पेट्रोल एवं डीजल के संशोधन संबंधी तकनीकें (इसे जरूर संग्रहीत करें!) )

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1. संश्लेषण तकनीक क्या है?
संश्लेषण तकनीक, रिफाइनरियों में उत्पादित कुछ मानक/गैर-मानक तेलों, तेल क्षेत्रों में प्राप्त हल्के हाइड्रोकार्बनों (नेफ्था) एवं रासायनिक उत्पादों को विशेष उपकरणों की सहायता से शुद्ध करने की प्रक्रिया है। इसके बाद कुछ अतिरिक्त पदार्थ मिलाकर ऐसा ईंधन तैयार किया जाता है जो ग्राहकों की आवश्यकताओं के अनुरूप हो। इस तकनीक का उद्देश्य लागत को कम करना एवं तेल संसाधनों की बचत करना है। विदेशों में, पेट्रोल एवं डीजल के मिश्रण संबंधी तकनीकें काफी विकसित हो चुकी हैं। उदाहरण के लिए, एंटी-डिटोनेशन एजेंटों का उपयोग करके 90# पेट्रोल को 93# या 97# पेट्रोल में बदला जा सकता है; इसी तरह -5# एवं 0# डीजल को -10# डीजल में बदलकर बेचा जा सकता है। हमारे देश में, हर साल सैकड़ों टन नॉर्मलाइन उत्पन्न होता है। चूँकि नॉर्मलाइन का ऑक्टेन मान कम होता है, अर्थात् इसका RON मान केवल 40–60 के आसपास ही होता है; इसलिए इसका उपयोग मुख्य रूप से इथिलीन उत्पादन हेतु किया जाता है। इसकी कीमत कम होती है, एवं यह अस्थिर भी होता है। यदि हम मिश्रण तकनीक का उपयोग करें, तो नॉर्मलाइन में मौजूद सल्फर को हटाकर उसे उच्च ऑक्टेन वाले घटकों के साथ मिला सकते हैं; इसके बाद इसमें एंटी-डिटोनेशन एजेंट भी मिलाया जा सकता है। इस तरह 90# एवं 93# पेट्रोल तैयार किया जा सकता है। इससे पेट्रोलियम संसाधनों की बचत हो सकती है। इससे स्पष्ट है कि पेट्रोल एवं डीजल के मिश्रण संबंधी तकनीक, लागत को कम करने एवं मौजूदा तेल संसाधनों का प्रभावी ढंग से उपयोग करने हेतु एक प्रभावी उपाय है। इस तकनीक को देश में व्यापक रूप से अपनाया जाना चाहिए। इस संदर्भ में, कुछ लोग यह पूछ सकते हैं कि क्या मिश्रित तेल का उपयोग किया जा सकता है? क्या गुणवत्ता विश्वसनीय है? इस प्रश्न का उत्तर देने हेतु, रिफाइनरी में उत्पादन होने वाली प्रक्रियाओं के बारे में जानना आवश्यक है। द्वितीय, पेट्रोलियम रिफाइनरियों में पेट्रोल एवं डीजल के उत्पादन की प्रक्रिया
वर्तमान में हमारे देश में उपयोग होने वाला पेट्रोल एवं डीजल, तेल से ही निकाला जाता है। अशुद्ध तेल को “कच्चा तेल” कहा जाता है। कच्चे तेल से पेट्रोल एवं डीजल बनाने हेतु निम्नलिखित प्रक्रियाएँ आवश्यक हैं:
1. सबसे पहले कच्चे तेल से नमक एवं पानी निकाला जाता है; इसके बाद सामान्य दबाव पर आसवन किया जाता है। इस प्रक्रिया से पेट्रोल एवं डीजल के लिए उपयुक्त अंश प्राप्त होते हैं। इन्हें “प्रत्यक्ष आसवन अंश” कहा जाता है; जैसे – नैफ्था, डीजल आदि। 2. इसके बाद, शोधन प्रक्रिया के दौरान प्राप्त होने वाले सामान्य/कम दबाव वाले भारी तेलों को कच्चे माल के रूप में उपयोग में लाया जाता है। थर्मल फ्यूजन, कैटालिटिक फ्यूजन, हाइड्रोजनीकरण एवं डिले फ्यूजन जैसी द्वितीयक प्रसंस्करण विधियों के द्वारा, उच्च उबलने वाले बिंदु वाले तेलों को ईंधन के रूप में उपयोग में आने योग्य कम आणविक वजन वाले हाइड्रोकार्बनों में विभाजित किया जाता है। इसके बाद विभाजन के माध्यम से पेट्रोल एवं डीजल बनाए जाते हैं। यदि उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाला पेट्रोल बनाना है, तो कैटालिटिक रीफॉर्मिंग एवं अल्किलीकरण जैसी विधियों का उपयोग करके रीफॉर्म्ड पेट्रोल घटक एवं हल्के अल्किलीकृत तेल तैयार करने आवश्यक है। 3. कच्चे तेल से प्राप्त तेल एवं द्वितीयक प्रसंस्करण विधियों से प्राप्त तेल को अलग-अलग रूप से विद्युत-रासायनिक विधियों, हाइड्रोजनीकरण विधियों, डीसल्फराइजेशन एवं डीवैक्सिंग विधियों के द्वारा शुद्ध किया जाता है; ताकि इनमें मौजूद हानिकारक पदार्थ हट सकें एवं तेल की गुणवत्ता में सुधार हो सके। 4. अंत में, विभिन्न प्रकार के पेट्रोल एवं डीजल की गुणवत्ता संबंधी आवश्यकताओं के अनुसार, उपरोक्त विभिन्न प्रकार के तेलों को आवश्यक अनुपात में मिलाकर, उचित मात्रा में विभिन्न प्रकार के अतिरिक्त पदार्थ भी मिलाए जाते हैं; इस प्रकार **मानकों** के अनुरूप गुणवत्ता वाला पेट्रोल एवं डीजल तैयार हो जाता है। हमारे देश की रिफाइनरियों में पेट्रोल तैयार करने हेतु आमतौर पर निम्नलिखित संघटकों का उपयोग किया जाता है:
पेट्रोल के ग्रेड एवं उनमें प्रयोग होने वाले संघटकों के प्रतिशत:
90# – 100%, 93# – 70~72%, 20~15%, 10~13%
93# – 70~72%, 20~15%, 10~13%
93# – 68~70%, 32~30%
93# – 60~64%, 40~36%
95# – 58~60%, 30~26%, 12~14%
95# – 38~41%, 32~35%, 34~24%
95# – 53~56%, 35~30%, 12~14%
97# – 28~33%, 58~55%, 12~14%
97# – 39~44%, 33~35%, 10~12%, 12~14%

इससे स्पष्ट है कि रिफाइनरियों में पहले विभिन्न संघटकों का उत्पादन किया जाता है, उसके बाद ही उन्हें मिलाकर तैयार पेट्रोल बनाया जाता है। बस, रिफाइनरियाँ आवश्यकता के अनुसार विभिन्न प्रकार के तेल उत्पन्न कर सकती हैं; जबकि मिश्रण तकनीक में विभिन्न प्रकार के अमानक तेलों एवं रासायनिक कच्चे माल का उपयोग करके, उन्हें शुद्ध करके आवश्यक गुणवत्ता वाला तेल तैयार किया जाता है। दोनों प्रक्रियाएँ एक ही हैं; बस मिश्रण तकनीक में तेल उत्पादन के दौरान कोई धुआँ नहीं निकलता। तीन, पेट्रोल एवं डीजल के निर्माण हेतु उपयोग में आने वाली सामग्रियाँ – पेट्रोल बनाने हेतु उपयोग में आने वाली सामग्रियों में कच्चा पेट्रोल (नॉर्मलाइज्ड ऑयल, पेट्रोलियम ईथर), हल्का नॉर्मलाइज्ड ऑयल, कंडेनसेटेड ऑयल (हल्के हाइड्रोकार्बन), शुद्ध C5, C9, C10 रासायनिक तेल, एरोमेटिक हाइड्रोकार्बन 150#, 200#, मिश्रित एरोमेटिक हाइड्रोकार्बन, फॉर्माल्डिहाइड एस्टर, MTBE, DMC, उच्च-कार्बन वाले अल्कोहल आदि शामिल हैं। डीजल उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाले कच्चे माल में भारी डीजल, मोमयुक्त तेल, कोकिंग मोमयुक्त तेल, 200# से अधिक के विलायक तेल, भारी एरोमैटिक्स, C8, C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15 आदि शामिल हैं। इसका उपयोग विमानन ईंधन उत्पादन हेतु भी किया जा सकता है। लैंपों हेतु केरोसीन, सामान्य ऑयल, कम-शुद्धता वाला ऑयल, 200#, 230#, 270# एरोमैटिक सॉल्वेंट ऑयल, 3# मिनरल ऑयल, स्थानीय रूप से निर्मित डीजल, क्रैकिंग डीजल, कोकिंग डीजल आदि। उपरोक्त कच्चे माल को पहले रंग हटाने, दुर्गंध दूर करने एवं उसे शुद्ध एवं स्थिर बनाने हेतु प्रसंस्कृत किया जाता है। इसके बाद उसमें गुणवत्ता सुधार हेतु विशेष पदार्थ मिलाए जाते हैं। अंत में, गुणवत्ता जाँच के बाद, जब वह **मानकों** के अनुरूप हो जाता है, तभी उसे बेचा जा सकता है। सामान्य दबाव पर आसवन से प्राप्त पेट्रोल के गुणधर्म: कच्चा तेल – दाकिंग, शेंगली, लियाओहे, हुबेई, शिनजियांग, झोंगयुआन। ऑक्टेन संख्या (RON): 47, 65, 60, 51, 62, 65।
