चेन जुनवू: चीन में तेल शोधन हेतु उत्प्रेरक-विघटन तकनीक की शुरुआत की कहानी

पहला चरण: स्वदेशी अनुसंधानों की शुरुआत एवं विदेशी तकनीकों का अध्ययन। 1960 के दशक में, पूर्व सोवियत संघ की मदद से लानझोउ रिफाइनरी में “कैटालिटिक फ्रैक्शन” तकनीक का उपयोग किया गया। इसमें उपयोग होने वाले उत्प्रेरक अभी भी अनियमित आकार के सिलिकॉन-एल्यूमिनियम के छोटे कण ही थे। जबकि पश्चिमी देशों में पहले से ही “फ्लूइडाइज्ड कैटालिटिक फ्रैक्शन” तकनीक उपलब्ध थी; वहाँ उपयोग होने वाले उत्प्रेरक तो सूक्ष्म कणों के रूप में ही थे। ऐसे में हल्के तेलों का उत्पादन एवं चयनात्मकता दोनों ही मामलों में पश्चिमी देशों की तकनीक सोवियत संघ की तकनीक से कहीं बेहतर थी। हमने पाया कि सोवियत संघ की तकनीक, पश्चिमी देशों की तकनीक की तुलना में बीस साल पीछे थी; यह स्तर अमेरिका के 40 के दशक के स्तर के बराबर था। उस समय सोवियत संघ के पास भी कोई अधिक उन्नत तकनीक नहीं थी; उनकी तकनीक अमेरिका की 1940 के दशक की तकनीकी स्तर से आगे नहीं जा पाई थी। इसलिए, 1960 के दशक की अंतरराष्ट्रीय स्तर पर उन्नत तकनीकों के स्तर तक पहुँचना, उस समय देश के तेल शोधन उद्योग के सामने एक बड़ी समस्या थी। उस समय, विदेशों में उपलब्ध सामान्य तकनीकें हमें बेची जा सकती थीं; लेकिन रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण उन्नत तकनीकें हमें कभी नहीं बेची गईं। अमेरिका ने चीन पर तकनीकी प्रतिबंध लगा दिए, इसलिए चीन को स्वयं ही नई तकनीकों का विकास करना ही पड़ा। उसे अपने दम पर ही नवाचार करना पड़ा। यही कारण था कि वर्ष 1961 में दिसंबर महीने में बीजिंग में तेल शोधन संबंधी नई तकनीकों के विकास हेतु एक वैज्ञानिक सम्मेलन आयोजित किया गया। लेकिन, लानझोउ ऑयल रिफाइनरी में हमने जो प्रयोग किए, वे सफल नहीं रहे। उत्प्रेरकों का नुकसान बहुत अधिक हुआ। हम विदेश जाकर उन्नत कैटालिटिक क्रैकिंग तकनीकों का अध्ययन करना चाहते हैं। ठीक 1961 के अंत में, हमारे तेल मंत्रालय के कुछ विशेषज्ञों को क्यूबा में निरीक्षण करने हेतु आमंत्रित किया गया। तेल मंत्रालय के अधिकारियों ने क्यूबा में दो तेल शोधन संयंत्रों का निरीक्षण किया; एक संयंत्र अमेरिका द्वारा बनाया गया था, जबकि दूसरा संयंत्र ब्रिटेन द्वारा बनाया गया था। उनमें से ही उस समय का सबसे अत्याधुनिक फ्लूइडाइज्ड कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण भी था। यही वह तकनीक थी, जिसे पेट्रोलियम मंत्रालय की शियांगशान बैठक में विकसित करने का निर्णय लिया गया था; एवं मुझे ही उस उपकरण का डिज़ाइनर नियुक्त किया गया। तेल मंत्रालय के नेताओं को लगा कि क्यूबा का दौरा करना एक अद्भुत अवसर है। क्यूबा के रिफाइनरियों में उच्च स्तर के कर्मचारी विदेशी ही थे। क्यूबा क्रांति के बाद, इनमें से अधिकांश लोग वहाँ से चले गए। क्यूबा ने हमें बहुत सारी जानकारियाँ उदारतापूर्वक दीं, लेकिन इन जानकारियों का उपयोग कैसे किया जाए? जानकारियों को सीधे ही समस्याओं का समाधान नहीं बनाया जा सकता; इन्हें अपनी भाषा में बदलकर ही उपयोग में लाया जा सकता है, और इसके लिए बहुत मेहनत की आवश्यकता है। पेट्रोलियम मंत्रालय के नेताओं ने पुनः पाँच ऐसे तकनीशियनों को क्यूबा भेजने का निर्णय लिया है, जो विभिन्न क्षेत्रों के विशेषज्ञ हों। मैं प्रक्रिया-डिज़ाइन संबंधी क्षेत्र में विशेषज्ञ हूँ, एवं देश के