कोयला-टार सस्पेंशन बेड हाइड्रोजनीकरण पर संक्षिप्त:

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कोयला-टार सस्पेंशन बेड हाइड्रोजनीकरण पर संक्षिप्त चर्चा: हाल ही में, सस्पेंशन बेड हाइड्रोजनीकरण तकनीक में काफी रुचि बढ़ी है। “सस्पेंशन बेड” की अवधारणा में “बॉयलिंग बेड” एवं “प्यूरी बेड” भी शामिल हैं; बॉयलिंग बेड में मोलिब्डेनम-निकल कणों का उपयोग किया जाता है, जबकि प्यूरी बेड में लोहे-आधारित पाउडर कैटालिस्टों का उपयोग किया जाता ह अब तक हमने सस्पेंडेड बेडों को तीन पीढ़ियों में विभाजित किया है। पहली पीढ़ी में माइक्रोमीटर-स्तरीय लोहा-आधारित उत्प्रेरकों का उपयोग किया जाता है; इसका उदाहरण जर्मनी की वीबा कंपनी है (घरेलू स्तर पर VCC)। हालाँकि, इस विधि में डी-वेस्टेड ऑयल का रूपांतरण 90% से अधिक होता है, लेकिन गैसों का उत्पादन 15% से अधिक होता है, एवं कम गुणवत्ता वाले हाइड्रोजनीकृत तेलों का उत्पादन भी 10% से अधिक होता है। इस कारण इस विधि में लगभग 78% तरल उत्पाद प्राप्त होने वाली डिले फ्यूजनिंग प्रक्रिया की तुलना में कोई खास लाभ नहीं है। दूसरी पीढ़ी में नैनो-स्तरीय आयरन सल्फेट-आधारित उत्प्रेरकों का उपयोग किया जाता है; इसका उदाहरण कनाडा की CanMet तकनीक है। चीन की शेनहुआ कंपनी की “प्रत्यक्ष तरलीकरण वाली कोयला-से-तेल निर्माण प्रक्रिया” भी इसी तकनीक पर आधारित है। लेकिन फिर भी आयरन उत्प्रेरकों की कार्यक्षमता कम ही रहती है। तीसरी पीढ़ी में “एमसीएसएच” नामक आणविक स्तर पर कार्य करने वाला मोलिब्डेनम-आधारित तरल उत्प्रेरक है। इससे उत्प्रेरकों एवं अभिक्रिया-इंजीनियरिंग क्षेत्र में काफी सुधार हुआ है। विशेष रूप से, रिएक्टर को सरल रूप दे दिया गया है; इसमें तेल-आधारित पदार्थ नहीं हैं, एवं यह जंग लगने से भी सुरक्षित है। इस कारण इसकी निवेश लागत एवं बाद के संचालन/रखरखाव खर्च कम हो जाते हैं। उद्योग में तकनीकों के प्रसार हेतु (विश्व स्तर पर), मानक प्रचार रणनीतियों के तहत प्राप्त होने वाला रूपांतरण दर इस प्रकार है – मोलिब्डेनम-आधारित बॉयलिंग बेड तकनीक के द्वारा एस्फाल्ट भारी तेल का रूपांतरण दर लगभग 70% है; जबकि आयरन-आधारित सस्पेंशन बेड तकनीक के द्वारा एस्फाल्ट भारी तेल का रूपांतरण दर लगभग 90% है। वास्तव में, कोई भी औद्योगिक उपकरण ऐसा नहीं है जो इसे प्राप्त कर सके (लेकिन प्रचार-प्रसार में कोई बुराई नहीं है; आखिरकार, हम जैसे शोधकर्ता प्रयोगशालाओं में ऐसा करने में सफल हो जाते हैं। इसके अलावा, कुछ औद्योगिक उपकरणों का उपयोग कुछ दिनों के लिए ऐसे ही उद्देश्यों हेतु भी किया जा सकता है)। बॉयलिंग बेड, दुनिया में एस्फाल्ट एवं भारी तेलों के प्रसंस्करण हेतु सबसे