प्रेरक की तुलना में पदार्थ की मात्रा अधिक होती है; इस कारण अभिक्रिया में अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। साथ ही, द्वि-स्त
कारण: 1. ठंडे हाइड्रोजन की आपूर्ति में व्यवधान； 2. ठंडे हाइड्रोजन की शुद्धता बहुत कम है।
3. थर्मामीटर काम नहीं कर रहा है।
3. थर्मामीटर काम नहीं कर रहा है।
①चूँकि हाइड्रोजनीकरण अभिक्रिया एक ऊष्मा-उत्सर्जक अभिक्रिया है, इसलिए इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप अभिक्रिया में उपयोग होने वाले पदार्थों का त अभिक्रिया से होने वाले तापमान-वृद्धि की गणना निम्नलिखित तरीके से की जाती है: तापमान-वृद्धि = रिएक्टर की सबसे ऊँची बिंदु पर का तापमान – रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर का तापमान। अभिक्रिया से होने वाली तापमान-वृद्धि, कच्चे माल की गुणवत्ता एवं हाइड्रोजनीकरण की गहराई को दर्शाती है। इसलिए, तापमान में वृद्धि को एक निश्चित सीमा के भीतर ही रखना आवश्यक है। यदि तापमान बहुत अधिक हो जाए, तो इससे कैटालिस्ट की सतह पर संकुचन हो जाता है, जिससे कैटालिस्ट क्षतिग्रस्त हो जाता है; गंभीर मामलों में तो उपकरण भी क्षतिग्रस्त हो तापमान को चक्रीय हाइड्रोजन की मात्रा बढ़ाकर, या ठंडे हाइड्रोजन का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है; आवश्यकता पड़ने पर अभिक्रिया के तापमान को कम भी किया जा सकता है। ②अभिक्रिया में तापमान वृद्धि के प्रभावी कारक:
a. कच्चे तेल के गुणों में परिवर्तन (ब्रोमीन मूल्य, सल्फर/नाइट्रोजन की मात्रा आदि);
b. कच्चे तेल में जल की उपस्थिति (जिससे तापमान में कमी आती है);
c. अभिक्रिया हेतु आपूर्ति की मात्रा में परिवर्तन;
d. वायु-प्रवाह दर में परिवर्तन (वायु-प्रवाह दर बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
e. रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में उतार-चढ़ाव;
f. रिएक्टर में ऊष्मा-आदान प्रक्रिया में बाधा (जिससे तापमान में कमी आती है);
g. उत्प्रेरक का जंग लगना, विषाक्त होना या उसकी कार्यक्षमता में कमी (जिससे तापमान में कमी आती है);
h. सिस्टम में दबाव में परिवर्तन (दबाव बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
i. चक्रीय हाइड्रोजन की मात्रा/शुद्धता में परिवर्तन (शुद्धता बढ़ने से तापमान में कमी आती है; प्रवाह दर बढ़ने से भी तापमान में कमी आती है);
j. नए हाइड्रोजन की मात्रा/शुद्धता में परिवर्तन (शुद्धता/प्रवाह दर बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
k. त्वरित शीतलन हेतु हाइड्रोजन की मात्रा में परिवर्तन (त्वरित शीतलन हेतु हाइड्रोजन की मात्रा बढ़ने से तापमान में कमी आती है). ③संबोधन विधियाँ:
a. टैंक क्षेत्र से संपर्क करके अभिक्रिया हेतु आवश्यक सामग्री की मात्रा में समायोजन किया जाए। यदि लंबे समय तक समायोजन संभव न हो, तो उपकरण की कार्यप्रणाली में परिवर्तन किया जाए।
b. कच्चे माल को अधिक प्रमाण में जलमुक्त किया जाए।
c. अभिक्रिया हेतु आवश्यक सामग्री की मात्रा के आधार पर रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में समायोजन किया जाए।
d. आपूर्ति होने वाली सामग्री की मात्रा को स्थिर रखा जाए।
e. हीटिंग फर्नेस की कार्यप्रणाली को बेहतर बनाकर रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान को स्थिर रखा जाए।
f. उत्पन्न होने वाले तेल के गुणों के आधार पर यह निर्णय लिया जाए कि क्या उत्पादन बंद करना आवश्यक है।
g. यदि रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में वृद्धि न हो, तो उत्पाद के गुणों के आधार पर यह निर्णय लिया जाए कि क्या कैटालिस्ट को पुनर्जीवित करना या बदलना आवश्यक है।
h. सिस्टम के दबाव को स्थिर रखा जाए।
i. सर्कुलेटिंग हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए।
j. नए हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए।
k. इमर्जेंट कूलिंग हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए। ④ठंडे हाइड्रोजन का उपयोग:
a. ठंडा हाइड्रोजन, अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा को दूर करने एवं बेडलेयर के तापमान को नियंत्रित करने हेतु एक महत्वपूर्ण साधन है। ठंडे हाइड्रोजन का उपयोग मुख्य रूप से अत्यधिक तापमान वृद्धि को कम करने एवं उत्प्रेरकों के जीवनकाल को बढ़ाने हेतु किया जाता है।