फुशुन संयंत्रों का डिज़ाइन भी मैंने ही किया है। मेरी जिम्मेदारी देश में इंजीनियरिंग डिज़ाइन कार्य करना, साथ ही विदेशों में भी अध्ययन करना है। अन्य व्यक्ति उपकरण, मशीनरी, उपकरणों के निर्माण संबंधी क्षेत्रों के विशेषज्ञ हैं। क्यूबा में प्राप्त फ्लोटिंग कैटलिटिक फ्रैक्शन संबंधी विस्तृत जानकारी, न केवल फ्लोटिंग कैटलिटिक फ्रैक्शन तकनीक से जुड़ी समस्याओं का समाधान करने में मदद करती है, बल्कि तेल शोधन प्रक्रियाओं से जुड़ी अन्य तकनीकों से भी संबंधित है। हमारी जाँच टीम ने मुख्य रूप से कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग तकनीकों पर ध्यान दिया; साथ ही, सामान्य दबाव-रिलीफ एवं कैटलिटिक रीफॉर्मिंग संबंधी तकनीकी जानकारियों पर भी ध्यान दिया। आधे साल के भीतर, हमने इन जानकारियों की प्रतियाँ तैयार करने या उन्हें लिखित रूप में व्यवस्थित करने का प्रयास किया। उस समय मुख्य समस्या यह थी कि प्रक्रियाओं एवं उपकरणों से संबंधित जानकारियों को स्पष्ट किया जाए, ताकि देश में इंजीनियरिंग डिज़ाइन एवं उपकरण निर्माण में मदद मिल सके। सौभाग्य से, क्यूबा गए हमारे लोगों ने भी अपनी जिम्मेदारी निभाई; उन्होंने जो भी देखने योग्य था, वह सब देखा, एवं जो भी नोट करने योग्य था, वह सब नोट कर लिया। इसलिए वापस आने के बाद, चीन में कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग तकनीक को शून्य से ही विकसित किया गया। सितंबर 1962 से फरवरी 1963 तक, एवं सितंबर 1964 से फरवरी 1965 तक के दो वर्षों एवं आधे वर्ष के समयावधि में, हमने इस तकनीक के मूल सिद्धांतों को अच्छी तरह समझ लिया। कई मामलों में हमें न केवल इस तकनीक के कार्य-तरीकों का ज्ञान हुआ, बल्कि इसके पीछे के कारणों का भी ज्ञान हुआ।

दूसरा चरण: “बिल्ली की नकल करने” से “बाघ की नकल करने” तक। फुशुन एवं दाकिंग में निर्मित 600,000 टन/वर्ष क्षमता वाले फ्लो-एडेड कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों को “बिल्ली की नकल करने” का ही उदाहरण माना जा सकता है। बाद में, पेट्रोलियम उद्योग विभाग ने शानडोंग के विजय ऑयल रिफाइनरी में 1200,000 टन/वर्ष क्षमता वाले ऐसे ही उपकरणों का निर्माण करने का निर्णय लिया; यही “बाघ की नकल करने” का उदाहरण है। इस उपकरण का विन्यास बीजिंग डिज़ाइन इंस्टीट्यूट द्वारा किया गया है, जबकि मैं तकनीकी मार्गदर्शन कर रहा हूँ। “बिल्ली की नकल करने” की प्रक्रिया में ही समस्याएँ आ गईं; मुख्य समस्या तो हमारे तकनीकी कौशल की कमी ही है। नकल करना तो ठीक है, लेकिन जब पैमाना दोगुना किया गया एवं उपकरणों की क्षमता भी दोगुनी की गई, तो समस्याएँ उत्पन्न हो गईं। इसके अलावा, उस समय नेतृत्व ने भी कुछ नवाचार करने की मांग की थी। इन सभी परिस्थितियों के कारण हमारे द्वारा डिज़ाइन किए गए उत्पादों में कुछ खामियाँ आ गईं। 1967 के अंत में, 12 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाले फ्लूइडाइज्ड कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण का परीक्षण चरण में संचालन लगभग सुचारू रहा; लेकिन कैटलिस्ट की दैनिक हानि लगभग 30 टन रही, जिसके कारण उपकरण को बंद करना पड़ा। एक दिन में तीस टन कैटालिस्ट का उपयोग करना असंभव है; क्योंकि उस समय देश में इस कैटालिस्ट पर अनुसंधान चल रहा था (यह “पाँच स्वर्णिम उत्पादों” के विकास कार्यक्रम का ही एक हिस्सा था)। लेकिन इसका