पेट्रोल बनाने हेतु कच्चे माल के मूलभूत गुणधर्म:
कच्चे माल का नाम, विशिष्ट घनत्व, उबलने का तापमान, ऑक्टेन संख्या की सीमा, मुख्य घटक, रंग, अवस्था।
नैफ्था (कच्चा पेट्रोल): 0.68–0.71; उबलने का तापमान: 70–145°C। हल्का नैफ्था: 70–180°C; भारी नैफ्था: 40–60°C। C5–C9 अल्केन घटक; रंग: रंगहीन/हल्का पीला; उबलने का तापमान: 20–160°C; फ्लैश पॉइंट: -2°C।
पेट्रोलियम ईथर: 0.64–0.66; पेंटेन/हेक्सेन; रंग: रंगहीन/पारदर्शी; गंध: कोयले जैसी; उबलने का तापमान: 30–120°C; फ्लैश पॉइंट: -20°C।
कंडेन्सेट: उबलने का तापमान: 20–200°C; C5–C8 अल्केन घटक।
शुद्ध C5: उबलने का तापमान: 36°C; ऑक्टेन संख्या: 85–95; रंग: रंगहीन/पारदर्शी।
शुद्ध C9: उबलने का तापमान: 150–190°C; ऑक्टेन संख्या: 110–105; रंग: रंगहीन/पारदर्शी।
शुद्ध C10: उबलने का तापमान: 180–210°C; ऑक्टेन संख्या: 105–110; रंग: रंगहीन/पारदर्शी।
आर्मेटिक्स 150#: उबलने का तापमान: 150–190°C; ऑक्टेन संख्या: 105–115; रंग: रंगहीन/पारदर्शी।
चौथा, पेट्रोल/डीजल बनाने हेतु उपयोगी अभिकर्मक:
(1) पेट्रोल की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता: पेट्रोल का सामान्य दहन तब होता है, जब दहन कक्ष में विद्युत चिंगारी से दहनशील मिश्रण प्रज्वलित होता है। आग, 20–50 मीटर/सेकंड की गति से धीरे-धीरे आगे बढ़ती है। इस प्रक्रिया में सिलेंडर के अंदर का तापमान एवं दबाव भी धीरे-धीरे बढ़ता रहता है; यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि दहन पूरा न हो जाए। इससे न केवल इंजन की शक्ति पूरी तरह से उपयोग में आती है, बल्कि इंजन का संचालन भी सुचारू एवं निर्विघ्न रहता है; वाहन भी सामान्य रूप से चलता रहता है। लेकिन कभी-कभी असामान्य दहन भी होता है। इस प्रक्रिया में, जब इंजन के सिलिंडर में ज्वलनशील मिश्रण प्रज्वलित होता है, तो कुछ अज्वलित मिश्रण पर सामान्य अग्नि के कारण दबाव एवं तापमान अत्यधिक बढ़ जाता है। इससे रासायनिक अभिक्रियाएँ तेज हो जाती हैं, एवं अस्थिर पेरोक्साइड उत्पन्न होते हैं। सामान्य अग्नि तक न पहुँचने से ये पेरोक्साइड विस्फोटक रूप से विघटित हो जाते हैं; इससे शक्तिशाली ऊर्जा तरंगें उत्पन्न होती हैं। इसके परिणामस्वरूप इंजन में कंपन होता है, धातु से संबंधित आवाजें आती हैं, एवं इंजन की दक्षता कम हो जाती है। एक्जॉस्ट से काला धुआँ निकल रहा है, और ईंधन की खपत भी हम इस घटना को “डिटोनेशन” कहते हैं। तो, इंजन में पेट्रोल जलने के दौरान विस्फोट को रोकने की उसकी क्षमता को ही पेट्रोल की “अविस्फोटकता” कहा जाता है। पेट्रोल में मौजूद विभिन्न हाइड्रोकार्बनों की अग्निरोधक क्षमता, पेट्रोल की अग्निरोधक क्षमता को निर्धारित करती है। बड़ी मात्रा में प्राप्त प्रयोगात्मक आंकड़ों से निम्नलिखित नियम निकाले जा सकते हैं: हाइड्रोकार्बनों की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता को लगभग निम्नलिखित क्रम में वर्गीकृत किया जा सकता है। आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन > आइसोमरिक अल्केन > साइक्लोअल्केन > अल्केन > नॉर्मल अल्केन। तेलों के संदर्भ में, हाइड्रोकार्बनों की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता, उनके आणविक वजन बढ़ने के साथ कम होने की प्रवृत्ति रखती है। इसलिए, एक ही कच्चे तेल से बने तेलों में, हल्के घटकों वाले तेलों में विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता, भारी घटकों वाले तेलों की तुलना में अधिक होती है। प्रसंस्करण की दृष्टि से, उत्प्रेरक-विघटन एवं पुनर्संरचना वाली विधियाँ, सामान्य विघटन या कोकिंग वाली विधियों की तुलना में बेहतर हैं; जबकि थर्मल विघटन/कोकिंग वाली विधियाँ, सीधे डिस्टिलेशन द्वारा प्राप्त उत्पादों 2. पेट्रोल की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता के मापदंड: पेट्रोल की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता को ऑक्टेन संख्या के द्वारा व्यक्त किया जाता है। ऑक्टेन वैल्यू, वास्तव में, उस ईंधन में मौजूद आइसोऑक्टेन के आयतन प्रतिशत के बराबर होती है; जिसकी अग्निरोधक क्षमता उस ईंधन के समान होती है। मानक ईंधन में अत्यधिक विस्फोट-प्रतिरोधक गुण वाला आइसोऑक्टेन (2,2,4-ट्राइमेथिलपेंटेन; इसका ऑक्टेन मान 100 है) एवं कम विस्फोट-प्रतिरोधक गुण वाला नॉर्मल हेप्टेन (GH16; इसका ऑक्टेन मान 0 है) शामिल होता है। दोनों पदार्थों को अलग-अलग मात्रा अनुपात में मिलाकर संश्लेषित किया जाता है। इनमें से, आइसोऑक्टेन का मान, मानक ईंधन में उसके आयतन प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है; और यही मान ही उस मानक ईंधन का ऑक्टेन मान होता है। यदि मानक ईंधन, 90% आइसोऑक्टेन एवं 10% नॉर्मल हे�प्टेन (आयतन अनुपात में) से बना है, तो मानक ईंधन का ऑक्टेन मान 90 होगा। पेट्रोल के ऑक्टेन मान का निर्धारण करते समय, परीक्षण की जाने वाली ईंधन को चुने गए मानक ईंधन के साथ, कड़े नियमों के अनुसार ऑक्टेन मापक यंत्र में रखकर परीक्षण किया जाता है। यदि दोनों ईंधनों की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता समान हो, तो इसका अर्थ है कि परीक्षण की गई ईंधन की ऑक्टेन संख्या, मानक ईंधन की ऑक्टेन संख्या के बराबर है। वर्तमान में, दुनिया भर में पेट्रोल के ऑक्टेन संख्या को निर्धारित करने हेतु मुख्य रूप से तीन विधियाँ उपयोग में आती हैं – अनुसंधान विधि (RON), मोटर विधि (MON), एवं अग्निरोधक सूचकांक। अनुसंधान विधि ऑक्टेन संख्या – अनुसंधान विधि ऑक्टेन संख्या (RON), वह ऑक्टेन संख्या है जिसे प्रयोगशाला में मानक इंजन का उपयोग करके, कम तापमान पर (आमतौर पर बिना गर्मी दिए) एवं कम इंजन गति पर (आमतौर पर 800 आरपीएम पर) मापा जाता है। मोटर फ्यूल का ऑक्टेन संख्या, मोटर फ्यूल का ऑक्टेन संख्या (MON), ऐसी कठिन परिस्थितियों में मापा जाता है; जहाँ ईंधन-हवा मिश्रण का तापमान अधिक होता है (आमतौर पर 149°C तक), एवं इंजन की गति भी अधिक होती है (आमतौर पर 900 रेव/मिनट)। MON में उपयोग होने वाले उपकरण, RON में उपयोग होने वाले उपकरणों के समान ही हैं। लेकिन उनकी परीक्षण स्थितियाँ अलग-अलग हैं। “एमओएन” वह क्षमता है जिसके द्वारा पेट्रोल, इंजन के उच्च भार की स्थितियों में भी उच्च गति पर चलने के दौरान विस्फोट से बच सकता है। वहीं, “ऑक्टेन मान” वह क्षमता है जिसके द्वारा पेट्रोल, इंजन के सामान्य गति-स्थितियों में धीमी गति पर चलने के दौरान विस्फोट से बच सकता है। उसी ईंधन गैस में, RON का मान MON की तुलना में 5–10 इकाइयाँ अधिक होता है। चूँकि RON एवं MON, दोनों ही वाहन के संचालन के दौरान ईंधन की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता को पूरी तरह से दर्शाने में सक्षम नहीं हैं। इसलिए, विस्फोट-प्रतिरोधक सूचकांक नामक एक और संकेतक प्रस्तुत किया गया। विस्फोट-प्रतिरोधक सूचकांक = (RON + MON) / 2
