हमारे देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार का क्रम एवं तर्क

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हमारे देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार का क्रम एवं तर्क। हमारे देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार का क्रम एवं तर्क। फ्रांसीसी कंपनी एक्सेन्स, कैटालिटिक गैसोलीन के डीसल्फराइजेशन तकनीक के क्षेत्र में अग्रणी है। अब तक, इस कंपनी द्वारा विकसित ‘प्राइम-जी+’ नामक कैटालिटिक गैसोलीन सिलेक्टिव हाइड्रोजनेशन डीसल्फराइजेशन तकनीक का वैश्विक स्तर पर 230 से अधिक औद्योगिक संयंत्रों में उपयोग किया गया है; जिनमें से 32 संयंत्र चीन में हैं। सीडीटेक, एक्सेन्स, यूओपी आदि कंपनियाँ इस प्रकार की तकनीकों के अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रमुख आपूर्तिकर्ता हैं। सीडीटेक की तकनीक में कैटालिटिक डिस्टिलेशन हाइड्रोजनेशन, कैटालिटिक डिस्टिलेशन ईथरीकरण एवं नॉन-ब्रांच्ड ऑलीफिन्स के आइसोमेराइजेशन जैसी प्रक्रियाएँ शामिल हैं। यह तकनीक अत्याधुनिक है; इसकी बाजार हिस्सेदारी भी सबसे अधिक है। अब तक 100 से अधिक औद्योगिक संयंत्रों में इस तकनीक का उपयोग किया गया है। 　　हमारे देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार का क्रम एवं तर्क
वर्ष 2000 के आसपास से ही चीन में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार शुरू हुआ। आज तक दस से अधिक वर्ष बीत चुके हैं। पेट्रोल की गुणवत्ता संबंधी कड़े मानकों, एवं चीन में पाए जाने वाले पेट्रोल की विशिष्ट संरचना के कारण, देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार हेतु आवश्यक तकनीकों का विकास एवं उनका औद्योगिक उपयोग तेजी से हो रहा है। वर्ष 2017 में “गुओवी” गैसोलीन मानकों के पूर्ण रूप से लागू होने से पहले, गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार हेतु हुए तकनीकी विकासों एवं बाजार संबंधी विकल्पों का आकलन करना आवश्यक है। गैसोलीन के विभिन्न गुणवत्ता संबंधी मापदंडों के विश्लेषण के आधार पर, विभिन्न रिफाइनरियों की प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के अनुसार गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार हेतु उचित कदम उठाना आवश्यक है। यही वह तकनीकी कार्य है जिसे रिफाइनरियों को “गुओवी” या भविष्य में लागू होने वाले और भी कठोर मानकों के अनुरूप गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार हेतु पहले ही करना आवश्यक है।
चौथा, हमारे देश में गैसोलीन मुख्य रूप से “कैटलिटिक गैसोलीन” से ही बनता है। “कैटलिटिक गैसोलीन” में सल्फर की मात्रा कम करना, ऑलिफिन्स की मात्रा कम करना, एवं गैसोलीन के ऑक्टेन वैल्यू को बढ़ाना, “गुओआईवी” एवं “गुओवी” मानकों के अनुरूप गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार हेतु आवश्यक कदम हैं।
हमारे देश की रिफाइनरियाँ लंबे समय से कम सल्फर वाले भारी तेलों का ही उपयोग करती रही हैं; द्वितीयक प्रसंस्करण में “कैटलिटिक फ्यूजन” प्रक्रिया का ही उपयोग किया जाता है। इस कारण हमारे देश की रिफाइनरियों में उत्पन्न गैसोलीन की गुणवत्ता, अमेरिका एवं यूरोप की रिफाइनरियों में उत्पन्न गैसोलीन की गुणवत्ता से काफी अलग है। अमेरिकी रिफाइनरियों में, गैसोलीन मिश्रण में कैटालिटिक गैसोलीन, रीफॉर्मेटेड ऑयल, अल्काइलेटेड ऑयल एवं आइसोमेराइज्ड ऑयल जैसे अन्य घटकों का योगदान प्रत्येक के लिए एक-तिहाई है। यूरोपीय रिफाइनरियों में, पेट्रोल मिश्रण में रीफॉर्म्ड तेल का अनुपात