【रसायन विज्ञान संबंधी समाचार – एल्किलीकरण】 पिछले कुछ वर्षों में एल्किलीकरण तकनीक में हुई नई प्रगतियाँ

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इस पोस्ट को अंतिम बार “छोटा मजदूर1985” द्वारा 2016-6-9 08:01 पर संपादित किया गया। अमेरिकी पत्रिका “केमिकल इंजीनियरिंग” की मई 2016 की रिपोर्ट के अनुसार, एल्किलीकरण एक ऐसी महत्वपूर्ण तेल शोधन तकनीक है; इसमें कम-कार्बन वाले ऑलिफिनों का उपयोग आइसोब्यूटेन के साथ अभिक्रिया करने हेतु किया जाता है, जिससे ट्राइमेथिलपेंटेन नामक पदार्थ बनता है। इसे स्वच्छ पेट्रोल बनाने हेतु उपयोग में लाया जा सकता है। एल्काइलेटेड ऑयल, गुणवत्तापूर्ण पेट्रोल सामग्री है; इसका ऑक्टेन मान उच्च होता है, भाप दबाव कम होता है, इसमें सल्फर की मात्रा कम होती है, एवं इसमें आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन अल्काइलेटेड तेल की मांग बढ़ रही है; इसका मुख्य कारण आर्थिक विकास के लिए अधिक पेट्रोल की आवश्यकता, पेट्रोल के लिए कड़े मानकों का लागू होना, उच्च-ऑक्टेन वाले घटकों जैसे एरोमैटिक्स एवं ओलेफिन्स की मात्रा को कम करने की आवश्यकता, एवं उच्च-प्रदर्शन वाले इंजनों की आवश्यकता है। पेट्रोल में सल्फर की मात्रा को कड़े नियंत्रण में रखने हेतु अधिक कठोर हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है; इसके कारण पेट्रोल का ऑक्टेन मान कम हो जाता है। एल्काइलेटेड ऑयल, एक उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाला एवं कम सल्फर युक्त पदार्थ है; यह तैयार पेट्रोल की ऑक्टेन वैल्यू को बढ़ाने में मदद करता है। एक अन्य कारक यह है कि अमेरिका में शेल खनिजों से सस्ता ब्यूटेन प्राप्त किया जा सकता है; इससे अल्काइलीकरण प्रक्रिया हेतु बड़ी मात्रा में सस्ता कच्चा माल उपलब्ध हो जाता है। पिछले कुछ महीनों में ठोस अम्ल उत्प्रेरकों के उपयोग से एल्किलीकरण प्रक्रिया में हुई प्रगति देखने को मिली है। वर्षों के शोध के बाद, अब ठोस अम्ल उत्प्रेरकों का उपयोग हानिकारक एवं क्षारकीय गुण वाले तरल अम्लों (जैसे हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं सल्फ्यूरिक एसिड) के स्थान पर किया जा सकता है। इस वर्ष के AFPM सम्मेलन में, CB&I कंपनी ने दुनिया की पहली औद्योगिक-स्तर की ठोस अम्ल उत्प्रेरकों आधारित एल्किलीकरण उपकरण प्रणाली संबंधी प्रगति के बारे में जानकारी दी। यह उपकरण चीन की शानडोंग हुईफेंग पेट्रोकेमिकल कंपनी की सहायक कंपनी, ज़िबो � Haiyi Fine Chemicals कंपनी में स्थापित किया गया, एवं इसका उत्पादन अगस्त 2015 में शुरू हुआ। इस उपकरण में CB&I, याबो एवं फिनलैंड की Neste कंपनी द्वारा संयुक्त रूप से विकसित AlkyClean तकनीक का