चूँकि राष्ट्रीय मानकों के अनुसार ऑक्टेन संख्या मापन हेतु उपयोग में आने वाले उपकरण अमेरिका से आयातित ASTM उपकरण हैं, एवं इनकी कीमत बहुत अधिक है; इसलिए कुछ सरल उपकरणों का उपयोग करके भी इसका परीक्षण किया जा सकता है। शंघाई में निर्मित एक-सिलेंडर वाले यांत्रिक/विद्युतीय मापन उपकरण, फार-इन्फ्रारेड मापन उपकरण, पेट्रोल में विस्फोट-रोधक पदार्थ – पेट्रोल, देश की आर्थिक एवं जनसांख्यिकीय स्थिति के लिहाज से एक महत्वपूर्ण ईंधन है। हमारे देश की आर्थिक व्यवस्था के तेज़ विकास एवं ऑटोमोबाइलों की संख्या में हो रही तेज़ वृद्धि के कारण, पेट्रोल की मांग लगातार बढ़ती जा रही है। और ऑक्टेन संख्या, वाहनों में उपयोग होने वाले पेट्रोल का सबसे महत्वपूर्ण गुणज है। यह तेल शोधन उद्योग के स्तर एवं वाहनों के डिज़ाइन के स्तर को दर्शाता है। इसीलिए, बीसवीं शताब्दी की शुरुआत से ही लोग ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने के प्रभावी तरीकों की तलाश में रहे हैं। लगभग एक शताब्दी के प्रयासों के बाद, यह तकनीक अधिक परिपक्व हो गई है। वर्तमान में, पेट्रोल के ऑक्टेन मूल्य को बढ़ाने के दो तरीके हैं। पहला तरीका है, उपकरणों एवं प्रक्रियाओं के माध्यम से ऑक्टेन मूल्य में वृद्धि करना; जैसे कि कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग, अल्किलीकरण, आइसोमरीकरण आदि। दूसरा तरीका है, पेट्रोल में एंटी-डिटोनेशन एजेंट मिलाना (जैसे कि चार एथिल लेड, जिसका उपयोग अब प्रतिबंधित है), या उच्च ऑक्टेन मूल्य वाले घटक मिलाना (जैसे कि MTBE, जिससे आरोमैटिक यौगिकों की मात्रा बढ़ जाती है)। हालाँकि, प्रसंस्करण विधि गैसोलीन के ऑक्टेन मान को बढ़ाने हेतु एक प्रमुख तरीका है; लेकिन इसमें अधिक निवेश की आवश्यकता होती है, एवं गैसोलीन की गुणवत्ता में भी परिवर्तन हो जाता है। इस कारण इष्टतम उत्पादन संयोजन प्राप्त करना कठिन हो जाता है, एवं इसमें पर्याप्त लचीलापन भी नहीं होता। देश-विदेश में हुए कई प्रयोगों से यह साबित हुआ है कि विस्फोट-रोधी पदार्थों का उपयोग, वाहनों में इस्तेमाल होने वाले पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने हेतु सबसे प्रभावी तर पेट्रोल में उपयोग होने वाले एंटी-डिटोनेशन एजेंटों को उनकी संरचना के आधार पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – राखयुक्त श्रेणी (जैसे, धातुओं युक्त मिथाइल साइक्लोपेंटाडाइएनिल ट्राइमेथिल मैंगनीज, टेट्राएथिल सीसा आदि), एवं राखरहित श्रेणी (जैसे, मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर जैसे शुद्ध कार्बनिक यौगिक)। ग्रे पेट्रोल में विस्फोट-रोधक पदार्थ होते हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ऐसे पदार्थ हैं – टेट्रा-एथिल लेड, डाइमैग्नीशियम एवं MMT (मिथाइल साइक्लोपेंटाडाइइन ट्राइकार्बोनिल मैंगनीज)। चूँकि टेट्राएथिल सीसा विषाक्त है, इसलिए फेरोसीन की उपस्थिति के कारण स्पार्क प्लग में इग्निशन समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। हमारे देश में टेट्राएथिललीड एवं फेरोसीन के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया गया है। एमएमटी को 1959 में इथिल कंपनी द्वारा विकसित किया गया। इसकी विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता एवं पेट्रोल के साथ अच्छी संगतता है। Mn की सांद्रता 9–18 मिलीग्राम/लीटर होने पर, यह पेट्रोल के ऑक्टेन मान (RON) को 1.7–3 इकाइयों तक बढ़ा सकता है। ऑटोमोबाइलों की उत्सर्जन नियंत्रण प्रणालियों पर इसका प्रभाव, एवं पर्यावरण प्रदूषण के संदर्भ में एमएमटी संबंधी विवादों के मुख्य कारण हैं। अध्ययनों से पता चला है कि दहन के बाद केवल थोड़ी मात्रा में ही MMT निकलता है; जबकि अधिकांश MMT एग्जॉस्ट सिस्टम में ही रह जाता है। यह MMT इंजन के स्पार्क प्लग, कैटालिस्टर आदि घटकों की सतह पर जम जाता है, जिसके कारण स्पार्क प्लग में समस्याएँ उत्पन्न हो जाती हैं। विभिन्न देशों के MMT के उपयोग को लेकर अलग-अलग दृष्टिकोण हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1978 में MMT के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया, लेकिन अक्टूबर 1995 में इसे पेट्रोल में विस्फोट-रोधक पदार्थ के रूप में फिर से इस्तेमाल करना शुरू किया गया। पर्यावरण संरक्षण बोर्ड एवं ऑटोमोबाइल निर्माता संघ (AAMA) इस बात से काफी असहमत हैं। यूरोपीय ऑटोमोबाइल निर्माता संघ, जापानी ऑटोमोबाइल निर्माता संघ आदि द्वारा तैयार किए गए “वैश्विक ईंधन मानकों” में कारों में उपयोग होने वाले पेट्रोल में Mn मिलाने पर पूरी तरह प्रतिबंध लगा हुआ है। चीन में, मैंगनीज-आधारित विस्फोट-रोधक पदार्थों के उपयोग पर कोई स्पष्ट प्रतिबंध नहीं है लेकिन सीमित मात्रा में ही इसे जोड़ने की अनुम वाहनों के लिए उपयोग होने वाले पेट्रोल (II) के मानकों के अनुसार, इसमें मैंगनीज़ की मात्रा 18 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। वाहनों के लिए उपयोग होने वाले पेट्रोल (III) के मानकों के अनुसार, यह मात्रा 16 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। जिंगबियाओ मानकों के अनुसार, यह मात्रा 6 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। मानकों में कड़ाई लगातार बढ़ रही है। हालाँकि, चूँकि तैयार पेट्रोल बाजार धीरे-धीरे विदेशों के लिए खोला जा रहा है, इसलिए यूरोपीय मानक अब वैश्विक स्तर पर पेट्रोल के लिए मानक बन गए हैं। देशभर के तेल शोधन कारखानों को अब MMT के विकल्पों पर जल्द से जल्द विचार करना आवश्यक है। अग्निरोधक गुण वाला ऑर्गेनिक एडिटिव – ऐसे ऑर्गेनिक एडिटिव, अभिक्रियाओं के स्वतः त्वरण को रोकने में सहायक होते हैं। इससे ईंधन के दहन की गति सामान्य सीमा में ही रहती है। ऐसे एडिटिव्स के उपयोग से अपशिष्ट उत्प्रेरकों पर कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता; प्रदूषकों