लगभग 50% है; कैटालिटिक पेट्रोल का अनुपात लगभग 30% है। जबकि एल्किलेशन एवं आइसोमराइजेशन जैसी प्रक्रियाओं से प्राप्त अन्य तेलों का अनुपात लगभग 20% है। हमारे देश के रिफाइनरियों में, पेट्रोल में कैटालिटिक पेट्रोल का अनुपात 73% है; जबकि रीफॉर्म्ड ऑयल, एल्काइलेटेड ऑयल आदि उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले घटकों का योग 20% से भी कम है। चूँकि पेट्रोल में मौजूद सल्फर एवं अल्कीनों का अधिकांश हिस्सा “कैटालिटिक पेट्रोल” से ही आता है, एवं कैटालिटिक पेट्रोल का ऑक्टेन स्तर 89–91 होता है, जो कि काफी कम है; इस कारण घरेलू रिफाइनरियों को कैटालिटिक पेट्रोल से सल्फर एवं अल्कीनों को हटाने में काफी परेशानी होती है। इसके कारण उच्च गुणवत्ता वाले पेट्रोल का उत्पादन भी कठिन हो जाता है। रिफाइनरी उपकरणों की संरचना में बड़े पैमाने पर बदलाव करके हमारे देश में उत्पन्न होने वाले पेट्रोल की गुणवत्ता को अमेरिका या यूरोप के स्तर तक लाया जा सकता है। इससे पेट्रोल में मौजूद एलीन्स एवं ऑक्टेन वैल्यू संबंधी समस्याओं का समाधान हो सकता है, लेकिन सल्फर-मुक्त करने संबंधी समस्याएँ अभी भी बनी हुई हैं। इसके अलावा, रिफॉर्म्ड तेल के उत्पादन में वृद्धि से पेट्रोल में बेंजीन की मात्रा भी बढ़ जाती है। ； साथ ही, नए उपकरणों के निर्माण एवं सुधार हेतु बड़ी मात्रा में पूंजी की आवश्यकता होती है; इसके अलावा, उच्च मूल्य वाले हल्के तेल की दीर्घकालिक एवं स्थिर आपूर्ति भी संभव नहीं है। ऐसी स्थिति से निश्चित रूप से उद्यमों के लाभ प्रभावित होंगे। दीर्घकालिक दृष्टि से, कच्चे तेल के भारी होने की समस्या लगातार बढ़ने के कारण, उच्च दक्षता वाली तकनीक के रूप में “कैटलिटिक फ्रैक्शन” की भूमिका, भारी तेल/अवशेष तेलों के गहन रूपांतरण हेतु, द्वितीयक प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में अपरिवर्तित ही रहेगी। 　　उपरोक्त कारकों को ध्यान में रखते हुए, निकट भविष्य में हमारे देश में पेट्रोल में कैटालिटिक पेट्रोल का उपयोग जारी रहेगा; इसमें कोई मौलिक परिवर्तन नहीं होगा। कैटालिटिक पेट्रोल से सल्फर हटाना, अल्कीनों की मात्रा कम करना, एवं पेट्रोल के ऑक्टेन स्कोर को बढ़ाना, वर्तमान एवं भविष्य में हमारे देश में पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार हेतु सामने आने वाली मुख्य चुनौतियाँ हैं। 　　द्वितीय, पिछले कई दशकों में विश्वभर में हुए औद्योगिक प्रयोगों से यह साबित हुआ है कि कैटालिटिक गैसोलीन के चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण द्वारा सल्फर हटाना, वर्तमान में देश-विदेश में कैटालिटिक गैसोलीन से सल्फर हटाने की प्रमुख तकनीक है। फ्रांस की कंपनी एक्सेन्स, कैटालिटिक गैसोलीन से सल्फर हटाने की तकनीकों के क्षेत्र में अग्रणी है। अब तक, इस कंपनी द्वारा विकसित “प्राइम-जी+” नामक तकनीक का विश्वभर में 230 से अधिक औद्योगिक संयंत्रों में उपयोग किया गया है; जिनमें से 32 संयंत्र चीन में हैं। इस तकनीक में ओलेफिन्स का हाइड्रोजनीकरण दर बहुत कम है; इससे ऑक्टेन संख्या में भी कमी आती है। ； एरोमैटिक हाइड्रोजनीकरण एवं विघटन अभिक्रियाएँ नहीं होतीं; तरल पदार्थ की प्राप्ति लगभग 100% होती है। ； लंबी अवधि तक स्थिर रूप से कार्य करता है; इसका उपयोग कैटालिटिक फ्रैक्चरेशन उपकरणों की मरम्मत अवधियों के ； सल्फर हटाने की दर 98% से अधिक है; इससे पेट्रोल में सल्फर की मात्रा 10 ppm तक रखना संभव हो जाता है। घरेलू तेल शोधन कंपनियों में, शानडोंग की कंपनियों ने सबसे अधिक Prime-G+ तकनीक का उपयोग किया है; ऐसी प्रणालियों की संख्या 17 है। कुछ बड़े शांडोंग स्थित तेल शोधन संयंत्रों में, भले ही उत्प्रेरित पेट्रोल में सल्फर की मात्रा हजारों ppm तक पहुँच जाती हो, फिर भी इस तकनीक के उपयोग से 99% से अधिक उत्पादन दर के साथ राष्ट्रीय मानक V अनुरूप पेट्रोल का उत्पादन किया जा सकता है, जिससे बीजिंग एवं शंघाई क्षेत्रों में आपूर्ति की जाती है तथा अच्छा आर्थिक लाभ प्राप्त होता है। 　　