उपयोग किया गया है; इसकी अल्काइलीकृत तेल उत्पादन क्षमता 2700 बैरल/दिन (100,000 टन/वर्ष) है। सीबी&आई कंपनी का कहना है कि अब तक, शानडोंग में स्थापित इस उपकरण के सभी प्रदर्शन मानकों के अनुरूप ही रहे हैं। उत्पादन शुरू होने के बाद से, यह पाया गया है कि एल्किलेटेड ऑयल उत्पादों की गुणवत्ता बहुत अच्छी है। इन उत्पादों का रोन मान 96–98 के बीच है; जो कि सामान्य एल्किलेटेड ऑयल उत्पादों के रोन मान से काफी अधिक है। ऑक्टेन वैल्यू का अध्ययन, एल्काइलेटेड तेलों के गैसोलीन निर्माण में उपयोग हेतु उनकी उपयोगिता का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। अल्कीक्लीन तकनीक में, याबो कंपनी द्वारा विकसित “अल्कीस्टार” कैटालिस्ट का उपयोग किया जाता है; यह एक मजबूत एवं टिकाऊ प्रकार का फिक्स्ड-बेड ज़िओलाइट कैटालिस्ट है। यह उत्प्रेरक, CB&I की नवीन प्रतिक्रिया-प्रक्रियाओं के साथ मिलकर, AlkyClean प्रक्रिया को ऐसा बनाता है कि इसमें तरल अम्ल उत्प्रेरकों के बिना ही उच्च गुणवत्ता वाले एल्काइलीकृत तेल उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं; इस प्रकार यह प्रक्रिया और भी सुरक्षित एवं विश्वसनीय बन जाती है। चूँकि इस प्रक्रिया में कोई अतिरिक्त संसाधन की आवश्यकता नहीं है, एवं इसमें अम्ल-घुलनशील तेल अपशिष्ट भी नहीं उत्पन्न होता, इसलिए यह अल्किलीकृत तेल उत्पादन हेतु एक बहुत ही प्रभावी तकन इस वर्ष फरवरी में, केबीआर कंपनी ने घोषणा की कि कंपनी की K-SAAT सॉलिड एसिड एल्किलेशन तकनीक से संबंधित पहला तकनीक हस्तांतरण अनुबंध हस्ताक्षरित हो चुका है। केबीआर कंपनी के साथ अनुबंध करने वाली कंपनी है डोंगयिंग हाइकेओरिन केमिकल्स कंपनी; यह कंपनी डोंगयिंग शहर में उत्पादन सुविधाएँ स्थापित कर रही है। केबीआर कंपनी, पेटेंटेड तकनीकों, बुनियादी प्रक्रिया डिज़ाइनों, महत्वपूर्ण उपकरणों एवं उत्प्रेरकों की आपूर्ति करती है। अनुमान है कि यह उपकरण 2017 की पहली तिमाही में उत्पादन हेतु तैयार हो जाएगा। K-SAAT प्रक्रिया की विशेषता यह है कि इसमें “एक्ससैक्ट” नामक ठोस अम्ल उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। यह एक सुधारित प्रकार का ज़िलेनाइट उत्प्रेरक है, जिसे व्यावसायिक रूप से खरीदा जा सकता है। तरल अम्ल उत्प्रेरकों की तुलना में, इसका मनुष्यों एवं पर्यावरण पर प्रभाव बहुत कम होता है। यह लाभ, साथ ही कम निर्माण लागत, ही वे मुख्य कारक हैं जिनके कारण हाइको कंपनी ने पारंपरिक सल्फ्यूरिक एल्किलेशन तकनीक के बजाय K-SAAT प्रक्रिया को चुना। केबीआर कंपनी में कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग एवं एल्किलीकरण तकनीकों के प्रबंधक गौतम कृष्णायह का कहना है कि ठोस अम्ल