का उत्सर्जन भी नहीं बढ़ता। इसके अलावा, ऐसे एडिटिव्स में उत्कृष्ट अग्निरोधक गुण भी होते हैं। क्योंकि, वर्तमान में ऐसे विस्फोट-रोधी पदार्थों पर काफी अनुसंधान किया जा रहा है। सामान्यतः पाए जाने वाले गैर-राखीय विस्फोट-रोधक पदार्थों में ईथर, एस्टर एवं अमीन शामिल ईथर: एमटीबीई का उपयोग पेट्रोल में संशोधक के रूप में दुनिया भर में व्यापक रूप से किया जाता है। यह न केवल पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने में मदद करता है; 3% से 7% की मात्रा में इसके उपयोग से पेट्रोल का ऑक्टेन मान 2 से 3 इकाइयों तक बढ़ जाता है, बल्कि यह वाहनों के दहन प्रदर्शन को भी बेहतर बनाता है, उत्सर्जित गैसों में CO की मात्रा को कम करता है, एवं पेट्रोल उत्पादन की लागत को भी कम करता है। आज तक, MTBE की मांग में लगातार वृद्धि होती जा रही है। इसकी उत्पादन तकनीक भी लगातार विकसित होती जा रही है। लेकिन हाल ही में, अमेरिका के कैलिफोर्निया राज्य ने भूजल के प्रदूषण के कारण MTBE के उपयोग पर प्रतिबंध लगा दिया है; अमेरिका के **पर्यावरण संरक्षण विभाग ने भी ऐसा ही कदम उठाया है। इससे पता चलता है कि अमेरिका ने MTBE के उत्पादन एवं उपयोग पर प्रतिबंध लगाना शुरू कर दिया है। अब यूरोपीय संघ एवं जापान, टूटने में आसान एक अन्य विस्फोट-रोधी पदार्थ – इथिल टर्ट-ब्यूटिल ईथर (ETBE) को अधिक पसंद कर रहे हैं। इसका प्रदर्शन MTBE के समान ही उत्कृष्ट है। नीचे MTBE संबंधी मापदंड दिए गए हैं:
घनत्व (किग्रा/मी³, 20℃): 740.6
संक्रमण तापमान (℃): 223.9
ऊष्मा क्षमता (℃ में): 2.135
वाष्पीकरण ऊष्मा (जूल/ग्राम·केल्विन): 30.10
दहन ऊष्मा (मेगाजूल/किग्रा): 38.21
रीड वाष्प दबाव (बार): 0.55
संक्रमण दबाव (KPC में): 223.9
प्रकाश-अपवर्तन सूचकांक (20℃ में): 1.3689
दहन बिंदु (℃): 480
वायु में विस्फोट हेतु सीमा (%V): अधिकतम 1.65 ； न्यूनतम मान: 8.4
अनुसंधान विधि द्वारा प्राप्त ऑक्टेन संख्या: 117
मोटर विधि द्वारा प्राप्त ऑक्टेन संख्या: 101
20℃ पर MTBE में पानी की घुलनशीलता (g/100g): 1.5
20℃ पर पानी में MTBE की घुलनशीलता (g/100g): 4.3
इथिल-टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (ETBE). ईटीबीई, अन्य ईथरों की तरह, पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने हेतु एक एंटी-डिटोनेटिव के रूप में कार्य कर सकता है। इसका RON एवं MON क्रमशः 119 एवं 103 है; जबकि इसका संतृप्त वाष्पदाब 27.56 किलोपास्कल है, जो MTBE की तुलना में काफी कम है। ईटीबीई का उबलने का तापमान काफी अधिक होता है; इस कारण यह पेट्रोल के साथ मिल सकता है, एवं कोई संयुक्त घुलनशील मिश्रण नहीं बनता। इससे इंजन में हवा का प्रतिरोध कम हो जाता है, एवं पेट्रोल का वाष्पीकरण भी कम हो जाता है। इसलिए, विस्फोट-रोधक पदार्थ के रूप में ETBE का उपयोग करने से पेट्रोल की दक्षता एवं सुरक्षा गुण, MTBE के उपयोग की तुलना में बेहतर हो जाते हैं; इसलिए इसका उपयोग भविष्य में बहुत ही लाभदायक साबित होगा। लेकिन ETBE का उत्पादन लागत अधिक है, एवं इसकी उच्च कीमत ही इसके व्यापक उपयोग में सबसे बड़ी बाधा है। डाइआइसोप्रोपिल ईथर (DIPE)। DIPE की रासायनिक संरचना, घनत्व एवं वाष्पीकरण ऊष्मा जैसे भौतिक गुण, MTBE, ETBE, TAME के समान ही हैं। इसका RON मान 107-110 है, जबकि अग्निरोधक सूचकांक 102-106 है। इसका संतृप्त वाष्प दबाव 33.78 kPa है। इसके निर्माण हेतु प्रोपीन एवं पानी जैसी सामग्रियों का उपयोग किया जाता है; ऐसी सामग्रियाँ आसानी से उपलब्ध होती हैं एवं इनकी कीमतों में भी बहुत कम उतार-चढ़ाव होता है। इसके अलावा, इसका निर्माण इथेनॉल बाजार के प्रभावों से भी मुक्त है। लुयानगांग पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग कंपनी ने एप्रिन को एक ही चरण में जलीयकृत/ईथरीकृत करके DIPE बनाने की विधि विकसित की है। इस कंपनी द्वारा विकसित सक्रिय β-ज़िलेनाइट उत्प्रेरक, एप्रिन के जलीयकृत/ईथरीकृत होने की प्रक्रिया में उच्च रूपांतरण दर एवं DIPE उत्पादन हेतु उच्च चयनात्मकता प्रदान करता है; साथ ही, इस उत्प्रेरक की सक्रियता एवं स्थिरता भी बहुत अच्छी है। DIPE की मूल्य-संबंधी प्रतिस्पर्धात्मकता, एमटीबीई पर प्रतिबंध लगने के बाद इसे ईथरों का विकल्प बनने में सहायक हो सकती है। टर्ट-पेंटिल मेथिल ईथर (TAME)। TAME में RON एवं MON के मान क्रमशः 12 एवं 99 हैं। इसका संतृप्त भाप दबाव 20.67 kPa है, जो MTBE की तुलना में काफी कम है। विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता के मामले में यह MTBE की तुलना में थोड़ा बेहतर है। टेम, मेथनॉल एवं आइसोपेंटीन को कच्चे माल के रूप में उपयोग करता है; इसकी कीमत कम होती है। इसके अलावा, TAME को अभी तक MTBE से जुड़ी कोई पर्यावरणीय या सुरक्षा संबंधी समस्याएँ नहीं मिली हैं; इसलिए इसके बाजार में उपयोग की संभावनाएँ काफी अधिक हैं। हमारे देश में कुछ अनुसंधान संस्थान, TAME उत्पादन तकनीक पर अनुसंधान कर रहे हैं। अब, टीएएमई के संश्लेषण हेतु कैटालिटिक डिस्टिलेशन प्रक्रिया को सफलतापूर्वक विकसित किया गया है। शंघाई पेट्रोकेमिकल कंपनी में 2000 टन/वर्ष की क्षमता वाला औद्योगिक पायलट संयंत्र भी स्थापित किया गया है। इसके अतिरिक्त, क्वीलू पेट्रोकेमिकल कंपनी के अनुसंधान संस्थान ने C4 एवं C5 मिश्रित ईथरों के उत्पादन हेतु तकनीक भी विकसित की है; इस तकनीक के द्वारा एक ही कैटालिटिक डिस्टिलेशन संयंत्र में MTBE एवं TAME दोनों का उत्पादन संभव हो गया है। इससे ईथर उत्पादन संयंत्रों का आकार बढ़ेगा एवं आर्थिक लाभ भी बढ़ेगा। मेथिल अल्डिहाइड, अपने उत्तम दहन गुणों के कारण, पेट्रोलियम उत्पादों में एडिटिव के रूप में उपयोग में आता है। इसके उपयोग से दहन प्रक्रिया में सुधार होता है, एवं हानिकारक गैसों का उत्सर्जन भी कम हो जाता है। इसी कारण यह आजकल कई कंपनियों द्वारा “नया पर्यावरण-अनुकूल ईंधन” के रूप में भी उपयोग में आ रहा है। आणविक सूत्र: CH₃O–CH₂–OCH₂
आणविक द्रव्यमान: 76.09
क्वथन बिंदु: 42.3℃
फ्लेमपॉइंट: -17.8℃
घनत्व: d15/15 = 0.866, d20/20 = 0.861
गलन बिंदु: -104.8℃
रूप: रंहीन, पारदर्शी तरल; इसमें क्लोरोफॉर्म जैसी गंध होती है।