एक्सॉनमोबिल की “स्कैनफाइनिंग” तकनीक एवं सीडीटेक की “सीडी हाइड्रो/सीडी एचडीएस” तकनीक, वैश्विक बाजार में लगभग समान स्तर पर हैं। हालाँकि, वर्तमान औद्योगिक अनुप्रयोगों के मामले में इन तकनीकों का प्रदर्शन फ्रांसीसी कंपनी एक्सेन्स की तकनीक की तुलना में काफी कम है। देश के भीतर, राष्ट्रीय III मानकों के अनुसार पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार की प्रक्रिया में, अधिकांश रिफाइनरियों ने फुशुन पेट्रोकेमिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा विकसित उत्प्रेरक पेट्रोल के चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण-डीसल्फराइजेशन तकनीक (OCT श्रृंखला) का चयन किया है। चाइना पेट्रोलियम एंड केमिकल कॉर्पोरेशन ने अमेरिकी कंपनी फिलिप्स से S-Zorb उत्प्रेरक तकनीक खरीदी है; इसका उपयोग राष्ट्रीय मानक V के अनुरूप पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार हेतु किया जाएगा। चाइना पेट्रोलियम एंड केमिकल कॉर्पोरेशन ने अपने संगठन के भीतर संबंधित डिज़ाइन एवं अनुसंधान इकाइयों के माध्यम से इस तकनीक एवं विशेष अवशोषक पदार्थों का अध्ययन किया है; अब इस तकनीक का चाइना पेट्रोलियम एंड केमिकल कॉर्पोरेशन के सभी इकाइयों में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। इसके अलावा, बीजिंग एनाइजी एनर्जी टेक्नोलॉजी कंपनी द्वारा विकसित, राष्ट्रीय V मानकों के अनुरूप “चयनात्मक हाइड्रोजनीकरण द्वारा सल्फर हटाने” संबंधी तकनीक का उपयोग देश की निजी कंपनियों द्वारा 20 से अधिक उद्योगिक इकाइयों में किया जा रहा है; इनमें कई ऐसी इकाइयाँ भी हैं जिनकी क्षमता लाखों टन प्रति वर्ष है। निस्संदेह, यह भी एक महत्वपूर्ण तकनीकी क्षमता है। 　　कैटालिटिक गैसोलीन की गुणवत्ता सुधार तकनीकों के विकास के इतिहास से देखा जाए तो, कैटालिटिक गैसोलीन के हाइड्रोडीसल्फराइजेशन-ऑक्टेन नंबर पुनर्प्राप्ति तकनीक के माध्यम से हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया में ऑक्टेन नंबर में होने वाली कमी को दूर करना संभव नहीं है। एक्सॉनमोबाइल का ऑक्टगेन, यूओपी का आईएसएएल, एवं देश में उपलब्ध कुछ अन्य समान प्रौद्योगिकियों को विश्व स्तर पर लगभग कोई बाजार हिस्सा ही नहीं है। फ्रांस की AXENS कंपनी के तकनीकी विशेषज्ञों ने 2003 में NPRA की वार्षिक बैठक में बताया कि कैटालिटिक गैसोलीन डी-सल्फराइजेशन तकनीक में दो मूलभूत आवश्यकताओं को पूरा करना आवश्यक है: गैसोलीन की उपज में कोई कमी नहीं आनी चाहिए। ； आसवन बिंदु में कोई परिवर्तन नहीं होता। आणविक छलनी उत्प्रेरक का उपयोग करके कैटालिटिक गैसोलीन में हाइड्रोडीसल्फराइजेशन – ऑक्टेन संख्या पुनर्स्थापन तकनीक, अपने अभिक्रिया तंत्र की मूलभूत सीमाओं के कारण, उपरोक्त दोनों आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ है। अतः, कैटालिटिक गैसोलीन के ऑक्टेन नंबर में होने वाली कमी की समस्या को हल करने हेतु, गैसोलीन मिश्रण में उपस्थित विभिन्न घटकों के स्रोतों एवं विभिन्न उपकरणों के आपसी संबंधों का समग्र विश्लेषण आवश्यक है। 　　तीसरा, कैटालिटिक लाइट गैसोलीन ईथरीकरण ऐसी तकनीक है जो हमारे देश में उपयोग होने वाले गैसोलीन की संरचना के अनुकूल है। यह तकनीक गैसोलीन में मौजूद ओलेफिन्स की मात्रा को कम करने एवं ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने में सहायक है। हालाँकि, कैटालिटिक क्रैकिंग प्रक्रिया एवं कैटालिस्टों के विकास की संभावनाएँ सीमित हैं।
