【साप्ताहिक विषय】सिंथेटिक अमोनिया बनाने की प्रक्रिया पर चर्चा
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“ओवरड्राफ्ट” के आह्वान के अनुसार, हर हफ्ते कोई विषय-आधारित गतिविधि आयोजित की जानी चाहिए; पहले तो कोई सरल विषय चुनकर उस पर चर्चा की जा सकती है। सभी लोग अपने द्वारा ज्ञात सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन प्रक्रियाओं के बारे में बताएँ। यह प्रक्रिया वह हो सकती है जिसका उपयोग वे स्वयं कर रहे हैं, या जिसके बारे में उन्होंने सुना है, या फिर वह प्रक्रिया जिसका उपयोग अब नहीं किया जाता। अपने वर्णन में प्रत्येक मंजिल के बारे में एक ही कला/तकनीक के बारे में जानकारी देनी आवश्यक है। दूसरों के पोस्टों की नकल करना पूरी तरह वर्जित है। यदि कई पोस्टों में एक ही कला/तकनीक के बारे में जानकारी दी गई है, तो उनमें से अलग-अलग विशेषताओं के बारे में जानकारी दी जा सकती है। जो पोस्ट इन नियमों का पालन करते हैं, उन्हें +5 अंक दिए जाएंगे। यदि पोस्ट में चित्र भी दिए गए हैं, तो उन्हें भी +5 अंक दिए जाएंगे। विस्तृत जानकारी द
हम टॉपसो अमोनिया संश्लेषण विधि का उपयोग करते हैं। मध्यम दबाव पर संश्लेषण होता है; इसमें संपीडन हेतु ऊर्जा की आवश्यकता कम होती है। ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने हेतु मध्यम दबाव वाली अतितापित भाप का उपयोग किया जाता है। अमोनिया को ठंडा करके अलग करने हेतु द्विस्तरी
सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन प्रक्रिया का संक्षिप्त वर्णन:
(1) हाइड्रोजन उत्पादन हेतु वेरिएबल-प्रेशर सॉर्ब्शन प्रक्रिया – कच्ची गैस (रिलीज्ड गैस) को 3.2–3.5 MPa, 40°C के तापमान पर गैस-तरल विभाजक में भेजकर उसमें मौजूद तरल पदार्थों को हटाया जाता है; इसके बाद यह गैस PSA प्रणाली में भेजी जाती है, ताकि हाइड्रोजन शुद्ध किया जा सके। उत्पादित हाइड्रोजन गैस को कच्ची गैसों से शुद्ध करने की प्रक्रिया में, इसे नाइट्रोजन के साथ मिलाकर सूखाया जाता है; इस प्रकार गुणवत्तापूर्ण सिंथेटिक अमोनिया बनती है। विघटित गैस को विघटित गैस बफर टैंक एवं मिश्रण टैंक में दबाव स्थिर करने के बाद ही उपयोग हेतु भेजा जाता है। (2) कच्ची गैस का शुद्धिकरण प्रक्रिया: मोटी नाइट्रोजन गैस, 3.0 MPa के दबाव पर, वेरिएबल-प्रेशर अब्सोर्प्शन विधि से कच्ची गैस के शुद्धिकरण हेतु उपयोग में आती है। उत्प्रेरक की मदद से थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन को नाइट्रोजन में मौजूद सूक्ष्म मात्रा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कराई जाती है; इससे पानी बनता है, एवं नाइट्रोजन में मौजूद ऑक्सीजन हट जाती है। इसके बाद, इसे PSA हाइड्रोजन उत्पादन उपकरण से प्राप्त हाइड्रोजन के साथ मिलाया जाता है; फिर इसे शुष्कीकरण प्रणाली में भेजकर उसमें मौजूद जल को हटा दिया जाता है। (3) अमोनिया संश्लेषण प्रक्रिया: कच्ची गैसों के शुद्धीकरण प्रक्रिया के बाद प्राप्त होने वाली उच्च गुणवत्ता वाली गैस (ताज़ी गैस), ताज़ी गैस कंप्रेसर द्वारा संपीडित की जाती है; इसके बाद यह गैस, सर्कुलेशन कंप्रेसर के निकास से आने वाली गैस (38°C) के साथ मिलकर अमोनिया संश्लेषण