【प्रतिदिन एक प्रश्न】2016.04.01 – तेल की रासायनिक संरचना क्या है?
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इस पोस्ट को सबसे अंत में B0SS ने 2016-4-2 01:48 को संपादित किया। इस पोस्ट पर जवाब देने से 3 अंक प्राप्त होंगे; सही उत्तर देने पर और 5 अंक भी मिलेंगे! ! ! “तेल”, चीन के उत्तरी सोंग वंश के प्रसिद्ध वैज्ञानिक शेन कुओ (1031–1095) द्वारा लिखी गई पुस्तक “मेंगशी बिटान” में ऐसा वर्णित है – “यह पानी के किनारे मौजूद रेत एवं पत्थरों से उत्पन्न होता है; यह जल के साथ मिलकर ही बाहर आता है। विदेशों में तेल को “शैतान के पसीने” या “चमकदार पानी” कहा जाता है। तो, सवाल यह है: तेल की रासायनिक संरचना में क्या-क्या तत्व होते हैं? तेल मुख्य रूप से कार्बन (C) एवं हाइड्रोजन (H) नामक दो तत्वों से बना होता है। इसमें कार्बन की मात्रा 83–87% होती है, जबकि हाइड्रोजन की मात्रा 11–14% होती है। ये दोनों तत्व मिलकर 95–99% हिस्सा बनाते हैं। कार्बन एवं हाइड्रोजन से बने ये यौगिक “हाइड्रोकार्बन” कहलाते हैं; तेल के शोधन की प्रक्रिया में यही तत्व मुख्य रूप से उपयोग में आते हैं। इसके अलावा, तेल में सल्फर (S), नाइट्रोजन (N) एवं ऑक्सीजन (O) भी मौजूद होते हैं। इन गैर-हाइड्रोकार्बन तत्वों की मात्रा आम तौर पर 1 से 4% होती है। पेट्रोकेमिकल गतिविधियों का प्रचार:1. विभिन्न श्रेणियों में पोस्ट भेजने हेतु पुरस्कार दिए जाएंगे – http://bbs.hcbbs.com/thread-1568416-1-1.html (स्रोत: हैचुआन केमिकल फोरम)
2. 【पेट्रोकेमिकल वीकली】 2016-3-12, नौवाँ अंक (पेट्रोकेमिकल संबंधी हालिया गतिविधियों का सारांश) – http://bbs.hcbbs.com/thread-1568615-1-1.html (स्रोत: हैचुआन केमिकल फोरम)
3. “हैचुआन ग्रेटनेस सीज़न” – 【पेट्रोकेमिकल सेक्शन】 में होने वाली गतिविधियों का सारांश – http://bbs.hcbbs.com/thread-1533218-1-1.html (स्रोत: हैचुआन केमिकल फोरम)
4. 【पेट्रोकेमिकल सेक्शन】 में “बुनियादी ज्ञान” संबंधी पोस्टों का सारांश – बड़े फोरम का समर्थन; बड़े पुरस्कार आपका इंतज़ार कर रहे हैं! – http://bbs.hcbbs.com/thread-1557057-1-1.html (स्रोत: हैचुआन केमिकल फोरम)
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तेल मुख्य रूप से कार्बन एवं हाइड्रोजन नामक दो तत्वों से बना होता है। इसमें कार्बन की मात्रा 83%–87% होती है, जबकि हाइड्रोजन की मात्रा 11%–14% होती है। इन दोनों तत्वों का कुल योग 95%–99% होता है। इसमें सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन के अलावा, सूक्ष्म मात्रा में गैर-धात्विक तत्व एवं अन्य धात्विक तत्व भी होते हैं; जैसे – वैनेडियम, निकल, लोहा, तांबा, आर्सेनिक, क्लोरीन, फॉस्फोरस, सिलिकॉन आदि। जिसे “सूक्ष्म मात्रा” कहा जाता है, वह आमतौर पर दस लाख में से कुछ हिस्सों के बराबर उपरोक्त विभिन्न तत्व, कच्चे तेल में विभिन्न रूपों में मिलकर हाइड्रोकार्बन एवं गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिकों का निर्माण करते हैं। इस प्रकार, यह भी कहा जा सकता है कि तेल, हाइड्रोकार्बन एवं गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिकों से मिलकर बना एक मिश्रण है।
तेल, अल्केन, साइक्लोअल्केन, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन आदि जैसे हाइड्रोकार्बनों के मिश्रण से बना होता है।