औद्योगिक उत्पादन अभी संभव नहीं था। देश में उपयोग होने वाला कैटालिस्ट ब्रिटेन से आयातित 3A माइक्रोस्फेरिकल मॉलिक्यूलर सीव्स कैटालिस्ट ही था; इसकी कीमत भी बहुत अधिक थी। इसके लिए हमें फ्लुइडाइजेशन के मूलभूत सिद्धांतों का अध्ययन करना आवश्यक है, ताकि औद्योगिक उपकरणों में उपयोग होने वाले उत्प्रेरकों के नष्ट होने के कारणों का पता लिया जा सके। लेकिन यह काम किसी प्रयोगशाला में नहीं किया जा सकता; इसके लिए बड़े औद्योगिक संयंत्रों में ही परीक्षण किए जाने आवश्यक हैं। गर्म अवस्था में कार्यरत औद्योगिक उपकरणों के रीजनरेटरों का व्यास लगभग नौ मीटर होता है; ऐसे में प्रयोगशालाओं में आसानी से प्रयोग दोहराए जा सकते हैं, लेकिन ऐसे उपकरणों के लिए उचित परीक्षण एवं अनुसंधान योजनाओं की आवश्यकता होती है। मुझे विशेष जाँच दल का प्रमुख नियुक्त किया गया। मैंने जाँच दल का नेतृत्व करते हुए कई बार फूशुन एवं दाकिंग का दौरा किया। दाकिंग में स्थित उपकरणों से प्राप्त आंकड़ों, एवं 12 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाले कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों में उपयोग होने वाले कैटालिस्टों के घनत्व एवं वितरण संबंधी आंकड़ों का विश्लेषण करने के बाद यह पता चला कि फ्लूइडाइज्ड बेड में हवा का असमान वितरण ही शेंगली ऑयल रिफाइनरी में कैटालिस्टों के नष्ट होने का मुख्य कारण है। औद्योगिक उपकरणों से जुड़ी समस्याओं ने हमें प्रवाहीकरण प्रक्रिया के सिद्धांतों का अध्ययन और भी गहराई से करने के लिए प्रेरित किया। पहले 6 लाख टन/वर्ष क्षमता वाले उपकरणों पर अध्ययन एवं परीक्षण किए गए; इसके बाद 12 लाख टन/वर्ष क्षमता वाले बड़े उपकरणों पर भी परीक्षण किए गए। ऐसा कई बार किया गया, और अंततः कुछ नियम एवं मानदंड तैयार हुए, जो बाद में फ्लूइडाइज्ड कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों के परीक्षण एवं डिज़ाइन हेतु आधार बने। परीक्षण का उद्देश्य, उन नियमों एवं आंकड़ों को समझना है जिनके बारे में हमें पहले ज्यादा जानकारी नहीं थी। नए परीक्षणों के माध्यम से लगातार नए आंकड़े प्राप्त होते हैं, एवं उनका विश्लेषण करने के बाद हमारी जानकारी में और सुधार होता है। परीक्षण इतना आसान नहीं है; जब किसी बड़े रिएक्टर या रिजेनरेटर का व्यास दस गुना बढ़ जाता है, तो उसकी आंतरिक समस्याओं को समझना भी आसान नहीं होता। इसके लिए न केवल सैद्धांतिक विश्लेषण आवश्यक है, बल्कि कुछ फ्लूइडाइजेशन परीक्षण तकनीकों का उपयोग भी आवश्यक है। बाद में, हमारे रिफाइनरी संयंत्रों का उत्पादन स्तर लगातार बढ़ता गया। 6 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाले फ्लूइडाइज्ड कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण अब पर्याप्त नहीं रह गए; इसलिए इसकी क्षमता को 12 लाख टन/वर्ष तक बढ़ाने की आवश्यकता पड़ी। जब पैमाना बढ़ जाता है, तो फ्लूइडाइजेशन संबंधी कई समस्याएँ उत्पन्न होती हैं; इन समस्याओं का समाधान सैद्धांतिक विश्लेषण एवं परीक्षणों के माध्यम से किया जाता है। हमने ऐसी परीक्षण/निदान विधियाँ विकसित कीं; इसके परिणामस्वरूप औद्योगिक उपकरणों के संचालन एवं डिज़ाइन स्तर में काफी सुधार हुआ। इस प्रकार, फ्लूइडाइज्ड कैटलिटिक क्रैकिंग उपकरणों के डिज़ाइन का पैमाना भी और बढ़ गया। 