【विघटन संबंधी जानकारी】 हाइड्रोकार्बनों के विघटन को प्रभावित करने वाले कौन-कौन से कारक हैं, एवं ये प्रत्येक कारक कैसे प्रभाव डालते हैं?
Thread Content
इस पोस्ट को अंतिम बार “गुआन गोंगयू” द्वारा 2015-10-19 को 15:06 बजे संपादित किया गया। हाइड्रोकार्बनों के विघटन पर कौन-कौन से कारक प्रभाव डालते हैं, एवं वे कैसे प्रभाव डालते हैं? हाइड्रोकार्बनों के विघटन से प्राप्त उत्पादों की मात्रा, विघटन हेतु उपयोग की जाने वाली सामग्री के गुणों से घनिष्ठ रूप से संबंधित है। जबकि, समान विघटन सामग्री के लिए, विघटन से प्राप्त उत्पादों की मात्रा विघटन प्रक्रिया से जुड़े प्रक्रियात्मक मापदंडों पर निर्भर होती है। विघटन प्रक्रिया के मुख्य प्रक्रियात्मक मापदंड हैं – विघटन की गहराई, विघटन का तापमान, अवधि, एवं हाइड्रोकार्बनों का दबाव। इनके बारे में नीचे विस्तार से बताया गया है। (1) विघटन की गहराई – विघटन की गहराई से तात्पर्य विघटन अभिक्रिया की प्रगति से है। विघटन की गहराई मुख्य रूप से विघटन के तापमान एवं समय पर निर्भर होती है। एक ही विघटन तापमान पर, ठहराव समय बढ़ने के साथ विघटन की गहराई भी बढ़ जाती है। समान अवधि में, विघटन की गहराई, विघटन तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है। इसलिए, समान विघटन गहराई पर, विभिन्न प्रकार के विघटन तापमान-अवधि संयोजन हो सकते हैं। (2) विघटन तापमान: रैडिकल अभिक्रिया तंत्र के विश्लेषण से पता चलता है कि, एक निश्चित तापमान के भीतर, विघटन तापमान में वृद्धि करने से प्राप्त होने वाले इथिलीन एवं प्रोपीलीन की मात्रा में वृद्धि होती है। विघटन अभिक्रिया के रासायनिक संतुलन से भी यह स्पष्ट है कि विघटन तापमान में वृद्धि से इथिलीन उत्पन्न होने की प्रक्रिया में सहायता मिलती है, जबकि इथिलीन के नष्ट होने की प्रक्रिया कम हो जाती है। इस प्रकार, विघटन की चयनात्मकता में वृद्धि होती है। लेकिन जब विघटन अभिक्रिया रासायनिक संतुलन तक पहुँच जाती है, तो एलीन्स की मात्रा बहुत कम हो जाती है; विघटन के उत्पाद मुख्य रूप से हाइड्रोजन एवं कार्बन ही होते हैं। इसलिए, ऑलिफिनों के उत्पादन हेतु होने वाली विघटन प्रक्रिया को एक निश्चित सीमा के भीतर ही नियंत्रित करना आवश्यक है। एक ही ठहराव-समय की स्थितियों में, विभिन्न विघटन-कच्चे पदार्थों के लिए आवश्यक विघटन-तापमान अलग-अलग होता है। जितना कम विघटन होने वाले पदार्थ का आणविक भार होता है, उतना ही अधिक विघटन हेतु आवश्यक तापमान हो ； जितनी अधिक हाइड्रोजन सामग्री होती है, उतने ही हल्के पदार्थों को विघटित करने हेतु आवश्यक तापमान भी उतना ही अधिक होता है। (3) ठहरने का समय: ट्यूबलर पिघलना-भट्टी में, कच्चे पदार्थों का ठहरने का समय, वह समय है जिसमें वे विकिरण-क्षेत्र में स्थित सर्पिलों से होकर गुजरते हैं। लेकिन चूँकि विकिरण-सर्पिलों में अपघटन-प्रतिक्रियाएँ गैर-समतापीय, परिवर्तनशील परिस्थितियों में होती हैं, इसलिए उनके वास्तविक ठहराव-समय की सटीक गणना करना कठिन होता है। ठहराव-समय का अनुमान लगाने हेतु