भारी तेल संसाधन हेतु तकनीकी दृष्टिकोणों का चयन एवं प्रक्रियाओं की विशेषताएँ

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जैसे-जैसे कच्चे तेल का गुणवत्ता-ह्रास होता जा रहा है, विभिन्न प्रकार के कच्चे तेलों के बीच का मूल्य-अंतर रिफाइनरियों को अधिक मात्रा में भारी एवं सल्फरयुक्त कच्चे तेलों को प्रसंस्कृत करने के लिए मजबूर कर रहा है। साथ ही, समाज में तेल उत्पादों की मांग में भी बदलाव हो रहा है। हल्के एवं मध्यम गुणवत्ता वाले तेलों की मांग बढ़ रही है, जबकि भारी गुणवत्ता वाले तेलों की मांग कम हो रही है। इसलिए, हाल के वर्षों में कच्चे तेल को हल्का बनाने पर ध्यान दिया जा रहा है, ताकि कच्चे तेल के प्रसंस्करण से होने वाला आर्थिक लाभ बढ़ सके। वर्तमान में, ऊँची तेल कीमतों के माहौल में, भारी तेल को हल्के तेलों में बदलने की प्रवृत्ति और भी बढ़ गई है। दुनिया भर में कई देश, भारी तेल को मूल्यवान हल्के तेलों या पेट्रोकेमिकल सामग्रियों में बदलने हेतु किफायती एवं प्रभावी उपचार तकनीकों के विकास हेतु प्रयास कर रहे हैं। भारी तेल का गहन प्रसंस्करण, मुख्य रूप से कच्चे तेल के प्रसंस्करण से संबंधित है; कच्चा तेल, दुनिया की सबसे जटिल सामग्रियों में से एक है। कच्चे तेल में मौजूद अधिकांश अशुद्धियाँ, जैसे सल्फर, नाइट्रोजन, धातुएँ जैसे निकल एवं वैनेडियम, एवं एस्फाल्टी पदार्थ, सभी डंप ऑयल में ही मौजूद होते हैं। विशेष रूप से, सल्फर युक्त कच्चे तेल में धातुओं (वैनेडियम, निकल आदि) एवं एस्फाल्टी पदार्थों की मात्रा बहुत अधिक होती है; इस कारण सल्फर युक्त कच्चे तेल से डंप ऑयल बनाने की प्रक्रिया और भी कठिन एवं जटिल हो जाती है। डंप ऑयल, हाइड्रोजन-रहित पदार्थ है। हाइड्रोजन की मात्रा कम वाले थर्मल ऑयल को हाइड्रोजन की मात्रा अधिक वाले हल्के तेलों में बदलने हेतु, या तो बाहर से हाइड्रोजन मिलाना पड़ता है, या फिर अतिरिक्त कार्बन को हटाना पड़ता है। अतः, डंप ऑयल के गहन प्रसंस्करण हेतु तकनीकों को हाइड्रोजनीकरण एवं कार्बन निष्कासन नामक दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित क हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं में कच्चे तेल का हाइड्रोजनीकरण एवं कच्चे तेल का हाइड्रोजनीकृत विघटन शामिल है। कार्बन-मुक्त करने वाली प्रक्रियाओं में सॉल्वेंट-आधारित डी-एस्फैल्टिंग, कोकिंग, विस्कोसिटी-कम करने वाला विघटन, कच्चे तेल का उत्प्रेरक-आधारित विघटन, ग डंप तेल का गहन प्रसंस्करण, तेल शोधन कंपनियों के लिए आर्थिक लाभ बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण तरीका है। नए तेल शोधन संयंत्रों के निर्माण, एवं मौजूदा तेल शोधन संयंत्रों के विस्तार/सुधार की प्रक्रिया में, कच्चे तेल के प्रसंस्करण हेतु उपयुक्त तकनीकों का चयन एवं प्रसंस्करण प्रक्रियाओं का अनुकूलन