1962 में, विदेशों से 6 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाली कैटलिटिक फ्रैक्चरेशन तकनीक सीखना शुरू हुआ; यह तकनीक “बिल्कुल वैसी ही” अपनाई गई। इसे 1965 में ही चालू कर दिया गया। 12 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाली कैटलिटिक फ्रैक्चरेशन तकनीक को भी “वैसी ही” अपनाया गया; इसे 1968 में चालू किया गया। इसमें कुछ समस्याएँ आईं, लेकिन लगातार सुधार किए गए। 1969 तक यह तकनीक पूरी तरह सफल हो गई। दूसरे शब्दों में, “वैसी ही तकनीक अपनाने” का प्रयास भी सफल रहा।

तीसरा चरण: डिज़ाइन इंस्टीट्यूट में तेल शोध कारखाने का निर्माण
वर्ष 1972 में, ईंधन रसायन उद्योग विभाग ने लुओयांग डिज़ाइन इंस्टीट्यूट में तेल शोध कारखाना बनाने की अनुमति दी। इसका उद्देश्य तेल शोध संबंधी नई तकनीकों, नए सामग्रियों एवं नए उपकरणों का विकास करना था। 1975 में प्रयोगात्मक संयंत्र के निर्माण के बाद, कैटालिटिक क्रैकिंग से संबंधित कई प्रयोग किए गए, जिससे इंजीनियरिंग डिज़ाइन एवं तकनीकी विकास को एक साथ जोड़ने वाला एक नया तकनीकी नवाचार मॉडल विकसित हुआ। 1970 के दशक से पहले, विदेशी कैटालिटिक फ्रैक्चरेशन प्रक्रिया में राख-तेल का उपयोग नहीं किया जाता था। चूँकि चीन के दाकिंग कच्चे तेल में कैटालिस्टों के लिए हानिकारक निकल एवं वैनेडियम की मात्रा बहुत कम थी, इसलिए हमने प्रयोगात्मक संयंत्रों में दाकिंग के सामान्य दबाव वाले राख-तेल का उपयोग करके कैटालिटिक फ्रैक्चरेशन प्रक्रिया के परीक्षण किए। ऐसा करने से, बिना किसी अतिरिक्त ऊष्मा के ही स्थिर उत्पादन संभव हो गया। इसी दौरान, पेट्रोकेमिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट ने मुडानजियांग रिफाइनरी में सफल प्रयोग किया, जिससे अब कैटालिटिक क्रैकिंग में स्लैक वेल ऑयल मिलाने पर लगा प्रतिबंध समाप्त हो गया। वर्ष 1983 में, सीनोपेक ग्रुप की स्थापना हुई; इसका मूल रूप “चाइनीज़ पेट्रोलियम कॉर्पोरेशन” नाम से था। हमारे देश की तेल शोधन तकनीकों को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर अग्रणी बनाने हेतु, तेल शोधन संबंधी तकनीकों में सुधार हेतु प्रयास किए जाने का निर्णय लिया गया। मैं एवं अकादमिक मिन एनज़े, **“छठी पंचवर्षीय योजना”** के तहत चलने वाली इस परियोजना के नेता एवं उप-नेता के रूप में कार्य कर रहे हैं। इस परियोजना का उद्देश्य, डाचिंग में उपलब्ध कच्चे तेल को उपयोगी उत्पादों में बदलने हेतु नई तकनीकों एवं नए उत्प्रेरकों का विकास करना है। मैंने इस अनुसंधान विषय को नौ उप-विषयों में विभाजित किया है। रीजनरेटर बेड से ऊष्मा निकालने की प्रक्रिया को दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है – आंतरिक कॉइलों द्वारा ऊष्मा निकालना एवं बाहरी हीट एक्सचेंजरों द्वारा ऊष्मा निकालना। बाहरी हीट एक्सचेंजरों को भी “अपस्ट्रीम” एवं “डाउनस्ट्रीम” दो श्रेणियों में विभाजित किया गया है। बाहरी ऊष्मा अवशोषक संरचना के डिज़ाइन में, मैंने ऊर्ध्वाधर फिन-ट्यूब आधारित उच्च-दक्षता वाली ऊष्मा अवशोषण प्रणाली का प्रस्ताव दिया है; इससे ऊष्मा स्थानांतरण की दक्षता में वृद्धि हुई, एवं ऊष्मा अवशोषक संरचना और अधिक संकीर्ण ह साथ ही, कुछ ऐसे अनुप्रयोग-आधारित अनुसंधान भी किए गए, जो पहले अनुसंधान के क्षेत्र में अनदेखे ही रहे। उदाहरण के लिए, पेट्रोलियम विश्वविद्यालय को जलने की प्रक्रिया संबंधी अनुसंधान करने का कार्य सौंपा गया, जबकि चीनी