तेल की रासायनिक संरचना में क्या-क्या तत्व होते हैं? यह मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बनों से बना एक जटिल मिश्रण है। ； कच्चे तेल की तत्व-संरचना (द्रव्यमान-प्रतिशत के आधार पर) आम तौर पर इस प्रकार होती है: कार्बन – 83.0% से 87.0%, हाइड्रोजन – 11.0% से 14.0%, जबकि सल्फर, नाइट्रोजन एवं ऑक्सीजन की मात्रा 1% से 5% होती है।
तेल को बनाने वाले मुख्य रासायनिक तत्व हैं – कार्बन (83% से 87%), हाइड्रोजन (11% से 14%)। इसके अलावा, सल्फर (0.06% से 0.8%), नाइट्रोजन (0.02% से 1.7%), ऑक्सीजन (0.08% से 1.82%) एवं सूक्ष्म मात्रा में धातु तत्व भी होते हैं – जैसे निकल, वैनेडियम, लोहा आदि। कार्बन एवं हाइड्रोजन के संयोजन से बनने वाले हाइड्रोकार्बन, तेल का मुख्य घटक हैं; ये तेल के कुल वजन का लगभग 95% से 99% हिस्सा होते हैं। हाइड्रोजन एवं कार्बन परमाणुओं का अनुपात 1.65–1.95 होता है। सल्फर, ऑक्सीजन एवं नाइट्रोजन युक्त यौगिक, पेट्रोलियम उत्पादों के लिए हानिकारक होते हैं; इन्हें पेट्रोलियम संसाधन में जितना हो सके, उतना हटा देना चाहिए। विभिन्न स्रोतों से प्राप्त तेलों में, विभिन्न हाइड्रोकार्बनों की संरचना एवं उनका प्रतिशत बहुत अलग-अलग होता है; लेकिन मुख्य रूप से ये अल्केन, एरोमेटिक हाइड्रोकार्बन एवं साइक्लोअल्केन जैसी श्रेणियों में ही आते हैं। आमतौर पर, जिस तेल में अल्केन ही प्रमुख घटक होते हैं, उसे पारा-आधारित तेल कहा जाता है। ； जिसमें साइक्लोहाइड्रोकार्बन एवं एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन प्रमुख घटक होते हैं, उसे “साइक ； इन दोनों के बीच वाले पदार्थ को “मध्यवर्ती आधार तेल” कहा जाता है।
तेल को बनाने वाले मुख्य रासायनिक तत्व हैं – कार्बन (83% से 87%), हाइड्रोजन (11% से 14%)। इसके अलावा, सल्फर (0.06% से 0.8%), नाइट्रोजन (0.02% से 1.7%), ऑक्सीजन (0.08% से 1.82%) एवं सूक्ष्म मात्रा में धातु तत्व भी होते हैं – जैसे निकल, वैनेडियम, लोहा आदि। उपरोक्त तत्व, कच्चे तेल में मुक्त अवस्था में नहीं होते, बल्कि विभिन्न यौगिकों के रूप में मौजूद होते हैं। इनमें ज्यादातर हाइड्रोकार्बन यौगिक होते हैं; इसके अलावा, ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन युक्त कुछ गैर-हाइड्रोकार्बन यौगिक भी होते हैं। आम तौर पर, कच्चे तेल में सल्फर, पारा, गोंद एवं एस्फाल्ट जैसे पदार्थ होते हैं। जब कच्चे तेल में अल्केनों के कार्बन परमाणुओं की संख्या 15 से 42 के बीच होती है, तो ऐसे ठोस हाइड्रोकार्बनों को “मोम” कहा जाता है। कच्चे तेल में मौजूद मोम का प्रतिशत, “मोम सामग्री” कहलाता है। जेलीफाइबर, कच्चे तेल में पाये जाने वाले उन हाइड्रोकार्बनों को कहा जाता है, जिनका आणविक वजन अधिक होता है। इसका घुलनशीलता स्तर कम होता है; इसलिए यह केवल पेट्रोलियम ईथर, बेंजीन, क्लोरोफॉर्म, ईथर एवं टेट्राक्लोरोकार्बन जैसे कार्बनिक विलायकों में ही घुल सकता है। इसे सिलिका जेल द्वारा भी अव कम घनत्व वाले तेलों में आमतौर पर 4–5% तक गमी होती है, जबकि अधिक घनत्व वाले तेलों में यह मात्रा 20% या उससे भी अधिक हो सकती है। कच्चे तेल में मौजूद जेलीय पदार्थों का प्रतिशत, जेलीय सामग्री कहलाता है। एस्फेलेन, गहरे भूरे से काले रंग का एक भंगुर पदार्थ है। यह कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर आदि विभिन्न तत्वों से बना एक उच्च-आणविक-वजन वाला बहु-वलयीय कार्बनिक यौगिक है। इसका आणविक वजन, जेलीफ़ाइबर की तुलना में कई गुना अधिक होता है; इसलिए यह पेट्रोलियम ईथर में घुलता नहीं है।