लीड-फ्री गैसोलीन के उत्पादन के बाद, गैसोलीन में मौजूद ओलेफिन्स की मात्रा को कम करना आवश्यक है। इसके लिए ओलेफिन-कम करने वाले कैटालिस्टों एवं कैटालिटिक क्रैकिंग प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, देश के अधिकांश रिफाइनरियों में गैसोलीन में ओलेफिन्स की मात्रा 30–40% के बीच है। इससे उत्पादन में कमी आ रही है; गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या भी कम हो रही है, एवं डीजल की सिनेक नंबर भी खराब हो रही है। यदि चीनी मानकों के अनुरूप गैसोलीन में ओलेफिन्स की मात्रा को कम करने हेतु कैटालिटिक क्रैकिंग प्रक्रियाओं एवं कैटालिस्टों पर ही निर्भर रहा गया, तो ये समस्याएँ और भी बढ़ जाएँगी। बाजार में प्रचलित विभिन्न उत्प्रेरक-आधारित हल्के गैसोलीन ईथरीकरण तकनीकों की तुलनात्मक विश्लेषण से पता चलता है कि हल्के गैसोलीन को ईथरीकृत करने के बाद उसे भारी गैसोलीन के साथ मिश्रित करने पर पूर्ण-श्रेणी वाला उत्प्रेरक गैसोलीन प्राप्त होता है। इस प्रक्रिया में ओलेफिनों की मात्रा लगभग 10 प्रतिशत तक कम हो जाती है, जबकि ऑक्टेन संख्या में 1 यूनिट की वृद्धि होती है। इसके अतिरिक्त, लगभग 4 प्रतिशत मेथनॉल को गैसोलीन घटकों में परिवर्तित किया जाता है; ईथरीकृत गैसोलीन का वाष्पदाब भी कम हो जाता है। इन सभी कारकों के कारण गैसोलीन में उच्च ऑक्टेन संख्या वाले हल्के हाइड्रोकार्बन घटकों को अधिक मात्रा में मिलाया जा सकता है। इससे उद्यमों की लाभप्रदता में और वृद्धि होती है। 　　सीडीटेक, एक्सेन्स, यूओपी आदि कंपनियाँ इस प्रकार की तकनीकों के अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रमुख आपूर्तिकर्ता हैं। सीडीटेक की तकनीक में कैटालिटिक डिस्टिलेशन हाइड्रोजनेशन, कैटालिटिक डिस्टिलेशन ईथरीकरण एवं नॉन-ब्रांच्ड ऑलीफिन्स के आइसोमेराइजेशन जैसी प्रक्रियाएँ शामिल हैं। यह तकनीक अत्याधुनिक है; इसकी बाजार हिस्सेदारी भी सबसे अधिक है। अब तक 100 से अधिक औद्योगिक संयंत्रों में इस तकनीक का उपयोग किया गया है। सीडीटेक कंपनी ने इस तकनीक को क्रमशः चाइना पेट्रोलियम के नानचोंग रिफाइनरी, गर्मु रिफाइनरी एवं उरुमची पेट्रोकेमिकल्स को हस्तांतरित किया है। 　　चार, अल्काइलेशन तकनीकों का विकास करना आवश्यक है; रिफॉर्मिंग तकनीकों का संतुलित विकास भी आवश्यक है। यह पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने एवं राष्ट्रीय मानक V एवं भविष्य में लागू होने वाले कठोर मानकों के अनुरूप पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार करने हेतु एक महत्वपूर्ण उपाय है।
राष्ट्रीय मानक V एवं भविष्य में लागू होने वाले कठोर मानकों के अनुरूप पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार के दौरान, कैटालिटिक पेट्रोल में सल्फर एवं ओलेफिनों की मात्रा कम होने से पेट्रोल का ऑक्टेन मान कम हो जाता है। इससे वाहनों के शुरुआती त्वरण प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। भविष्य में वाहनों के इंजनों की दक्षता एवं उत्सर्जन मानकों के कारण, पेट्रोल में ऑक्टेन मान को बढ़ाने के साथ-साथ इसे कम कार्बन-उत्सर्जक भी बनाना आवश्यक है। कैटालिटिक क्रैकिंग तकनीक ही द्वितीयक