विज्ञान अकादमी के प्रक्रिया-इंजीनियरिंग संस्थान को “फ्लूइडाइजेशन” संबंधी अनुसंधान करने का कार्य सौंपा गया वर्ष 1985 में, शिजियाजुआंग रिफाइनरी में “डाकिंग कम-दबाव वाले तेलों का उत्प्रेरक विघटन” संबंधी परियोजना सफलतापूर्वक पूरी हुई। इन उपलब्धियों के कारण चीन, कच्चे तेल के उत्प्रेरक विघटन संबंधी क्षेत्र में विश्व में अग्रणी स्थान पर है। विदेशों में उपयोग होने वाले कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों में रिएक्टर एवं रीजेनरेटर को समान ऊँचाई पर, अलग-अलग ऊँचाइयों पर, या समानकेंद्रित व्यवस्था में भी रखा जाता है। जबकि चीन में पहले बनाए गए कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण सभी “समान ऊँचाई पर” वाली व्यवस्था में ही बनाए गए। मैंने कंपनी के उप-महानिदेशक जियाओ लियानशेन की सलाह मानते हुए, कंपनी के लुओयांग प्रयोगशाला में कम जगह लेने वाले, एवं आसानी से संचालित किए जा सकने वाले “समानकेंद्रित” कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों का विकास किया। इन उपकरणों में वाल्वों के उपयोग, प्रक्रिया नियंत्रण, एवं दो-चरणीय रीजेनरेशन जैसी कठिनाइयों को दूर किया गया। 50,000 टन/वर्ष क्षमता वाले ऐसे उपकरणों का निर्माण किया गया। चाइनीज ऑयल कंपनी के विशेषज्ञों द्वारा इन उपकरणों का मूल्यांकन किया गया, एवं चेन दाओयी के नेतृत्व में टीम ने लानझोउ में 500,000 टन/वर्ष क्षमता वाले ऐसे उपकरणों का निर्माण किया। 1984 एवं 1985 में इन उपकरणों को **डिज़ाइन स्वर्ण पुरस्कार** एवं **वैज्ञानिक प्रगति पुरस्कार** से सम्मानित किया गया। वर्ष 1988 में, शंघाई के गाओकियाओ पेट्रोकेमिकल रिफाइनरी के मुख्य इंजीनियर झू रेनयी ने मुझसे अनुरोध किया कि गाओकियाओ में नए रूप से स्थापित 10 लाख टन/वर्ष क्षमता वाले कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण में न केवल सम-अक्षीय संरचना होनी चाहिए, बल्कि जंक कंटेनरों का कुशल रीसाइक्लिंग भी संभव होना चाहिए। हमने इस चुनौती को स्वीकार किया, एवं जलने वाले टैंक के ऊपरी हिस्से में बड़े छिद्रों वाली प्लेटें लगाने का एक नया समाधान प्रस्तुत किया। इन प्लेटों पर उच्च गति वाले टर्बुलेंट बेड भी लगाए गए। कंपनी की उपकरण अनुसंधान संस्था में इस व्यवस्था का परीक्षण किया गया, एवं इसे ताकाहाशी पेट्रोकेमिकल्स की रिफाइनरी में सफलतापूर्वक लागू किया गया। आजकल, हम उद्यमों की प्रक्रियात्मक आवश्यकताओं के अनुसार, 50,000 से 100,000 टन/वर्ष से लेकर 3.5 से 4 मिलियन टन/वर्ष तक के उत्पादन क्षमता वाले फ्लुइडाइज्ड कैटालिटिक क्रैकिंग यूनिटों को लचीले ढंग से डिज़ाइन कर सकते हैं। कैटलिटिक क्रैकिंग के इंजीनियरिंग डिज़ाइन अब “नकल करने” से आगे बढ़कर “मौलिक रचनात्मकता” के स्तर तक पहुँच चुके हैं। यदि कहा जाए कि पहले फूशुन में कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों का विकास होना एक अद्भुत उपलब्धि थी, तो अब तो वहाँ सुंदरता ही सुंदरता है। चीन में फ्लुइडाइज्ड कैटालिटिक क्रैकिंग इंजीनियरिंग तकनीक के विकासकर्ताओं में से एक के रूप में, मैंने चीन में पेट्रोलियम शोधन प्रौद्योगिकी के विकास एवं प्रगति को देखा है; इस बात पर मुझे अत्यंत गर्व है।

चेन जुनवू से सीखें, ताकि पेट्रोकेमिकल उद्योग के विकास में योगदान दिया जा सके।

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