b. ठंडे हाइड्रोजन की मात्रा, तापमान को कम करने हेतु आवश्यकताओं के अनुसार ही निर्धारित की जाती है। अत्यधिक ठंडा हाइड्रोजन, न केवल परिसंचरण में उपलब्ध हाइड्रोजन की मात्रा को कम करता है, बल्कि रिएक्टर के आउटलेट पर मौजूद पदार्थों के तापमान को भी अत्यधिक कम कर देता है। इससे ऊष्मा को पुनः प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है, एवं उपकरणों की ऊर्जा खपत बढ़ जाती है।
a. कच्चे तेल के गुणों में परिवर्तन (ब्रोमीन मूल्य, सल्फर/नाइट्रोजन की मात्रा आदि);
b. कच्चे तेल में जल की उपस्थिति (जिससे तापमान में कमी आती है);
c. अभिक्रिया हेतु आपूर्ति की मात्रा में परिवर्तन;
d. वायु-प्रवाह दर में परिवर्तन (वायु-प्रवाह दर बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
e. रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में उतार-चढ़ाव;
f. रिएक्टर में ऊष्मा-आदान प्रक्रिया में बाधा (जिससे तापमान में कमी आती है);
g. उत्प्रेरक का जंग लगना, विषाक्त होना या उसकी कार्यक्षमता में कमी (जिससे तापमान में कमी आती है);
h. सिस्टम में दबाव में परिवर्तन (दबाव बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
i. चक्रीय हाइड्रोजन की मात्रा/शुद्धता में परिवर्तन (शुद्धता बढ़ने से तापमान में कमी आती है; प्रवाह दर बढ़ने से भी तापमान में कमी आती है);
j. नए हाइड्रोजन की मात्रा/शुद्धता में परिवर्तन (शुद्धता/प्रवाह दर बढ़ने से तापमान में वृद्धि होती है);
k. त्वरित शीतलन हेतु हाइड्रोजन की मात्रा में परिवर्तन (त्वरित शीतलन हेतु हाइड्रोजन की मात्रा बढ़ने से तापमान में कमी आती है). ③संबोधन विधियाँ:
a. टैंक क्षेत्र से संपर्क करके अभिक्रिया हेतु आवश्यक सामग्री की मात्रा में समायोजन किया जाए। यदि लंबे समय तक समायोजन संभव न हो, तो उपकरण की कार्यप्रणाली में परिवर्तन किया जाए।
b. कच्चे माल को अधिक प्रमाण में जलमुक्त किया जाए।
c. अभिक्रिया हेतु आवश्यक सामग्री की मात्रा के आधार पर रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में समायोजन किया जाए।
d. आपूर्ति होने वाली सामग्री की मात्रा को स्थिर रखा जाए।
e. हीटिंग फर्नेस की कार्यप्रणाली को बेहतर बनाकर रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान को स्थिर रखा जाए।
f. उत्पन्न होने वाले तेल के गुणों के आधार पर यह निर्णय लिया जाए कि क्या उत्पादन बंद करना आवश्यक है।
g. यदि रिएक्टर के प्रवेश बिंदु पर तापमान में वृद्धि न हो, तो उत्पाद के गुणों के आधार पर यह निर्णय लिया जाए कि क्या कैटालिस्ट को पुनर्जीवित करना या बदलना आवश्यक है।
h. सिस्टम के दबाव को स्थिर रखा जाए।
i. सर्कुलेटिंग हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए।
j. नए हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए।
k. इमर्जेंट कूलिंग हाइड्रोजन के प्रवाह को स्थिर रखा जाए। ④ठंडे हाइड्रोजन का उपयोग:
a. ठंडा हाइड्रोजन, अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा को दूर करने एवं बेडलेयर के तापमान को नियंत्रित करने हेतु एक महत्वपूर्ण साधन है। ठंडे हाइड्रोजन का उपयोग मुख्य रूप से अत्यधिक तापमान वृद्धि को कम करने एवं उत्प्रेरकों के जीवनकाल को बढ़ाने हेतु किया जाता है।
b. ठंडे हाइड्रोजन की मात्रा, तापमान को कम करने हेतु आवश्यकताओं के अनुसार ही निर्धारित की जाती है। अत्यधिक ठंडा हाइड्रोजन, न केवल परिसंचरण में उपलब्ध हाइड्रोजन की मात्रा को कम करता है, बल्कि रिएक्टर के आउटलेट पर मौजूद पदार्थों के तापमान को भी अत्यधिक कम कर देता है। इससे ऊष्मा को पुनः प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है, एवं उपकरणों की ऊर्जा खपत बढ़ जाती है।
1. चूँकि एक ही स्तर पर तापमान में बड़ा अंतर होता है, इसलिए उत्प्रेरक में असमान प्रवाह हो सकता है; जिसके कारण अभिक्रिया पूरी तरह नहीं हो पाती। ऐसी स्थिति तब तक बनी रहती है, जब तक कि कच्चा पदार्थ दूसरे स्तर पर न पहुँच जाए, जहाँ अभिक्रिया और अधिक तीव्र हो जाती दूसरा, चूँकि पहले बेड में तापमान कम होने के कारण अभी तक अनुकूल अभिक्रिया तापमान प्राप्त नहीं हुआ है; जबकि दूसरे बेड में तापमान उचित स्तर पर पहुँचने के बाद ही तीव्र अभिक्रिया शुरू होती है।
एक परत में प्रतिक्रिया ठीक नहीं हो रही है, एवं दूसरी परत में प्रवेश तापमान कम
यह द्वितीयक रिएक्टर में उपयोग होने वाले उत्प्रेरक की मात्रा से संबंधित है।