एस्टर: इनमें से, डाइमेथिल कार्बोनेट (DMC) सबसे अधिक महत्वपूर्ण है; यह ऑक्टेन वैल्यू में सुधार हेतु सबसे उपयोगी पदार्थ माना जाता है। इसके अलावा, अध्ययनों से पता चलता है कि DMC मिलने से पेट्रोल के संतृप्त वाष्पदाब, घनीकरण बिंदु एवं जल-घुलनशीलता पर कोई खास प्रभाव नहीं पड़ता। DMC में, MTBE की तुलना में ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है। जब पेट्रोल में ऑक्सीजन की मात्रा समान होती है, तो DMC की आवश्यक मात्रा MTBE की तुलना में केवल 40% ही होती है। उत्प्रेरित पेट्रोल के मामले में DMC का प्रभाव MTBE के समान ही होता है; लेकिन प्राकृतिक पेट्रोल के मामले में DMC की प्रभावशीलता MTBE की तुलना में कम होती है। जब 3% की मात्रा में DMC एवं MTBE को मिश्रण में मिलाया गया, तो सीधे आसवित पेट्रोल के बेस ऑक्टेन मान क्रमशः 51.0 से बढ़कर 52.5 एवं 53.1 हो गए। इससे यह स्पष्ट होता है कि DMC, उन पेट्रोलों के मिश्रण हेतु अधिक उपयुक्त है, जिनका बेस ऑक्टेन मान 80 से अधिक हो। साइलेन डाइमीथाइल एस्टर, सामान्य तापमान पर एक रंगहीन एवं पारदर्शी तरल है; इसमें हल्का मीठा स्वाद होता है। इसका गलनांक 4℃ एवं क्वथनांक 90.11℃ है। यह पानी में घुलनशील नहीं है, लेकिन अल्कोहल, ईथर एवं लगभग सभी कार्बनिक विलायकों में घुल सकता है। डीएमसी अणु की संरचना में CH₃O-, CO-, COOCH₃ जैसे कार्यकारी समूह होते हैं; इस कारण इसकी रासायनिक अभिक्रिया क्षमता अच्छी होती है। डीएमसी की विषाक्तता बहुत कम है; यह आधुनिक “स्वच्छ उत्पादन प्रक्रियाओं” की आवश्यकताओं को पूरा करने वाला, पर्यावरण-अनुकूल कार्बनिक रासायनिक कच्चा माल है। यह एक महत्वपूर्ण कार्बनिक संश्लेषण मध्यवर्ती पदार्थ भी है। एसिटेट ऑफ सेकंड-ब्यूटाइल का आणविक सूत्र: C6H12O2 ； CH3COOCH(CH3)CH2CH3
दिखावा एवं गुण: रंहीन तरल; फलों जैसी सुगंध होती है।
आणविक भार: 116.16
वाष्पदाब: 2.00 किलोपास्कल/25℃
फ्लेमपॉइंट: 19℃
गलनांक: -98.9℃
क्वथनांक: 112.3℃
घुलनशीलता: पानी में घुलता नहीं; इथेनॉल, ईथर जैसे अधिकांश कार्बनिक विलायकों में घुल जाता है।
घनत्व: सापेक्ष घनत्व (पानी = 1) – 0.86 ； सापेक्ष घनत्व (वायु = 1): 4.00
स्थिरता: स्थिर
खतरे का संकेत: 7 (मध्यम फ्लैम पॉइंट वाला ज्वलनशील तरल)
अमीनो यौगिक – इसका प्रतिनिधि है N-**अमीन। जानकारी के अनुसार, पेट्रोल में विस्फोट-रोधक के रूप में एमाइन यौगिकों के उपयोग संबंधी अनुसंधान विदेशों में 1970 के दशक में ही शुरू हो गए थे। विदेशों में इन यौगिकों का व्यापारिक नाम “MmA” है। इन यौगिकों का व्यापक उपयोग नहीं हो पाया, क्योंकि एमाइन यौगिकों में नाइट्रोजन की मात्रा समस्या बन गई। विदेशों में किए गए अध्ययनों से पता चला है कि ऑटोमोबाइलों से निकलने वाले उत्सर्जन में NOx की मात्रा को नियंत्रित करने हेतु, पेट्रोल में एमाइन यौगिकों की मात्रा 17 ग्राम/लीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए। इस सीमा के भीतर, एमाइन यौगिकों से ऑक्टेन संख्या में 1.2 से 2 इकाई तक की वृद्धि हो सकती है। अतः, एंटी-डिटोनेशन एजेंटों में अमीन यौगिकों की मात्रा को कम करके, उनकी पर्यावरण-अनुकूल दक्षता को अधिकतम स्तर तक बढ़ाना, इस प्रकार के एंटी-डिटोनेशन एजेंटों के व्यापक उपयोग हेतु एक चुनौती है। इसलिए, दुनिया भर के देश पेट्रोल में उपयोग होने वाले अग्निरोधक पदार्थों के विकास पर तेजी से शोध कर रहे हैं। पर्यावरण-अनुकूल अग्निरोधक पदार्थ ही आने वाले समय में विकास की दिशा होंगे। (II) पेट्रोल में सल्फर हटाने की तकनीकें: हाल के वर्षों में, मोटर वाहनों की संख्या में वृद्धि के कारण, वाहनों से निकलने वाला धुआँ वायु प्रदूषण का प्रमुख कारण बन गया है। इसके कारण अम्लीय वर्षा भी अधिक होने लगी है, जिससे इमारतें, मिट्टी एवं मनुष्यों का रहन-सहन गंभीर रूप से प्रभावित हो रहा है। इसलिए, दुनिया भर के देशों ने तेल की गुणवत्ता संबंधी मानकों को और ऊँचा कर दिया है; ताकि तेल में मौजूद सल्फर, एलीन्स एवं बेंजीन की मात्रा पर अंकुश लग सके, और मनुष्यों के रहन-सहन के लिए उपयुक्त वातावरण बन सके। सल्फर युक्त कच्चे तेल के प्रसंस्करण में वृद्धि एवं हेवी ऑयल के कैटालिटिक फ्यूजन के उपयोग में वृद्धि के कारण, तेल में सल्फर की मात्रा अधिक होने एवं उसकी स्थिरता कम होने की समस्या भी बढ़ती जा रही है। हाइड्रोजनीकृत डीसल्फराइजेशन प्रक्रिया में पूंजी एवं हाइड्रोजन स्रोतों संबंधी सीमाओं के कारण, छोटे एवं मध्यम आकार के तेल शोधन संयंत्रों के लिए गैर-हाइड्रोजनीकृत शोधन प्रक्रियाओं पर अनुसंधान करना बहुत ही महत्वपूर्ण है। 1. ईंधन तेल में सल्फर की मुख्य उपस्थिति एवं वितरण: कच्चे तेल में सैकड़ों प्रकार के सल्फरयुक्त हाइड्रोकार्बन होते हैं; अब तक 200 से अधिक ऐसे हाइड्रोकार्बनों की संरचना का पता लग चुका है। ये सल्फरयुक्त हाइड्रोकार्बन, कच्चे तेल के प्रसंस्करण के दौरान विभिन्न डिस्टिलेट तेलों में विभिन्न मात्राओं में वितरित हो जाते हैं। ईंधन तेल में सल्फर मुख्य रूप से दो रूपों में पाया जाता है: ； जबकि, वे सल्फाइड जो आमतौर पर धातुओं के साथ सीधी अभिक्रिया नहीं कर पाते, उन्हें “सक्रिय सल्फर” कहा जाता है; इनमें सरल सल्फर, हाइड्रोजन सल्फाइड एवं थाइओल शामिल हैं। वहीं, वे सल्फाइड जो धातुओं के साथ सीधी अभिक्रिया करते हैं, उन्हें “गैर-सक्रिय सल्फर” कहा जाता है; इनमें सल्फाइड, डाइसल्फाइड, थाइफीन आदि शामिल हैं। पेट्रोल डिस्टिलेट्स में, सल्फर युक्त हाइड्रोकार्बन मुख्य रूप से थायोल, सल्फाइड्स एवं मोनोसाइक्लिक थियोफीन के रूप में पाए जाते हैं; इनका मुख्य स्रोत कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग (FCC) द्वारा उत्पन्न पेट्रोल है। इसलिए, पेट्रोल को कम सल्फर वाले पेट्रोल के मानकों के अनुरूप बनाने हेतु, FCC पेट्रोल के कच्चे माल की पूर्व-प्रसंस्करण प्रक्रिया करनी आवश्यक है, या फिर FCC पेट्रोल उत्पादों की बाद-प्रसंस्करण प्रक्रिया करनी आवश्यक है। डीजल डिस्टिलेट में मौजूद सल्फरयुक्त हाइड्रोकार्बनों में सल्फाइड्स, थाइफीन, बेंजोथाइफीन एवं डाइबेंजोथाइफीन आदि शामिल हैं। डाइबेंजोथाइफीन में 4,6 स्थान पर अल्काइल समूह होने के कारण, अल्काइल समूहों के कारण होने वाले बाधा-प्रभाव के कारण सल्फर हटाना बहुत कठिन हो जाता है। इसके अलावा, तेल के डिस्टिलेट के क्वथनांक बढ़ने के साथ-साथ सल्फरयुक्त यौगिकों की संरचना भी और अधिक जटिल होती जाती है। 2. कम सल्फर वाले ईंधन तेल उत्पन्न करने की विधियाँ
2.1 अम्ल-क्षार शुद्धिकरण