कुछ मान्यताओं का उपयोग किया जाता है; जैसे – समतुल्य ठहराव-समय, आपात्मक ठहराव-समय एवं औसत ठहराव-समय आदि। निश्चित विघटन गहराई की शर्तों को बनाए रखते हुए, विभिन्न प्रकार के विघटन तापमान-अवधि संयोजन संभव हैं। अतः, ऑलिफिनों के उत्पादन हेतु होने वाली विघटन प्रक्रिया में, विघटन तापमान एवं अवधि, ऐसे आपस में जुड़े हुए एवं अविभाज्य पैरामीटर हैं। जबकि उच्च तापमान एवं कम समय, उत्पादन की मात्रा को बदलने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। (4) हाइड्रोकार्बनों का दबाव: हाइड्रोकार्बनों का दबाव, विघटन भट्टी में आने वाले पदार्थों में गैसीय हाइड्रोकार्बनों के दबाव को दर्शाता है। ट्यूबलर विघटन भट्टी में इनपुट, हाइड्रोकार्बनों एवं जलवाष्प का मिश्रण होता है; अर्थात्, मिश्रण में हाइड्रोकार्बनों का अनुपात ही हाइड्रोकार्बनों का दबाव होता है। रासायनिक संतुलन के दृष्टिकोण से, हाइड्रोकार्बनों का विघटन ऐसी प्रक्रिया है जिसमें अणुओं की संख्या में वृद्धि होती डीहाइड्रोजनीकरण अभिक्रिया में, दबाव कम करने से एथिलीन उत्पन्न होने की प्रक्रिया में सहायता मिलती है; जबकि द्वितीयक अभिक्रियाओं के लिए यह अनुकूल नहीं होता। गतिकीय दृष्टिकोण से, कम हाइड्रोकार्बन दबाव से प्रथम क्रिया एवं द्वितीय क्रिया दोनों की गति में कमी आती है; लेकिन द्वितीय क्रिया की गति पर इसका प्रभाव प्रथम क्रिया की तुलना में कहीं अधिक होता है। इस प्रकार, प्रथम क्रिया की गति, द्वितीय क्रिया की गति की तुलना में अधिक हो जाती है। संक्षेप में, दी गई विघटन सामग्री का अधिकतम उपयोग करने हेतु आवश्यक है कि उचित विघटन स्तर को बनाए रखते हुए, उच्च तापमान, कम अवधि, एवं कम हाइड्रोकार्बन दबाव जैसे सर्वोत्तम मापदंडों को प्राप्त किया जाए। इस प्रकार, सर्वोत्तम उत्पादन दर प्राप्त होती है, एवं यह सुनिश्चित होता है कि कोक हटाने की प्रक्रिया उचित तरीके से हो। सही – +10। अन्य मॉडरेटरों से कृपया रेटिंग देने में सहायता करें।
प्रभावित करने वाले कारक:
a) हाइड्रोकार्बनों की संरचना – वलयाकार संरचनाएँ अधिक स्थिर होती हैं, इनका विघटन कठिन होता है; जबकि लंबी श्रृंखलाओं वाली संरचनाओं का विघटन आसान होता है।
b) अभिक्रिया की परिस्थितियाँ – उच्च तापमान एवं उत्प्रेरकों की उपस्थिति में विघटन आसान हो जाता है।
a) हाइड्रोकार्बनों की संरचना – वलयाकार संरचनाएँ अधिक स्थिर होती हैं, इनका विघटन कठिन होता है; जबकि लंबी श्रृंखलाओं वाली संरचनाओं का विघटन आसान होता है।
b) अभिक्रिया की परिस्थितियाँ – उच्च तापमान एवं उत्प्रेरकों की उपस्थिति में विघटन आसान हो जाता है।
1. विघटन की गहराई, विघटन के तापमान एवं समय पर निर्भर है। 2. विघटन तापमान एवं अवधि के बीच घनिष्ठ संबंध है; दोनों एक-दूसरे पर निर्भर हैं, एवं एक-दूसरे को सीमित भी करते हैं। 3. हाइड्रोकार्बनों के दबाव को कम करने से संतुलनात्मक रूपांतरण दर में वृद्धि होती है। हाइड्रोकार्बनों के दबाव को कम करने हेतु भाप एवं निष्क्रिय गैसों का उपयोग घोलक के रूप में किया जाता है। 4. विघटन हेतु आवश्यक परिस्थितियाँ हैं – उच्च तापमान, कम समय, कम दबाव, एवं विलायक।