अक्सर सबसे महत्वपूर्ण कदम होता है। अनुभव से पता चला है कि, डंप तेलों के गुणों में बहुत भिन्नता होने के कारण, कोई भी एकल प्रसंस्करण विधि सभी समस्याओं का समाधान नहीं कर सकती। इसलिए, सभी डंप तेल संसाधनों का सबसे किफायती एवं प्रभावी तरीके से उपयोग करना ही भारी तेलों के प्रसंस्करण तकनीकों में लगातार सुधार होने का कारण है। विभिन्न कचरा-तेल प्रसंस्करण तकनीकों के लिए कच्चे माल के गुणों की अलग-अलग आवश्यकताएँ होती हैं; इसलिए कचरा-तेल प्रसंस्करण तकनीक का चयन मुख्य रूप से कचरा-तेल के गुणों पर ही निर्भर करता है। विभिन्न कचरा-तेल प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में, कच्चे माल की आवश्यकताओं एवं उनकी उपयुक्तता, उत्पादों का वितरण एवं गुणवत्ता, तथा प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के संदर्भ में अलग-अलग विशेषताएँ होती हैं। वर्तमान में, भारी तेलों के प्रसंस्करण हेतु उपयोग की जाने वाली तकनीकों एवं प्रक्रियाओं की विशेषताएँ निम्नलिखित हैं:
1. विलंबित कोकिंग-हाइड्रोजनीकरण-उत्प्रेरक विघटन विधि की विशेषताएँ: उच्च सल्फर युक्त तेलों को कोकिंग उपकरणों में भेजा जाता है; जबकि उच्च सल्फर युक्त मोमयुक्त तेलों को हाइड्रोजनीकरण उपकरणों के माध्यम से सल्फर एवं नाइट्रोजन से मुक्त किया जाता है, ततपश्चात् इन्हें उत्प्रेरक विघटन हेतु कच्चे माल के रूप में उपयोग में ल ； भारी तेल के उत्प्रेरक विघटन उपकरणों से प्राप्त तेल-मिश्रण का उपयोग विलंबित कोकिंग प्रक्रिया में इनपुट के रूप में किया जाता है। कोकिंग से प्राप्त नेफ्था का उपयोग उत्प्रेरक विघटन प्रक्रिया में पेट्रोल उत्पादन हेतु किया जाता है; या फिर हाइड्रोजनीकरण उपकरणों के द्वारा इसे शुद्ध करके इथिलीन विघटन हेतु कच्चे माल के रूप में उच्च सल्फर वाला कोक, CFB बॉयलरों में कच्चे माल के रूप में उपयोग में आ सकता है; इससे पूरे संयंत्र में भाप एवं बिजली उत्पन्न हो सकती ह 2. विलायक-डीएस्टिंग – कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग संयुक्त प्रक्रिया की विशेषताएँ: तेल-प्यूरी को पूरी तरह या आंशिक रूप से निकालकर, इसे डी-वेसल ऑयल के साथ मिलाकर विलायक-डीएस्टिंग उपकरण में इनपुट के रूप में उपयोग किया जाता है। इससे डीएस्टिंग किए गए तेल की मात्रा में वृद्धि होती है; ऐसा तेल भारी तेल को प्रसंस्कृत करने वाले उपकरणों में उपयोग में आता है। 3. डंप ऑयल हाइड्रोजनीकरण – हेवी ऑयल कैटालिटिक फ्यूजन प्रक्रिया की विशेषताएँ: खराब गुणवत्ता वाले डंप ऑयल को हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया से गुजारकर, कुछ हल्के तेल उत्पाद तैयार किए जाते हैं। हाइड्रोजनीकरण के बाद प्राप्त होने वाला सामान्य दबाव वाला अवशेष तेल, भारी तेल के उत्प्रेरक विघटन हेतु कच्चे माल के रूप में उपयोग में आता है। भारी तेल