अम्ल-क्षार शुद्धिकरण एक पारंपरिक विधि है; आज भी कुछ रिफाइनरियों में इसका उपयोग किया जाता है। चूँकि अम्ल-क्षार प्रसंस्करण के बाद प्राप्त होने वाले अम्ल-क्षार अपशिष्टों का निपटान करना कठिन है, एवं तेल की मात्रा में भी भारी नुकसान होता है; इसलिए दीर्घकालिक दृष्टि से यह तकनीक निश्चित रूप से अप्रचलित हो जाएगी। 2.2 उत्प्रेरक विधि: फ्थैलोसीन उत्प्रेरक विधि में, वर्तमान में औद्योगिक क्षेत्र में सबसे अधिक उपयोग में आने वाले उत्प्रेरक हैं – पॉलीफ्थैलोसीन कोबाल्ट (CoPPC) एवं सल्फोनेटेड फ्थैलोसीन कोबाल्ट (CoSPc)। यह उत्प्रेरक, क्षारीय घोल में तेलों के उपचार हेतु प्रयोग में आता है; इससे तेलों में मौजूद सल्फाइड्स हट जाते हैं। 2.3 विलायक निष्कर्षण विधि: उपयुक्त विलायक का उपयोग करके निष्कर्षण विधि द्वारा तेलों में मौजूद सल्फाइडों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है। सामान्य तौर पर, निष्कर्षण विधि के द्वारा तेलों में मौजूद सल्फाइडोहाइड्राइलों को प्रभावी ढंग से अलग किया जा सकता है। इसके बाद आसवन विधि के द्वारा निष्कर्षण हेतु उपयोग किया गया विलायक एवं सल्फाइडोहाइड्राइलों को अलग किया जाता है; इस प्रकार उच्च मूल्य वाले सल्फाइडोहाइड्राइल उत्पाद प्राप्त होते हैं, जबकि विलायक को पुनः उपयोग में लाया जा सकत 2.4 उत्प्रेरक-अवशोषण विधि: उत्प्रेरक-अवशोषण विधि में, चयनात्मकता वाले एवं पुनः उपयोग में आ सकने वाले ठोस अवशोषकों का उपयोग किया जाता है; रासायनिक अवशोषण की प्रक्रिया के माध्यम से तेल में मौजूद सल्फर की मात्रा को कम किया जाता है। यह एक नई विधि है, जिसके द्वारा FCC पेट्रोल में मौजूद सल्फाइडों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है। सामान्य पेट्रोल हाइड्रोजनीकरण विधि की तुलना में, इस विधि में निवेश लागत एवं संचालन लागत में आधे से अधिक की कमी हो जाती है। इसके अलावा, इस विधि से तेल में मौजूद सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्साइड जैसे अशुद्धियों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है; सल्फर हटाने की दर 90% से अधिक होती है। यह विधि देश की रिफाइनरी कंपनियों की वर्तमान स्थिति के लिए बहुत ही उपयुक्त है। चूँकि अवशोषण द्वारा सल्फर हटाने से पेट्रोल का ऑक्टेन मान एवं उत्पादन दर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता, इसलिए इस तकनीक को देश-विदेश में बहुत महत्व दिया जा रहा है। उत्प्रेरक-अवशोषण आधारित डीसल्फराइजेशन तकनीक, तेल में कोई प्रभाव डाले बिना ही तेल में मौजूद सल्फाइडों को प्रभावी ढंग से हटा सकती है। इसके अलावा, इस तकनीक में निवेश एवं संचालन संबंधी लागतें, हाइड्रोजनीकरण, विलायक निष्कर्षण, उत्प्रेरक-ऑक्सीकरण आदि अन्य डीसल्फराइजेशन तकनीकों की तुलना में बहुत कम होती हैं। इसलिए, उत्प्रेरक-आधारित अवशोषण विधियों का अध्ययन करना बहुत ही महत्वपूर्ण है। 2.5 संयोजन विधि: जब सल्फर युक्त तेलों को धातु क्लोराइडों के DMF घोल से उपचारित किया जाता है, तो कार्बनिक सल्फाइडों एवं धातु क्लोराइडों के बीच इलेक्ट्रॉन जोड़े आपस में परस्पर क्रिया करते हैं; इससे जल-घुलनशील संयुग्म बनते हैं, जिन्हें हटाया जा सकता है। ऐसे कई धातु आयन हैं जो कार्बनिक सल्फाइडों के साथ संयुग्म बना सकते हैं; इनमें से CdCl2 का प्रभाव सबसे अच्छा होता है। चूँकि कोएलेशन विधि से तेल में मौजूद अम्लीय घटकों को हटाया नहीं जा सकता, इसलिए व्यावहारिक उपयोग में आमतौर पर कोएलेशन एक्सट्रैक्शन एवं क्षारीय धोने की विधियों को मिलाकर ही उपयोग किया जाता है। इस विधि से सल्फर हटाने का प्रभाव बहुत ही अच्छा होता है, एवं प्राप्त तेल की गुणवत्ता भी अच्छी रहती है; इससे आर्थिक लाभ भी होता है। 2.6 जैविक डीसल्फराइजेशन तकनीक
जैविक डीसल्फराइजेशन, जिसे जैविक उत्प्रेरक डीसल्फराइजेशन (BDS) भी कहा जाता है, यह एक ऐसी नई तकनीक है जिसमें सामान्य तापमान एवं दबाव की स्थितियों में, ऑक्सीजन-आवश्यक/ऑक्सीजन-रहित बैक्टीरियों का उपयोग करके तेल में मौजूद सल्फरयुक्त यौगिकों को हटाया जाता है। 3. कम सल्फरीकरण के नकारात्मक प्रभाव: पेट्रोल एवं डीजल में कम सल्फरीकरण से पर्यावरणीय प्रदूषण कम होता है; विशेष रूप से, विभिन्न देशों ने ईंधन तेलों में कम सल्फरीकरण संबंधी नीतियों पर सहमति जताई है। लेकिन ईंधन तेल में सल्फर की मात्रा कम करने की प्रक्रिया में, कुछ ऐसे नकारात्मक प्रभाव देखने को मिले, जिनकी उम्मीद नहीं की गई थी। इनके मुख्य प्रभाव हैं: (1) चिकनाई की क्षमता में कमी, एवं उपकरणों का अधिक घिसना। 1991 में, स्वीडन में 0.00% सल्फर युक्त डीजल के उपयोग के दौरान पाया गया कि ईंधन पंपों में घर्षण एवं क्षति, सामान्य डीजल की तुलना में भी अधिक होती है। जापान ने भी विभिन्न सल्फर सांद्रताओं वाले डीजल पर परीक्षण किए, और परिणामों से यह भी पुष्टि हुई कि डीजल की स्नेहन क्षमता में कमी आ रही है। इसका मुख्य कारण यह है कि डीसल्फराइजेशन की प्रक्रिया के दौरान, तेल में मौजूद चिकनाई प्रदान करने वाले प्राकृतिक ध्रुवीय यौगिक भी हट जाते हैं; इससे चिकनाई की क्षमता कम हो जाती है एवं उपकरणों पर अतिरिक्त दबाव पड़ता है। (2) डीजल की स्थिरता कम हो जाती है, तेल का रंग खराब हो जाता है। जब डीजल में सल्फर की मात्रा 0.05% से कम हो जाती है, तो पेरोक्साइडों की मात्रा बढ़ने से जेली जैसे पदार्थ एवं अवक्षेप बनने लगते हैं। इससे उपकरणों का सामान्य संचालन प्रभावित होता है, एवं धुएँ की गुणवत्ता भी खराब हो जाती है। इसका मुख्य कारण यह है कि डीजल में मौजूद प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट घटक, सल्फर हटाने की प्रक्रिया में भी नष्ट हो जाते हैं। साथ ही, डीजल में सल्फर की मात्रा कम होने के कारण, तेल का रंग गहरा हो जाता है; इससे यह अप्रिय लगता है। 4. निष्कर्ष एवं सुझाव: चूँकि पेट्रोलियम उत्पादों का उत्पादन एवं जीवन में व्यापक उपयोग होता है, इसलिए इनमें मौजूद हानिकारक सल्फर को हटाना बहुत ही महत्वपूर्ण है। वर्तमान में, औद्योगिक क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली गैर-हाइड्रोजनीकरण आधारित सल्फर हटाने की विधियों में अम्ल-क्षार शुद्धीकरण, विलायक निष्कर्षण एवं अधिशोषण आधारित सल्फर हटाने की विधियाँ शामिल हैं। लेकिन इन सभी विधियों में कुछ न कुछ कमियाँ एवं दोष हैं। इनमें से, अम्ल-क्षार शोधन प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में अपशिष्ट अम्ल एवं क्षारीय तरल पदार्थ उत्पन्न होते हैं, जिससे गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण होता है। ； विलायक निष्कर्षण द्वारा सल्फर हटाने की प्रक्रिया में ऊर्जा की खपत अधिक होती है, एवं तेल का उत्पादन-दर कम रहता है। ； अवशोषण विधि में, अवशोषक की अवशोषण क्षमता कम होती है, एवं इसे नियमित रूप से पुनर्जीवित करने की अन्य