प्रसंस्करण हेतु प्रमुख तकनीक है; इसलिए अल्काइलेशन तकनीकों का विकास इन समस्याओं को हल करने हेतु आवश्यक है। एल्किलीकृत तेल का मुख्य घटक, उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले बहु-शाखाओं वाले आइसोअल्केन होते हैं। इसमें कोई एलीन या अरोमैटिक हाइड्रोकार्बन नहीं होता; सल्फर की मात्रा कम होती है, एवं भाप दबाव भी कम होता है। इसलिए यह स्वच्छ पेट्रोल बनाने हेतु आदर्श सामग्री है। विशेष रूप से, कैटलिटिक पेट्रोल में ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने, पेट्रोल में ऑक्टेन संख्या को उचित स्तर पर रखने, एवं भविष्य में आवश्यक होने वाले कम-कार्बन मानकों को पूरा करने में, एल्किलेटेड तेल की भूमिका अत्यंत महत्वपूर्ण है; क्योंकि इसका कोई विकल्प नहीं है। कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों के माध्यम से अधिक मात्रा में लिक्वीफाइड गैस उत्पन्न की जा सकती है; इससे अधिक मात्रा में एल्काइलेटेड ऑयल भी प्राप्त होता है। साथ ही, अधिक मात्रा में प्रोपीन भी उत्पन्न होता है, जिससे पेट्रोल का ऑक्टेन स्कोर बढ़ जाता है एवं उपकरणों से अधिक लाभ प्राप्त होता है। इस प्रकार, कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग द्वितीयक प्रसंस्करण हेतु एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में कार्य करता है। इस तरह हम चुनौतियों को अवसरों में बदल सकते हैं, अपनी ताकतों का उपयोग करके कमजोरियों को दूर कर सकते हैं, एवं चीनी विशेषताओं एवं भविष्य की आवश्यकताओं के अनुरूप पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं। कैटालिटिक रीफॉर्मिंग उपकरण, न केवल उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले पेट्रोल घटकों का उत्पादन करता है, बल्कि रसायन उद्योगों को आवश्यक आर्गेनिक यौगिक भी प्रदान करता है। साथ ही, यह रिफाइनरियों के लिए हाइड्रोजन का भी महत्वपूर्ण स्रोत है। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर हल्के तेल संसाधनों एवं घरेलू स्तर पर नाफ्था संसाधनों की कमी, तथा पेट्रोल में बेंजीन की मात्रा संबंधी प्रतिबंधों को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न कारकों का संतुलन बनाकर ही रीफॉर्मिंग तकनीकों का विकास किया जाना आवश्यक है। 　　उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने हेतु, 3 से 5 वर्षों की अवधि में, विभिन्न क्षेत्रों में चरणबद्ध तरीके से पेट्रोल में उपस्थित एल्काइलेटेड तेल एवं रीफॉर्म्ड तेल के अनुपात को वर्तमान 20% से बढ़ाकर 30% तक किया जा सकता है; जबकि कैटालिटिक पेट्रोल का अनुपात लगभग 60% तक घटा दिया जा सकता है। हल्के पेट्रोल के ईथरीकरण तकनीक का उपयोग करके, एवं पेट्रोल संग्रहण प्रणाली की संरचना में आवश्यक संशोधन करके, कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों पर लगे ओलेफिन उत्पादन संबंधी प्रतिबंधों को धीरे-धीरे दूर किया जा सकता है। इससे कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों की, हल्के पेट्रोल एवं कम-कार्बन वाले ओलेफिनों के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका को अधिकतम रूप से उपयोग में लाया जा सकता है। कम मूल्य वाले कार्बन-4 एवं मेथनॉल जैसे संसाधनों का भी पूरा उपयोग किया जा सकता है। इस तरह, उच्च गुणवत्ता वाले पेट्रोल के उत्पादन में वृद्धि की जा सकती है। सावधानीपूर्वक योजना बनाकर एवं गहन अनुसंधान करके, “गुणवत्ता में सुधार एवं उद्यमों की लाभप्रदता में वृद्धि” जैसी आदर्श स्थिति हासिल की जा सकती है।