के उत्प्रेरक विघटन प्रक्रिया से प्राप्त होने वाला “रीसाइक्लिंग ऑयल”, अवशेष तेल के हाइड्रोजनीकरण हेतु इनपुट के रूप में उपयोग में आ सकता है। रीसाइक्लिंग ऑयल में मौजूद उच्च मात्रा में एरोमैटिक्स, अवशेष तेल में मौजूद जेलीफॉर्म एवं एस्फाल्टिक पदार्थों के घुलनशीलता में सुधार करते हैं; इससे अवशेष तेल का रूपांतरण दर बढ़ जाता है, उत्प्रेरकों पर जमने वाली गंदगी कम हो जाती है, एवं उत्प्रेरकों का जीवनकाल भ 4. डंप ऑयल के लिए सॉल्वेंट-आधारित डी-एस्फेल्टिंग, एस्फेल्ट का वाष्पीकरण, डी-एस्फेल्टेड तेल का हाइड्रोजनीकरण, एवं कैटालिटिक फ्यूजन – इस संयुक्त प्रक्रिया की विशेषताएँ इस प्रकार हैं: सॉल्वेंट-आधारित डी-एस्फेल्टिंग प्रक्रिया का उपयोग करके खराब गुणवत्ता वाले डंप ऑयल में मौजूद धातुओं, सल्फर एवं कार्बन को अलग किया जाता है। इसके बाद एस्फेल्ट को वाष्पीकृत करके बिजली, जलवाष्प एवं सिंथेटिक गैस उत्पन्न की जाती है। डी-एस्फेल्टेड तेल को हाइड्रोजनीकरण के बाद कैटालिटिक फ्यूजन प्रक्रिया में भेजकर और अधिक रूपांतरित किया जाता है। 5. डंप ऑयल हाइड्रोजनेशन – विलंबित कोकिंग संयुक्त प्रक्रिया की विशेषताएँ: खराब गुणवत्ता वाले डंप ऑयल को हाइड्रोजनेशन प्रक्रिया से संसाधित किया जाता है; इससे सल्फर की मात्रा कम हो जाती है। ； कम सल्फर सामग्री वाला डंगस्ट, डिले फोर्जिंग उपकरण में इस्तेमाल किया जाता है ； कोकिंग की प्रक्रिया के माध्यम से कार्बन निकालकर हल्के तेल उत्पन्न किए जाते हैं। इस संयुक्त प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न हल्के तेलों को बाजार में भेजने से पहले थोड़ी सी शुद्धिकरण प्रक्रिया से गुजारना आवश्यक होता है। वहीं, इस प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाला कम-सल्फर वाला पेट्रोलियम कोक भी बाजार में अच्छी मात्रा में बिकता है, एवं इसके कई उप 6. उत्प्रेरक विघटन – विलायक-आधारित डी-एस्फेलिंग – विलंबित कोकिंग संयुक्त प्रक्रिया की विशेषताएँ: उत्प्रेरक विघटन – विलायक-आधारित डी-एस्फेलिंग संयुक्त प्रक्रिया के आधार पर, इसमें और विलायक-आधारित डी-एस्फेलिंग – विलंबित कोकिंग संयुक्त प्रक्रिया भी जोड़ी जाती है। उत्प्रेरक उपकरणों में डी-एस्फैल्टिंग तेल को मिलाया जाता है; ताकि तेल-मिश्रण को सॉल्वेंट डी-एस्फैल्टिंग उपकरणों में भेजा जा सके। इससे उत्प्रेरक उपकरणों में अवशेषों की मात्रा बढ़ जाती है, एवं प्रसंस्करण की क्षमता भी बढ़ जाती है। कोकिंग उपकरण, तेल-मुक्त एस्फाल्ट को संसाधित करता है; इससे सॉल्वेंट-डीएस्पेंटिंग उपकरणों में निरंतर उत्पादन में आने वाली बाधाएँ दूर हो जाती हैं। इससे सॉल्वेंट-डीएस्पेंटिंग उपकरणों की क्षमता में वृद्धि होती है, एवं कैटलिटिक फ्रैक्चरेशन हेतु आवश्यक कच्चे माल की मात्रा भी बढ़ जाती है। कोकिंग उपकरणों द्वारा प्राप्त वैक्स ऑयल को भी कैटलिटिक फ्रैक्चरेशन उपकरणों में ही संसाधित किया जाता है। 7. कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग – डिले फ्यूजनिंग एवं सॉल्वेंट डी-अस्फाल्टिंग – डिले फ्यूजनिंग संयुक्त प्रक्रिया की विशेषताएँ: यह कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग – डिले फ्यूजनिंग संयुक्त प्रक्रिया एवं सॉल्वेंट डी-अस्फाल्टिंग – डिले फ्यूजनिंग संयुक्त प्रक्रिया, इन दोनों प्रक्रियाओं का संयोजन है। इस संयुक्त प्रक्रिया में, कैटलिटिक फ्रैक्चरिंग–सॉल्वेंट डी-एस्पेंचिंग–डिले फ्यूजनिंग प्रक्रिया से सबसे बड़ा अंतर यह है कि इस प्रक्रिया में तेल-प्यूरी को फ्यूजनिंग उपकरणों में ही मिलाया जाता है; जबकि सॉल्वेंट डी-एस्पेंचिंग उपकरणों में नहीं। 8. कच्चे तेल के हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया की विशेषताएँ: कच्चे तेल के हाइड्रोजनीकरण की गहराई के आधार पर, इसे “कच्चे तेल का हाइड्रोजनीकरण” एवं “कच्चे तेल का हाइड्रोजनीकरण-विघटन” में विभाजित किया जा सकता है। डंप ऑयल के हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया में मुख्य रूप से अशुद्धियों को हटाने संबंधी अभिक्रियाएँ होती हैं; जिसमें सल्फर, नाइट्रोजन एवं धातुओं को हटाना, तथा अवशिष्ट कार्बन को कम करना शामिल है। भारी घटकों को हल्के घटकों में बदलने की दर 50% से कम होती है। गंदे तेल के हाइड्रोक्रैकिंग में भी अशुद्धियों को हटाने की प्रक्रिया होती है, लेकिन इस स्थिति में हल्के तेल का उत्पादन 50% से अधिक होता है। कच्चे तेल के हाइड्रोजनीकरण हेतु उपयोग में आने वाले रिएक्टरों के प्रकार के आधार पर, कच्चे तेल का हाइड्रोजनीकरण 4 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – स्थिर-बिस्तर हाइड्रोजनीकरण, उबलते-बिस्तर हाइड्रोजनीकरण, निलंबित-बिस्तर हाइड्रोजनीकरण, एवं गत 9. डंप ऑयल IGCC तकनीक की विशेषताएँ: IGCC तकनीक, एकीकृत गैसीकरण एवं चक्रीय बिजली उत्पादन संबंधी तकनीक है। इस तकनीक में सिंथेटिक गैस का उत्पादन, उसका शुद्धीकरण, एवं संयुक्त चक्र विधि से बिजली उत्पादन शामिल है। डार्क ऑयल के वाष्पीकरण हेतु आंशिक ऑक्सीकरण विधि का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, डार्क ऑयल वाष्पीकरण तकनीक संबंधी प्रमुख पेटेंट टेक्साको एवं शेल कंपनियों के पास हैं। मोटे संश्लेषित गैस को धूल एवं सल्फर हटाने की प्रक्रिया से गुजारना आवश्यक है, ताकि यह IGCC के अगले चरणों में उपयोग होने वाले उपकरणों एवं उत्सर्जन संबं सिंथेटिक गैस की शुद्धिकरण तकनीकों में सामान्य तापमान पर आर्द्र विधि से शुद्धिकरण (अर्थात् गैस को पहले ठंडा किया जाता है, फिर उसे शुद्ध किया जाता है) एवं उच्च तापमान पर शुष्क विधि से शु प्रत्येक शुद्धिकरण विधि में धूल हटाने एवं सल्फर हटाने, ये दोनों चरण शामिल होते हैं।