गैर-हाइड्रोजनीकरण आधारित डीसल्फराइजेशन तकनीकें अभी परीक्षण चरण में ही हैं। इनमें से जैविक डीसल्फराइजेशन, ऑक्सीकरण आधारित डीसल्फराइजेशन, एवं प्रकाश/प्लाज्मा आधारित डीसल्फराइजेशन तकनीकों की संभावनाएँ बहुत ही आकर्षक हैं; ऐसी तकनीकें भविष्य में स्वच्छ ईंधन उत्पादन हेतु प्रभावी तरीके साबित हो सकती हैं। चूँकि ईंधन तेल में सल्फर की मात्रा को कम करना एवं वायु प्रदूषण को कम करना एक जटिल प्रक्रिया है, इसलिए इसे लागू करते समय विभिन्न कारकों पर विचार करना आवश्यक है। ऐसा करने से ही तकनीक की विश्वसनीयता बढ़ेगी, जिससे आर्थिक एवं पर्यावरणीय दृष्टि से बेहतर परिणाम प्राप्त होंगे। (iii) डीजल प्रवाह सुधारक (पैराफिन-घटाने वाले पदार्थ): डीजल की निम्न तापमान पर प्रवाहशीलता में सुधार के लिए तीन तरीके हैं – वैक्स हटाना, द्वितीयक प्रसंस्करण से प्राप्त किरोसीन मिश्रित करना, एवं प्रवाह सुधारक जोड़ना। वैक्स हटाने हेतु अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता होती है; इससे डीजल का उत्पादन भी कम हो जाता है। द्वितीयक प्रसंस्करण से प्राप्त किरोसीन मिश्रित करना एक सरल विधि है। आमतौर पर 0# डीजल में 10–20% किरोसीन मिलाने से डीजल का गलनांक कम हो जाता है; इससे 0# डीजल –10# डीजल में परिवर्तित हो जाता है। यदि द्वितीयक प्रसंस्करण से प्राप्त किरोसीन की मात्रा अधिक हो जाए, तो इससे डीजल के सेटेन नंबर, फ्लैश पॉइंट एवं चिकनाई गुणों पर प्रभाव पड़ सकता है। डीजल में प्रवाह सुधारक मिलाना वर्तमान में देश-विदेश में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है। 1. प्रवाह-सुधारकों की क्रियाविधि
डीजल के लिए उपयोग में आने वाले निम्न-तापमान प्रवाह-सुधारकों की क्रियाविधि यह है कि निम्न तापमान पर ये डीजल में उपस्थित पैराफिन के साथ आकर्षित होते हैं; इससे पैराफिन की सतह पर एक अवरोधक परत बन जाती है। इससे पैराफिन के अणुओं का आपस में जुड़ना रुक जाता है, एवं डीजल का ठोसीकरण-बिंदु कम हो जाता है। साथ ही, ये प्रवाह-सुधारक पैराफिन के साथ सह-क्रिस्टल भी बनाते हैं; इससे पैराफिन के क्रिस्टल छोटे-छोटे हो जाते हैं, जिससे डीजल का ठोसीकरण-बिंदु और भी कम हो जाता है। डीजल प्रवाह सुधारक, आम तौर पर डीजल में मौजूद मोम के निकलने की प्रक्रिया को बदल नहीं सकते। ये न तो डीजल के “टर्ब्यूलेंस पॉइंट” को बदल सकते हैं, और न ही किसी विशेष तापमान पर मोम के निकलने की मात्रा को। ये केवल क्रिस्टलों के आकार एवं आकृति को ही बदल सकते हैं, एवं क्रिस्टलों के नेटवर्क-जैसी संरचनाओं के निर्माण को रोक सकते हैं। इसलिए, पेट्रोलियम वैक्स के डीजल की कम तापमान पर प्रवाहकता पर पड़ने वाले प्रभावों को पूरी तरह से दूर नहीं किया जा सकता; केवल डीजल की कम तापमान पर प्रवाहकता में सुधार ही किया जा सकता है। द्वितीय, प्रवाह-सुधारकों का क्या कार्य है? घरेलू एवं विदेशी अनुसंधानों में दर्जनों प्रकार के प्रवाह-सुधारक यौगिक पाए गए हैं। औद्योगिक उत्पादन में मुख्य रूप से कम आणविक भार वाले इथिलीन-विनाइल एसीटेट, इथिलीन-प्रोपिलीन विनाइल एसीटेट सह-पॉलिमर आदि का उपयोग किया जाता है। डीजल में प्रवाह-सुधारक की अनुशंसित मात्रा 0.01–0.1% है; विदेशों में इसकी वास्तविक मात्रा लगभग 0.03% ही है। डीजल निंबनकारी पदार्थ, डीजल के रासायनिक घटकों के प्रति बहुत ही संवेदनशील होते हैं। इसलिए, इन पदार्थों को डीजल में मिलाने से पहले आवश्यक रूप से परीक्षण किए जाने चाहिए। डीजल निंबनकारी पदार्थों का प्रभाव, डीजल बनाने हेतु उपयोग किए जाने वाले कच्चे तेल के प्रकार, उत्पादन प्रक्रिया, डीजल तैयार करने हेतु उपयोग की जाने वाली सूत्रावली, एवं विभिन्न घटकों की मात्रा जैसे कई कारकों से प्रभावित होता है। कच्चे तेल के हिसाब से, एनालिन-आधारित कच्चे तेल का प्रदर्शन सबसे अच्छा होता है; मिडल-आधारित कच्चे तेल का प्रदर्शन इसके बाद आता है, जबकि पारा-आधारित कच्च प्रसंस्करण प्रक्रिया के आधार पर, कैटालिटिक डीजल, मॉलेक्युलर सीव्स द्वारा डीवैक्सिंग, यूरिया द्वारा डीवैक्सिंग एवं पैराफिन-घटाने वाले एजेंटों का उपयोग करने से अच्छे परिणाम प्राप्त होते हैं। हाइड्रोक्रैकिंग एवं थर्मल क्रैकिंग द्वारा प्राप्त डीजल का प्रदर्शन इसके बाद आता है। जबकि सीधे आसवन द्वारा प्राप्त डीजल एवं कोकिंग द्वारा प्राप्त डीजल का प्रदर्शन सबसे खराब होता है। विनिमय विधि के हिसाब से, आम तौर पर उच्च सांद्रता वाले डीजल, एवं जिनमें केरोसीन की मात्रा अधिक होती है, ऐसे डीजल ही बेहतर परिणाम देते हैं। फ्रैक्शनों के हिसाब से, जितना चौड़ा फ्रैक्शन होगा, परिणाम उतना ही बेहतर होगा इसलिए, बेहतर परिणाम प्राप्त करने हेतु निम्नलिखित तरीकों का उपयोग करना आवश्यक है: विभिन्न निर्माताओं द्वारा निर्मित तेलों को मिलाने से बेहतर परिणाम प्राप्त होते हैं; इसमें 10# डीजल मिलाने से भी अच्छा परिणाम मिलता है। इसके अलावा, कुछ मात्रा में केरोसीन मिलाने से भी अच्छा परिणाम मिलता है। 200# एरोमैटिक्स को 3–10% की मात्रा में मिलाने से भी अच्छा परिणाम प्राप्त होता है। घनत्व कम करने हेतु विशेष पदार्थ मिलाने से भी लाभ होता है। डीजल के भंडारण एवं परिवहन के दौरान आमतौर पर मोम जमने की समस्या होती है, जिससे ठंडे तापमान पर डीजल का फिल्टर होना कठिन हो जाता है। मोम जमने की समस्या को रोकने हेतु ऐंटी-वैक्स एजेंटों का उपयोग किया जाता है। (च) डीजल के हेक्सानोजन मान में सुधार हेतु उपयोगी पदार्थ – डीजल की दहन क्षमता को “दहनशीलता” भी कहा जाता है; यह डीजल की स्व-दहन क्षमता को दर्शाता है। डीजल इंजन के कार्य सिद्धांत से ही यह पता चलता है। जब डीजल इंजन में संपीडन प्रक्रिया समाप्त हो जाती है, तो सिलेंडर का तापमान 500–600°C से कम नहीं होता। यह तापमान, डीजल के स्वयं-दहन बिंदु (जो 200–270°C है) से कहीं अधिक होता है। लेकिन दहन से पहले भौतिक-रासायनिक तैयारियों हेतु समय आवश्यक है; इसलिए डीजल को सिलेंडर में डालने के बाद तुरंत दहन नहीं होता। डीजल को सिलेंडर में डालने के बाद दहन होने में कुछ समय लगता है, जो आमतौर पर 0.0007 से 0.0035 सेकंड के बीच होता है। यदि डीजल के जलने में लगने वाला समय कम हो, तो डीजल सिलेंडर में प्रवेश करते ही जलने लगता है; इससे इंजन सही ढंग से काम कर पाता है। यदि आग लगने में देरी होती है, तो एक बार आग लगने के बाद अधिक मात्रा में ईंधन जलने लगता है। इससे जलने की प्रारंभिक अवस्था में ही दबाव तेजी से बढ़ जाता है, जिससे डीजल इंजन ठीक से काम नहीं कर पाता। इसका परिणाम भी पेट्रोल इंजन