टैंक में जाती है। अमोनिया के संश्लेषण हेतु रासायनिक टैंकों का उपयोग किया जाता है। सिंथेसिस टॉवर से निकलने वाली गैस का तापमान लगभग 300–330°C होता है; यह गैस वेस्टहीट बॉयलर में जाती है। वेस्ट गर्मी बॉयलर में 1.3–2.5 MPa दबाव पर भाप उत्पन्न होती है; इसका तापमान लगभग 200°C तक घट जाता है। इसके बाद यह थर्मल एक्सचेंजर में जाती है, जहाँ इसका तापमान लगभग 80°C तक घट जाता है। इसके बाद यह वॉटर कूलर में जाती है, जहाँ इसका तापमान सामान्य स्तर तक घट जाता है। इसके बाद यह क्रमशः कोल्ड एक्सचेंजर, प्रथम स्तर के अमोनिया कूलिंग चरण, द्वितीय स्तर के अमोनिया कूलिंग चरण से होते हुए अमोनिया सेपरेटर में पहुँचती है। सेपरेटर से निकलने वाली गैस का उपयोग कोल्ड एक्सचेंजर में सिंथेसिस टॉवर से निकलने वाली गैस को ठंडा करने हेतु किया जाता है; इसके बाद यह फिर से सिंथेसिस गैस कंप्रेसर के इनलेट पर वापस आ जाती है। सेपरेटर द्वारा प्राप्त होने वाले सिंथेटिक अमोनिया को, डी-प्रेशर टैंक में लगभग 3.6 MPa के दबाव तक लाया जाता है; इसके बाद इसे 0.6 MPa के दबाव वाले सिंथेटिक अमोनिया संग्रहण टैंक में भेजा जाता है। (4) फ्रीजिंग प्रक्रिया: फ्रीजिंग प्रक्रिया में दो आइस मशीनें लगी हैं। आइस मशीनों से निकलने वाली गैसीय अमोनिया, कंडेंस होने के बाद स्वचालित रूप से अमोनिया संग्रहण टैंक में जाती है। इसके बाद, उस टैंक में मौजूद तरल अमोनिया को सिंथेसिस प्रक्रिया हेतु उपयोग में लाया जाता है; ताकि सिंथेसिस प्रणाली को ठंडक प्रदान की जा सके।
(1) हाइड्रोजन उत्पादन हेतु वेरिएबल-प्रेशर सॉर्ब्शन प्रक्रिया – कच्ची गैस (रिलीज्ड गैस) को 3.2–3.5 MPa, 40°C के तापमान पर गैस-तरल विभाजक में भेजकर उसमें मौजूद तरल पदार्थों को हटाया जाता है; इसके बाद यह गैस PSA प्रणाली में भेजी जाती है, ताकि हाइड्रोजन शुद्ध किया जा सके। उत्पादित हाइड्रोजन गैस को कच्ची गैसों से शुद्ध करने की प्रक्रिया में, इसे नाइट्रोजन के साथ मिलाकर सूखाया जाता है; इस प्रकार गुणवत्तापूर्ण सिंथेटिक अमोनिया बनती है। विघटित गैस को विघटित गैस बफर टैंक एवं मिश्रण टैंक में दबाव स्थिर करने के बाद ही उपयोग हेतु भेजा जाता है। (2) कच्ची गैस का शुद्धिकरण प्रक्रिया: मोटी नाइट्रोजन गैस, 3.0 MPa के दबाव पर, वेरिएबल-प्रेशर अब्सोर्प्शन विधि से कच्ची गैस के शुद्धिकरण हेतु उपयोग में आती है। उत्प्रेरक की मदद से थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन को नाइट्रोजन में मौजूद सूक्ष्म मात्रा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कराई जाती है; इससे पानी बनता है, एवं नाइट्रोजन में मौजूद ऑक्सीजन हट जाती है। इसके बाद, इसे PSA हाइड्रोजन उत्पादन उपकरण से प्राप्त हाइड्रोजन के साथ मिलाया जाता है; फिर इसे शुष्कीकरण प्रणाली में भेजकर उसमें मौजूद जल को हटा दिया जाता है। (3) अमोनिया संश्लेषण प्रक्रिया: कच्ची गैसों के शुद्धीकरण प्रक्रिया के बाद प्राप्त होने वाली उच्च गुणवत्ता वाली गैस (ताज़ी गैस), ताज़ी गैस कंप्रेसर द्वारा संपीडित की जाती है; इसके बाद यह गैस, सर्कुलेशन कंप्रेसर के निकास से आने वाली गैस (38°C) के साथ मिलकर अमोनिया संश्लेषण टैंक में जाती