अधिक उपयोग में आने वाला उपकरण है; लेकिन इसकी रूपांतरण दर आम तौर पर 35% से 55% के बीच ही रहती है। आयरन-आधारित सस्पेंशन बेड वाले औद्योगिक उपकरणों में, शेनहुआ एवं यानलियांग के उपकरण ही अभी भी कार्यरत हैं; जबकि विदेशों में ऐसे उपकरणों को लगभग सभी नष्ट/अक्रिय कर दिया गया है। लेकिन लेखक का अनुमान है कि इन दोनों उपकरणों की रूपांतरण दर 50% से अधिक होना ही बहुत अच्छी बात होगी… (यह तो नेताओं के लिए भी पर्याप्त कारण होगा।) आखिरकार, देशी औद्योगिक संस्करण वास्तव में विदेशी मूल तकनीकों का ही संकुचित रूप है। इसकी विशेषता यह है कि 300 किलोग्राम के दबाव को 220 किलोग्राम से भी कम कर दिया जाता है। सैद्धांतिक रूप से, आयरन-आधारित उत्प्रेरकों के द्वारा हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया संभव ही नहीं है; जब तक कि अत्यधिक उच्च तापमान वाले हाइड्रोजन वातावरण में ऊष्मीय विघटन प्रक्रिया न की जाए। किसी ने मुझसे पूछा कि देश की “रानी” कंपनी सैनजू हुआनबाओ ने स्वदेशी बौद्धिक संपदा वाली सस्पेंडेड बेड तकनीक विकसित की है; इस तकनीक की रूपांतरण दर 90% से भी अधिक है। इसके बारे में क्या राय है? सबसे पहले, इस 90% के बारे में लेखक कोई टिप्पणी नहीं करना चाहता। 90% तरल पदार्थ में कौन-से उत्पाद हैं, यह भी लेखक को पता नहीं है। यदि वाकई ऐसा ही है, तो अभिक्रिया हेतु आवश्यक तापमान को बहुत ऊँचा रखना होगा (आमतौर पर 470°C)… जब तक कि हल्की सामग्री का उपयोग न किया जाए, या अतिरिक्त अवशेषों को हटाया न जाए (ऐसा किया जा सकता है)। लेखक के विचार में, पाउडर-आधारित लोहा-आधारित सस्पेंशन बेड हमेशा से ही “समस्याग्रस्त” रहा है; इसकी उच्च एस्फाल्ट-रूपांतरण क्षमता की वजह से इसे बुरी छवि ही प्राप्त हुई। इसकी गलतियों का दोष तो अंततः खुद ही उठाना पड़ता है। (विकास इंजीनियरों ने ऐसी स्थितियों में कई बार सेल्स इंजीनियरों को डाँटा, और इसे “उनकी गलतियों को सुधारने” का नाम दिया।) वास्तव में, आप सभी से छिपाने की कोई आवश्यकता नहीं है… यह भी संभव है। लेकिन अत्यधिक उच्च दबाव के बिना ऐसा करना थोड़ा मुश्किल है। बेशक, हाइड्रोजन दबाव का उपयोग करके सस्पेंशन बेड रिएक्शन के तापमान को कम करने से गैसों का उत्पादन भी कम हो जाता है; इससे तकनीकी एवं आर्थिक दृष्टि से भी लाभ होता है। रिएक्शन तापमान के बारे में बात करते हुए, लेखक को फिर से थोड़ा विस्तार से बताना ही पड़ेगा। सैद्धांतिक रूप से, सस्पेंडेड बेड हाइड्रोजनेशन को हाइड्रोजनीकरण-विघटन की श्रेणी में ही वर्गीकृत किया जाता है; ऐसा इसलिए है क्योंकि इस प्रक्रिया में हाइड्रोजनीकरण-उत्प्रेरण की प्रक्रिया नहीं, बल्कि हाइड्रोजन-युक्त वातावरण