में होने वाले डिस्प्लेशन जैसा ही होता है – शक्ति में कमी, ईंधन की खपत में वृद्धि, एवं शोर में वृद्धि। डीजल की दहन-क्षमता को हेक्सानोइक वैल्यू से व्यक्त किया जाता है। जिसे “हेक्साडेसिल वैल्यू” कहा जाता है, वह निर्धारित परिस्थितियों में इंजन परीक्षणों में, तब प्राप्त होता है, जब परीक्षण हेतु उपयोग किए गए तेल एवं मानक ईंधन में दहन की क्षमता समान होती है; ऐसी स्थिति में मानक ईंधन में नॉर्मल हेक्साडेसिल का आयतन-प्रतिशत ही हेक्साडेसिल वैल्यू होता है। मानक ईंधन, हेक्साडेसेन (जिसका कैसेनोग्रेड 100 माना गया है) एवं अल्फा-मिथाइलनेप्थेन (जिसका कैसेनोग्रेड 0 माना गया है) को विभिन्न अनुपातों में मिलाकर बनाया जाता है। उच्च हेक्सानोजन मान वाले डीजल में स्व-दहन बिंदु कम होता है, आग लगने में देरी भी कम होती है; इसलिए ऐसे डीजल से कोई समस्या नहीं होती। इसके अलावा, उच्च हेक्सानोजन मान वाले डीजल के उपयोग से इंजन के बीयरिंगों पर लगने वाला भार कम हो जाता है, एवं इंजन का स्टार्ट होने का प्रदर्शन भी बेहतर हो जाता है; जिससे इंजन आसानी से स्टार्ट हो जाता है। राष्ट्रीय मानकों के अनुसार, हल्के डीजल का सिस्टोनेंट वैल्यू > 45 होना चाहिए। वाहनों में उपयोग होने वाला हल्का डीजल: +10#, +5#, 0#, -10# > 49; -20# > 46; -35#, -50# > 35। हेक्सेनेट संख्या को बढ़ाने के दो तरीके हैं – एक तो तेल में मौजूद आरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों को हटाना, और दूसरा तरीका है हेक्सेनेट संख्या में सुधार करने हेतु विशेष पदार्थों का उपयोग करना। आमतौर पर ऐसे पदार्थों के रूप में एल्काइल-एओ एसिड एस्टर का उपयोग किया जाता है। जैसे *ao एसिड ऑक्टेनेट एवं *ao एसिड पेंटेनेट; 1–3‰ की मात्रा में इन्हें मिलाने से मान 2–9 इकाइयों तक बढ़ सकता है। (व) तेलों से अम्ल हटाने वाले पदार्थ: कच्चे डीजल में हमेशा कुछ मात्रा में कार्बनिक अम्ल होता है। डीजल तैयार करते समय इन कार्बनिक अम्लों को हटाना आवश्यक है; ताकि अम्लता की मात्रा 7 मिलीग्राम KOH/100 मिलीलीटर रहे, जिससे यह राष्ट्रीय मानकों के अनुरूप हो सके। अम्लनिवारण हेतु आमतौर पर निम्नलिखित विधियाँ उपयोग में आती हैं: हाइड्रोजनीकरण, क्षारीय धोना। अम्लनिवारक एवं डीजल को निश्चित अनुपात में मिलाकर भी अम्लनिवारण किया जा सकता है।

(6) रंग एवं गंध हटाने हेतु उपाय:
1. सल्फ्यूरिक एसिड + टाइटेनियम सल्फोनेट
2. तटस्थीकरण हेतु: इथेनॉल : एथिलीन डाइएमाइन : अमाइड (डाइमिथाइल) = 5:2:5
3. अवशोषक पदार्थ।

पाँचवाँ चरण – मिश्रण हेतु विधियाँ:
1. पेट्रोल:
i. मानक ग्रेड के पेट्रोल का उपयोग करके 90# पेट्रोल को 93# एवं 97# में परिवर्तित किया जा सकता है।
ii. गैर-मानक ग्रेड के पेट्रोल का उपयोग करके 90# पेट्रोल को 93# में परिवर्तित किया जा सकता है; इस हेतु नैफ्था, एंटी-डिटोनेटिव आदि का उपयोग किया जाता है।
2. गैर-मानक ग्रेड के पेट्रोल हेतु: नैफ्था (20-60%) + मिश्रित एरोमैटिक्स (5-25%) + C5 (5-15%) + एंटी-डिटोनेटिव।
टिप्पणी: पहली विधि में 90# पेट्रोल का उपयोग किया जाता है; इसलिए मिश्रित एरोमैटिक्स का उपयोग किया जा सकता है। दूसरी विधि में पेट्रोल का उपयोग नहीं किया जाता; इसलिए मिश्रित एरोमैटिक्स की गुणवत्ता अधिक होनी आवश्यक है। इस हेतु हल्के हाइड्रोकार्बन, हल्का नैफ्था आदि का उपयोग किया जाता है। तेल संशोधन की दोनों विधियों में अपने-अपने फायदे एवं नुकसान हैं; ज्यादातर तेल संशोधक, कच्चे माल की कीमतों के आधार पर ही निर 2. डीजल –
① यांग्त्ज़े नदी के आसपास का क्षेत्र: केरोसीन 10% + कैटालिटिक डीजल 20% + मानक डीजल 70%
② पर्ल नदी के आसपास का क्षेत्र: केरोसीन 10% + प्रीमियम डीजल 20% + मानक डीजल 70%
③ बोहाई सागर के आसपास का क्षेत्र: केरोसीन 10% + प्रीमियम डीजल 20% + मानक डीजल 70%
बाजार में सबसे अधिक उपयोग होने वाले कच्चे मालों के अनुपात के आधार पर, मानक डीजल का अनुपात कम से कम 70% होना चाहिए; जबकि कैटालिटिक डीजल का अनुपात लगभग 20% होता है। केरोसीन का अनुपात अधिकतम 10% ही होता है। वर्तमान बाजार में कच्चे माल की कीमतों के आधार पर, यांगत्से-झियांगगांग क्षेत्र में हाइब्रिड डीजल की लागत 8000 युआन/टन है। हालाँकि, यह मूल्य स्थानीय राष्ट्रीय मानकों के अनुसार निर्धारित बाजार मूल्य से 100 युआन/टन कम है, फिर भी हाइब्रिड डीजल तैयार करने वाली कंपनियाँ ऐसा करने से हिचकिचाती हैं। इसके अलावा, उद्योग के विशेषज्ञों का कहना है कि चूँकि केरोसीन का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है, एवं इसका मुख्य कार्य तरल पदार्थों के घनीकरण बिंदु को कम करना है; इसलिए, यदि तापमान संबंधी कोई विशेष आवश्यकता न हो, तो केरोसीन मिलाने की कोई आवश्यकता ही नहीं है। इसके अलावा, चूँकि C9 की कीमत वर्तमान में काफी अधिक है, इसलिए मिश्रण तैयार करने वाले लोग बहुत कम ही C9 का उपयोग कर रहे हैं। जब इसकी कीमत ऐसे स्तर पर आ जाएगी जिसे मिश्रण तैयार करने वाले लोग स्वीकार कर सकें, तब C9 का उपयोग करने की संभावना बढ़ जाएगी। 3. मिश्रण विधि – स्प्रे द्वारा मिश्रण: स्प्रे द्वारा मिश्रण करने हेतु, आवश्यक तेलों को निर्धारित अनुपात में एक साथ परिवहन टैंकों में डाला जाता है; मिश्रण की प्रक्रिया टैंकों में तेल भरने के दौरान ही पूरी हो जाती है। इस विधि में, सहायक लोडिंग उपकरणों एवं मापन उपकरणों के अलावा, किसी अन्य विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होती। यह 1980 के दशक में विदेशों में व्यापक रूप से उपयोग में आने वाली विधि थी। चक्रीय मिश्रण प्रक्रिया, वास्तव में मिश्रण टैंक में चक्रीय पंप का उपयोग करके सामग्रियों को अच्छी तरह मिलाने की प्रक्रिया है; इस चक्रीय प्रक्रिया के द्वारा सभी घटक आपस में अच्छी तरह मिल जाते हैं। वर्तमान में देश में मुख्य रूप से इसी विधि का उपयोग किया जा रह पाइपलाइन मिश्रण, वास्तव में विभिन्न घटक तेलों को कंप्यूटर एवं नियंत्रण उपकरणों की सहायता से पाइपलाइनों में स्थिर रूप से मिलाकर मिश्रण तैयार करने की प्रक्रिया है। इस विधि में मिश्रण का अनुपात कंप्यूटर या पूर्व-सेट किए गए उपकरणों द्वारा नियंत्रित किया जाता है; इससे मिश्रण की सटीकता बढ़ जाती है, एवं प्रबंधन भी आसान हो जाता है छह, परीक्षण मानक: पेट्रोल के लिए राष्ट्रीय मानक द्वितीय, राष्ट्रीय मानक तृतीय, बीजिंग का नया मानक (प्रस्तावित मसौदा); राष्ट्रीय मानक तृतीय, चतुर्थ एवं पंचम (सुझाए गए मानक)। सिनोपेक द्वारा खरीदे गए तेलों के लिए अतिरिक्त परीक्षण मानक।