उत्प्रेरकों का उपयोग करने से एल्किलीकरण प्रक्रिया में होने वाले खर्च भी कम हो जाते हैं; क्योंकि K-SAAT उपकरणों की मरम्मत लागत कम होती है, एवं सल्फ्यूरिक एसिड आधारित एल्किलीकरण उपकरणों में शीतलन हेतु विशेष व्यवस्था की आवश्यकता भी नहीं होती। इसके अलावा, तरल अम्लों का पुनर्उत्पादन एवं ठोस अपशिष्टों का निपटान (अम्ल-क्षार संतुलन) भी आवश्यक नहीं है। केबीआर ने एक्सेलस के सहयोग से इस हरित रासायनिक तकनीक का विकास किया। अब केबीआर, एक्सेलस के एक्ससैक्ट उत्प्रेरकों का एकमात्र लाइसेंसधारक है। K-SAAT प्रक्रिया में दो रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है; एक रिएक्टर में अल्कीलीकरण प्रक्रिया होती है, जबकि दूसरा रिएक्टर पुनर्उत्पादन या आपातकालीन उद्देश्यों हेतु उपयोग में आता है। हाइड्रोजन का उपयोग करके उत्प्रेरक को पूरी तरह से पुनर्जीवित किया जाता है; इस प्रक्रिया में नरम कोक (विभिन्न प्रकार के अपूर्ण असंतृप्त हाइड्रोकार्बन) एवं उत्प्रेरक पर चिपके हुए प्रदूषक भी हटा दिए जाते हैं। सफलतापूर्वक विकसित किए गए ExSact उत्प्रेरक, कई मायनों में तरल अम्ल उत्प्रेरकों एवं अन्य ठोस अम्ल उत्प्रेरकों से बेहतर हैं। उत्पादों की चयनात्मकता को बेहतर बनाने हेतु, उत्प्रेरकों के अम्लीय केंद्रों एवं छिद्र संरचनाओं में भी सुधार किया गया है। अन्य ठोस अम्ल उत्प्रेरकों की तुलना में, ExSact उत्प्रेरक का उपयोग करके एल्किलीकरण प्रक्रिया में समय अधिक लगता है। ； कच्चे माल के स्रोत एवं घटकों (इथिलीन, प्रोपीलीन, ब्यूटीलीन एवं पेंटीलीन – ये सभी एलीन्स के रूप में उपयोग में आ सकते हैं) में बहुत ही लचीलापन है। इसके विपरीत, तरल अम्ल एल्काइलीकरण प्रक्रिया में एथिलीन का उपयोग एल्काइलीकरण हेतु नहीं किया जा सकता, क्योंकि एथिलीन के उपयोग से स्थिर एस्टर बन जाते हैं। इसके अलावा, KBR की ठोस अम्ल प्रौद्योगिकी में, कच्चे माल में मौजूद प्रदूषकों (जैसे जल, सल्फर, डाइएन्स, ऑक्सीकृत यौगिक एवं नाइट्राइल्स) का सामना करने की उत्कृष्ट क्षमता है। सल्फ्यूरिक एसिड उत्प्रेरकों का उपयोग करके अल्कीलीकरण प्रक्रियाओं में हुई प्रगति, तथा औद्योगिक स्तर पर ठोस अम्लों का उपयोग करके अल्कीलीकरण प्रक्रियाओं का विकास, तरल अम्ल उत्प्रेरकों का उपयोग करके अल्कीलीकरण प्रक्रियाओं में नवाचारों को रोकने में सक्षम नहीं रहा। ड्यूपॉन्ट कंपनी, अपनी सल्फ्यूरिक एल्काइलेशन तकनीक का उपयोग कुछ विशिष्ट कच्चे मालों पर कर रही है। इस वर्ष मार्च में, ड्यूपॉन्ट कंपनी ने घोषणा की कि उसने चीन की एक रिफाइनरी के साथ अनुबंध किया है; इस अनुबंध के तहत 100% ब्यूटीन को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके एल्किलीकरण उपकरण