में थर्मोलिसिस ही होता है। इसलिए, अभिक्रिया का तापमान एक बहुत ही महत्वपूर्ण सूचक एवं मापदंड है। चाहे वह बॉयलिंग बेड हो या सस्पेंडेड बेड, अभिक्रिया का तापमान 410℃ से अधिक होना आवश्यक है (VCC प्रक्रिया में यह तापमान 470℃ तक होता है, जबकि बॉयलिंग बेड में यह 410℃ से 450℃ के बीच होता है)। अन्यथा, न केवल एस्फेल्टीय भारी तेलों का विघटन एवं हल्के तेलों में रूपांतरण संभव नहीं होगा, बल्कि वैक्यूम गैस ऑयल (जिसका ड्राई पॉइंट 524℃ से कम होता है) का भी उच्च अनुपात में रूपांतरण नहीं होगा; ऐसी स्थिति में इसका उपयोग केवल प्री-हाइड्रोजनीकरण हेतु ही किया जा सकेगा। जिनलिंग में स्थित सीनोपेक का 50,000 टन क्षमता वाला बॉयलिंग बेड प्रदर्शन उपकरण, उच्च तापमान के कारण होने वाले कोक निर्माण एवं क्षय के कारण अनिश्चित काल के लिए बंद कर दिया गया। घरेलू स्तर पर, “न्यू चियुआन” नामक निजी कंपनी ने एक अलग ही तरीका अपनाया। इस कंपनी ने अपने 50,000 टन क्षमता वाले उपकरणों का संचालन तापमान 400°C से कम रखा; साथ ही, अतिरिक्त तेलों को भी प्रसंस्कृत किया गया। ऐसे में, इस तापमान पर 360°C से ऊपर के तेलों का रूपांतरण दर 20% से अधिक होना मुश्किल है। यह तो बॉयलिंग बेड तकनीक के उद्देश्यों एवं हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं से भी अलग है। यदि इसे केवल एक पूर्व-हाइड्रोजनीकरण उपकरण के रूप में ही उपयोग में लाया जाए, तो लेखक के विचार में तो छोटे आकार के फिक्स्ड-बेड हाइड्रोजनीकरण उपकरण का ही उपयोग बेहतर होगा। तकनीकी सुधारों के माध्यम से ऐसे उपकरणों को भारी तेलों को भी प्रसंस्कृत करने हेतु उपयोग में लाया जा सकता है… इसलिए हमारी सलाह है कि नए बॉयलिंग बेड उपकरणों का डिज़ाइन 490°C तापमान पर ही किया जाना चाहिए, ताकि मोलिब्डेनम-आधारित तकनीकों का बेहतर उपयोग संभव हो सके। निस्संदेह, आयरन-आधारित उत्प्रेरकों का उपयोग करने वाले सस्पेंशन बेड की तुलना में, बॉयलिंग बेड का लाभ यह है कि इसमें मोलिब्डेनम-आधारित उत्प्रेरकों की गतिविधि अधिक होती है, अभिक्रिया का तापमान कम होता है, टॉवर के नीचे कोई तेल-घोल नहीं बनता, एवं गैसों का उत्पादन भी कम होता है। लेकिन उच्च दबाव में उत्प्रेरकों को बदलने की आवश्यकता, एवं सस्पेंडेड कणों की आवश्यकता के कारण बॉयलिंग बेड रिएक्टर जटिल हो जाता है; इसमें अधिक मात्रा में आंतरिक परिसंचरण की आवश्यकता होती है, एवं अभिक्रिया तरल-ठोस विसरण द्वारा नियंत्रित होती है। इस कारण सिस्टम में जमाव बनने की सं यही कारण है कि वर्तमान में उपयोग में आने वाली बॉयलिंग बेड तकनीकों को बेहतर बनाने हेतु आणविक समघटक तकनीकों का उपयोग किया जा रहा है। चेन सोंग (डॉक्टर)