1. विघटन की गहराई, विघटन तापमान एवं अवधि पर निर्भर है।
2. विघटन तापमान, प्रथम अभिक्रिया के उत्पादों के वितरण को प्रभावित करता है; साथ ही, प्रथम अभिक्रिया एवं द्वितीय अभिक्रिया के बीच होने वाली प्रतिस्पर्धा को भी प्रभावित करता है।
3. अवधि, रासायनिक संतुलन के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है। यदि विघटन अभिक्रिया संतुलन की स्थिति तक जारी रहे, तो बहुत कम मात्रा में ही एलीन्स प्राप्त होंगे; जबकि अंत में बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन एवं कार्बन उत्पन्न होग जितना अधिक संभव हो, उतने अधिक एलीन्स प्राप्त करने हेतु, विघटन अभिक्रिया के लिए यथासंभव कम समय ही आवश्यक है। गतिकीय दृष्टिकोण से, चूँकि यहाँ द्वितीयक अभिक्रियाएँ होती हैं, इसलिए प्रत्येक कच्चे पदार्थ के लिए इथिलीन उत्पादन हेतु एक उपयुक्त अवधि होती है। अतः यह कहा जा सकता है कि कम ठहरने का समय, ऑलिफिनों के निर्माण हेतु लाभदायक है। 4. हाइड्रोकार्बनों का दबाव कम होने से, एथिलीन की संतुलन सांद्रता में वृद्धि होती है; इससे कोकिंग प्रक्रिया को रोकने में भी मदद मिलती है। ； दबाव को कम करने से, प्रथम अभिक्रिया की द्वितीय अभिक्रिया की तुलना में गति बढ़ जाती है; इससे प्रथम अभिक्रिया की चयनात्मकता भी बढ़ जाती है।
2. विघटन तापमान, प्रथम अभिक्रिया के उत्पादों के वितरण को प्रभावित करता है; साथ ही, प्रथम अभिक्रिया एवं द्वितीय अभिक्रिया के बीच होने वाली प्रतिस्पर्धा को भी प्रभावित करता है।
3. अवधि, रासायनिक संतुलन के दृष्टिकोण से महत्वपूर्ण है। यदि विघटन अभिक्रिया संतुलन की स्थिति तक जारी रहे, तो बहुत कम मात्रा में ही एलीन्स प्राप्त होंगे; जबकि अंत में बड़ी मात्रा में हाइड्रोजन एवं कार्बन उत्पन्न होग जितना अधिक संभव हो, उतने अधिक एलीन्स प्राप्त करने हेतु, विघटन अभिक्रिया के लिए यथासंभव कम समय ही आवश्यक है। गतिकीय दृष्टिकोण से, चूँकि यहाँ द्वितीयक अभिक्रियाएँ होती हैं, इसलिए प्रत्येक कच्चे पदार्थ के लिए इथिलीन उत्पादन हेतु एक उपयुक्त अवधि होती है। अतः यह कहा जा सकता है कि कम ठहरने का समय, ऑलिफिनों के निर्माण हेतु लाभदायक है। 4. हाइड्रोकार्बनों का दबाव कम होने से, एथिलीन की संतुलन सांद्रता में वृद्धि होती है; इससे कोकिंग प्रक्रिया को रोकने में भी मदद मिलती है। ； दबाव को कम करने से, प्रथम अभिक्रिया की द्वितीय अभिक्रिया की तुलना में गति बढ़ जाती है; इससे प्रथम अभिक्रिया की चयनात्मकता भी बढ़ जाती है।
एलीन्स की उत्पादन दर में वृद्धि हेतु, विघटन तापमान को उचित स्तर पर बढ़ाना आवश्यक है; साथ ही, पदार्थों के ठहरने का समय भी कम करना आवश्यक है (विघटन की गहराई, विघटन तापमान एवं पदार्थों के ठहरने के समय पर निर्भर है)। इसके अलावा, हाइड्रोकार्बनों का दबाव कम करना, एवं उचित मात्रा में घोलक जोड़ना भी आवश
क्या किसी के पास अभिक्रिया-गहराई से संबंधित कोई विशेष जानकारी है? ?