उपलब्ध कराए जाएंगे। ड्यूपॉन्ट कंपनी की ग्लोबल सेल्स मैनेजर, जीनी ब्रानज़ारू का कहना है कि ड्यूपॉन्ट की एल्किलीकरण तकनीकों का रासायनिक आधार बहुत पुराना है। वर्तमान आर्थिक परिस्थितियाँ, ब्यूटेन का उपयोग करके एल्किलीकरण तेल उत्पन्न करने हेतु अनुकूल हैं। इस विशिष्ट प्रसंस्करण प्रक्रिया को पहले आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं माना जाता था। ब्रानज़ारू का कहना है कि कई कंपनियाँ खुले बाजार से सस्ती दरों पर कम मूल्य वाला ब्यूटेन प्राप्त करती हैं; इसके बाद डिहाइड्रोजनीकरण उपकरणों की मदद से इसे आइसोब्यूटीन में परिवर्तित किया जाता है। फिर आइसोब्यूटीन का उपयोग एल्किलीकरण उपकरणों में करके उच्च मूल्य वाले एल्किलेटेड तेल तैयार किए जाते हैं। लेकिन ड्यूपॉन्ट की तकनीक केवल ब्यूटेन तक ही सीमित नहीं है; इसका उपयोग उच्च सांद्रता वाले प्रोपीन एवं 100% पेंटेन के प्रसंस्करण हेतु भी किया जा सकता है। चीन की डालियान हेंगली पेट्रोकेमिकल कंपनी ने ड्यूपॉन्ट कंपनी के साथ एल्किलीकरण एवं अपशिष्ट एसिड के पुनर्उपयोग (SAR) संबंधी तकनीकों को उपलब्ध कराने हेतु अनुबंध किया है; इसके तहत चांगशिंगदाओ बंदरगाह औद्योगिक क्षेत्र में नए स्थापित रिफाइनरी में आवश्यक उत्पादन उपकरण स्थापित किए जाएंगे। वर्तमान में, हेंगली पेट्रोकेमिकल्स कंपनी 2018 में इस संयंत्र का निर्माण करने की योजना बना रही है; अनुमान है कि यह संयंत्र 2019 में कार्य करना शुरू कर द ड्यूपॉन्ट कंपनी, अपनी Stratco एल्किलीकरण तकनीक एवं MECS अपशिष्ट अम्ल पुनर्चक्रण तकनीक का उपयोग करेगी। हाइड्रोकर्बन प्रसंस्करण संयंत्रों में ड्यूपॉन्ट की तकनीकों का उपयोग करने से, हेंगली कंपनी 100% आइसोब्यूटीन कच्चे माल का उपयोग करके उच्च गुणवत्ता वाले एल्किलेटेड ऑयल उत्पाद तैयार कर सकेगी। ड्यूपॉन्ट कंपनी के स्ट्रैटको टेक्नोलॉजी विभाग के वैश्विक व्यापार प्रबंधक केविन बॉकविंकेल का कहना है, “हेंगली कंपनी के पास ऐसी विशिष्ट सामग्रियाँ हैं, जिनका उपयोग एल्काइलेटेड ऑयल बनाने हेतु किया जा सकता है। यह गैसोलीन बाजार में एल्काइलेटेड ऑयल के उपयोग के नए युग की शुरुआत है; क्योंकि ब्यूटेन का उपयोग करके एल्काइलेटेड ऑयल बनाने वाले संयंत्र दुनिया भर में लगातार बढ़ रहे हैं।” हेंगली कंपनी के एल्किलीकरण उपकरणों में, स्ट्रैटको कॉन्टैक्ट रिएक्टरों में ड्यूपॉन्ट कंपनी की XP2 पेटेंटेड तकनीक का उपयोग किया जाएगा। बॉकविंकल का कहना है कि XP2 तकनीक के डिज़ाइन के कारण, ट्यूब-बंडलों की ऊष्मा-स्थानांतरण सतहों का अत्यंत प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है; इससे औद्योगिक लाभ होता है, एवं एल्किलेटेड ऑयल की गुणवत्ता में सुधार होता है।