है। अमोनिया के संश्लेषण हेतु रासायनिक टैंकों का उपयोग किया जाता है। सिंथेसिस टॉवर से निकलने वाली गैस का तापमान लगभग 300–330°C होता है; यह गैस वेस्टहीट बॉयलर में जाती है। वेस्ट गर्मी बॉयलर में 1.3–2.5 MPa दबाव पर भाप उत्पन्न होती है; इसका तापमान लगभग 200°C तक घट जाता है। इसके बाद यह थर्मल एक्सचेंजर में जाती है, जहाँ इसका तापमान लगभग 80°C तक घट जाता है। इसके बाद यह वॉटर कूलर में जाती है, जहाँ इसका तापमान सामान्य स्तर तक घट जाता है। इसके बाद यह क्रमशः कोल्ड एक्सचेंजर, प्रथम स्तर के अमोनिया कूलिंग चरण, द्वितीय स्तर के अमोनिया कूलिंग चरण से होते हुए अमोनिया सेपरेटर में पहुँचती है। सेपरेटर से निकलने वाली गैस का उपयोग कोल्ड एक्सचेंजर में सिंथेसिस टॉवर से निकलने वाली गैस को ठंडा करने हेतु किया जाता है; इसके बाद यह फिर से सिंथेसिस गैस कंप्रेसर के इनलेट पर वापस आ जाती है। सेपरेटर द्वारा प्राप्त होने वाले सिंथेटिक अमोनिया को, डी-प्रेशर टैंक में लगभग 3.6 MPa के दबाव तक लाया जाता है; इसके बाद इसे 0.6 MPa के दबाव वाले सिंथेटिक अमोनिया संग्रहण टैंक में भेजा जाता है। (4) फ्रीजिंग प्रक्रिया: फ्रीजिंग प्रक्रिया में दो आइस मशीनें लगी हैं। आइस मशीनों से निकलने वाली गैसीय अमोनिया, कंडेंस होने के बाद स्वचालित रूप से अमोनिया संग्रहण टैंक में जाती है। इसके बाद, उस टैंक में मौजूद तरल अमोनिया को सिंथेसिस प्रक्रिया हेतु उपयोग में लाया जाता है; ताकि सिंथेसिस प्रणाली को ठंडक प्रदान की जा सके।
सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन प्रक्रिया – सल्फर हटाना। रूपांतरण, संश्लेषण, तांबे से धोना, कार्बनीकरण, संपीड़न। । ।
डेनमार्क की टोपसो कंपनी 1500 टन तरल अमोनिया का उत्पादन करती है। इसमें साइड-बर्निंग वाले भट्टियाँ, ऊँचे/निम्न दबाव वाली भट्टियाँ, MDEA का उपयोग करके कार्बन हटाने हेतु द्वि-चरणीय अवशोषण प्रणाली, मीथेनीकरण भट्टियाँ, ऊर्ध्वाधर संश्लेषण टॉवर, एवं द्विस्तरीय अमोनिया-शीतलन प्रणाली भी शामिल है। वर्तमान में, कुल ऊर्जा खपत 30.5 GJ है।
हम यूनियन-अल्कोहल उत्पादन प्रक्रिया का उपयोग करते हैं; इसमें ऑक्सीजन-समृद्ध वायु का उपयोग गैस उत्पादन हेतु किया जाता है, सल्फर हटाने हेतु विशेष विधियों का उपयोग किया जाता है, कार्बन हटाने हेतु वैक्यूम-अधिशोषण व वर्तमान में सिंथेटिक अमोनिया उत्पादन हेतु ऊर्जा की खपत काफी अधिक है; इसका मुख्य कारण ताज़ी गैस प्रणाली में उच्च दबाव है, जो लगभग 30 MPa है। क्या कोई ऐसे उपाय हैं जिनसे ऊर्जा की बचत की जा सके?
अस्पष्ट जानकारी: 1. एक साल में बिजली का खर्च कितना होता है? 1. एक वर्ष में कितने दिनों में उत्पादन किया जा सकता है? क्या कॉमिन्स मेथनॉल, कच्चे माल में मौजूद CO एवं CO2 दोनों को ही अवशोषित कर लेता है? कोई CO रूपांतरण नहीं? हाइड्रोजनीकरण द्वारा मेथनॉल निर्माण। 1. सिंथेटिक अमोनिया की बिक्री टन में होती है, या घन मीटर में? मूल्य।
परिवर्तन हुआ है… मैंने गलती से यह बात नहीं बताई, माफ़ कीजिए! तरल नाइट्रोजन को टनों में ही बेचा जाता है; प्रति टन इसकी कीमत लगभग 2800 रुपये है। एक साल में लगभग 1.2 अरब यूनिट बिजली की आवश्यकता होती है।