हाइड्रोक्रैकिंग में तापमान संबंधी समस्य
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“हाइड्रोक्रैकिंग ऑपरेटर्स” नामक पुस्तक में, अत्यधिक तापमान की व्याख्या इस प्रकार की गई है – चूँकि हाइड्रोक्रैकिंग एक तीव्र ऊष्मा-निर्माण वाली अभिक्रिया है, इसलिए अभिक्रिया के तापमान को बढ़ाने से अभिक्रिया की गति तेज हो जाती है, एवं इसके परिणामस्वरूप अधिक मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न होती है। यदि अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा को समय पर बाहर न निकाला जाए, तो ऊष्मा जमा होने लगेगी, जिससे अभिक्रिया का तापमान अचानक बढ़ जाएगा। इसे ही “ओवरहीटिंग” कहा जाता है। मैं पूछना चाहता हूँ कि, चूँकि हाइड्रोजनीकरण-विघटन एक तीव्र ऊष्मा-उत्सर्जक अभिक्रिया है, तो रासायनिक संतुलन के अनुसार तापमान बढ़ने पर तो इस अभिक्रिया की गति कम होनी चाहिए। फिर ऐसा क्यों है कि तापमान बढ़ने पर इस अभिक्रिया की गति बढ़ जाती है?
तापमान बढ़ने पर, अभिक्रिया की गति तेज हो जाती है; यह एक गतिकीय समस्या है। । आप जिस थर्मोडायनामिक संतुलन की बात कर रहे हैं, वास्तव में उत्पादन प्रक्रिया में इसे गतिकी एवं थर्मोडायनामिक्स जैसे जटिल कारकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
हाइड्रोजनीकरण अभिक्रिया एक ऊष्मा-उत्सर्जक अभिक्रिया है, जबकि विघटन अभिक्रिया एक ऊष्मा-श
फ्रैक्टरेंट, द्विक्रियात्मक उत्प्रेरक है; इसमें हाइड्रोजनीकरण एवं फ्रैक्शन दोनों क्रियाएँ संभव हैं। इसके अलावा, आप यह जान सकते हैं कि फ्यूजन रिएक्टर में मुख्य रूप से हाइड्रोजनीकरण, फ्यूजन, आइसोमराइजेशन, पॉलिमरीकरण आदि ऐसी अभिक्रियाएँ होती हैं। ये सभी अभिक्रियाएँ ऊष्मा-उत्पन्न करने वाली अभिक्रियाएँ हैं (इस रिएक्टर में ऐसी अभिक्रियाओं के परिणामस्वरूप स्पष्ट रूप से ऊष्मा उत्पन्न होती है)। रासायनिक अभिक्रियाओं में विभिन्न चरणों में नियंत्रण के तरीके अलग-अलग होते हैं; मुख्य रूप से यह थर्मोडायनामिक नियंत्रण एवं डायनामिक नियंत्रण पर निर्भर है (वास्तव में, किसी विशेष चरण में कोई एक ही नियंत्रण तरीका प्रमुख होता है)।
मैंने हाइड्रोक्रैकिंग प्रक्रिया में तापमान में इतनी तेज़ वृद्धि कभी नहीं देखी, लेकिन मैंने अन्य उपकरणों में ऐसा होते हुए देखा है। रिएक्टर की सतह पर तापमान 240°C से तेज़ी से बढ़कर 350°C हो जाता है… महज़ दस मिनट के भीतर ही! यह वाकई डरावना है।； वास्तव में, जब “फ्लाइंग टेम्परेचर” की स्थिति उत्पन्न होती है, तो ऊष्मा का उत्पादन घातीय रूप से बढ़ जाता है। इसीलिए इसे “फ्लाइंग टेम्परेचर” कहा जाता है, न कि साधारण तापमान में वृद्धि। ；
दो बार आपातकालीन रूप से उत्पादन बंद करना पड़ा। क्रैकिंग रिएक्टर का तापमान लगभग 450 डिग्री तक पहुँच गया (सामान्य तापमान लगभग 400 डिग्री होता है)। रिएक्टर से कोई विस्फोट नहीं हुआ। इसलिए मेरा मानना है कि रिएक्टर का तापमान, कच्चे कच्चे माल के अनुपात (ताज़े कच्चे माल एवं सर्कुलेटिंग तेल का अनुपात), रिएक्टर में प्रयोग होने वाले उत्प्रेरकों की कार्यक्षमता, एवं पूरे अभिक्रिया प्रणाली में प्रयोग होने वाली हाइड्रोजन की मात्रा से बहुत हद तक संबंधित है।