तेल मुख्य रूप से हाइड्रोकार्बन ही होता है। तेल की आणविक संरचना: तेल, विभिन्न हाइड्रोकार्बनों के मिश्रण से बना होता है। तेल के निर्माण में मुख्य रासायनिक तत्व कार्बन है (83% से 87%), जबकि हाइड्रोजन की मात्रा 11% से 14% होती है। इसके अलावा, सल्फर की मात्रा 0.06% से 0.8%, नाइट्रोजन की मात्रा 0.02% से 1.7%, ऑक्सीजन की मात्रा 0.08% से 1.82% होती है। इसके अतिरिक्त, थोड़ी मात्रा में धातु तत्व भी होते हैं, जैसे निकल, वैनेडियम, लोहा, एंटीमोनी आदि। कार्बन एवं हाइड्रोजन के संयोजन से बनने वाले हाइड्रोकार्बन, तेल का मुख्य घटक हैं; ये लगभग 95% से 99% तक तेल का हिस्सा होते हैं। विभिन्न प्रकार के हाइड्रोकार्बनों को उनकी संरचना के आधार पर अल्केन, एरोमेटिक हाइड्रोकार्बन आदि में वर्गीकृत किया जाता है।
तेल में कार्बन एवं हाइड्रोजन नामक दो तत्वों से बने यौगिक होते हैं; इनकी संरचना बहुत ही जटिल होती है, एवं यह विभिन्न स्रोतों पर अलग-अलग होती है। अपनी संरचना के आधार पर, इन्हें अल्केन (जिसमें सीधी श्रृंखला वाले एवं शाखायुक्त अल्केन भी शामिल हैं), साइक्लोअल्केन (जिनमें ज्यादातर अल्किल साइक्लोपेंटेन एवं अल्किल साइक्लोहेक्सेन होते हैं) एवं एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (जिनमें ज्यादातर अल्किल बेंजीन होते हैं) में विभाजित किया जाता है। आम तौर पर, तेल में एलीन हाइड्रोकार्बन तेल में पाए जाने वाले सल्फर युक्त यौगिकों में मुख्य रूप से सल्फाइड (RSH), सल्फाइड (RSR), डाइसल्फाइड (RSSR) एवं थाइफीन आदि शामिल हैं। तेल के कुछ प्रसंस्कृत उत्पादों में हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) भी मौजूद होता है। तेल में मौजूद ऑक्सीकृत यौगिकों में मुख्य रूप से साइक्लोअल्केनिक एसिड एवं फेनॉल होते हैं (मुख्य रूप से बेंजोल)। इसके अलावा, इसमें थोड़ी मात्रा में फैटी एसिड भी होते हैं। साइक्लोअल्केनिक एसिड, वे कार्बोक्सिलिक एसिड हैं जिनमें 11 से 30 कार्बन परमाणु होते हैं। इन अणुओं में एक या अधिक संयुक्त हाइड्रोकार्बन वलय होते हैं; कार्बोक्सिल समूह या तो इन हाइड्रोकार्बन वलयों पर होता है, या फिर उनकी शाखाओं पर। उदाहरण के लिए: तेल शोधन प्रक्रिया में, साइक्लोअल्केनिक एसिड एवं फेनॉल को अक्सर “पेट्रोलियम एसिड” कहा जाता है। तेल में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों में मुख्य रूप से पाइरीडीन, पाइरोल, क्विनाइन एवं अमीन्स (RNH2) आदि शामिल हैं। चूँकि पाइरोल हवा में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, इसलिए इसका रंग धीरे-धीरे गहरा हो जाता है। यही कारण है कि पेट्रोल के लंबे समय तक संग्रहीत रहने पर भी इसका रं तेल की रासायनिक संरचना निश्चित नहीं होती; यह उसके उत्पत्ति स्थान के अनुसार भिन्न होती है। हाइड्रोकार्बनों की संरचना के आधार पर, तेलों को आम तौर पर अल्केन-आधारित तेल, एरोमेटिक-आधारित तेल, मिश्रित-आधारित तेल आदि जैसी विभिन्न श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है। लेकिन तेल उत्पादक देशों को, अपने देश के संसाधनों की स्थिति के आधार पर, अलग-अलग श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है।