कोयले से बने इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादों को स्वीकार कर लिया गया है, लेकिन उन्हें एक कठिनाई का सामना क

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कोयले से बना एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पाद स्वीकार कर लिया गया है, लेकिन इसे कुछ चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है।
लेखक/स्रोत: तारीख: 2016-08-08; क्लिक्स: 4
चीन, दुनिया का सबसे बड़ा एथिलीन ग्लाइकॉल उपभोगकर्ता देश है; यहाँ इस उत्पाद की मांग बहुत अधिक है। लेकिन देश में इथिलीन ग्लाइकॉल का उत्पादन, घरेलू बाजार की मांग को पूरा करने हेतु पर्याप्त नहीं है; इसलिए दीर्घकाल तक आयात पर ही निर्भर रहना पड़ता है। हाल के वर्षों में देश में सिंथेटिक गैस से इथेनॉल बनाने की प्रक्रिया में तेजी आई है। ऐसे उत्पादों को धीरे-धीरे निचले स्तर के बाजारों में भी स्वीकार किया जा रहा है; इससे देशी बाजार में कुछ हद तक खालीपन भरा जा सकता है। अनुमान है कि आने वाले वर्षों में देश में सिंथेटिक गैस से इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन का पैमाना और भी बढ़ेगा। चीन के इथिलीन ग्लाइकॉल बाजार में सिंथेटिक गैस से इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन की महत्वपूर्ण भूमिका रहेगी। सिंथेटिक गैस से इथेनॉल बनाने संबंधी कुल लागत को और कैसे कम किया जाए, इसके अलावा सिंथेटिक गैस से इथेनॉल बनाने संबंधी उत्पादों के लिए उद्योग मानकों को कैसे निर्धारित किया जाए, ये ही वर्तमान में इस उद्योग के सामने मुख्य समस्याएँ हैं। विश्व बाजार में मांग एवं आपूर्ति के बीच असंतुलन है; चीन में एथिलीन ग्लाइकॉल की मांग काफी अधिक है। विश्व स्तर पर, एथिलीन ग्लाइकॉल एक महत्वपूर्ण रासायनिक उत्पाद है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से पॉलिएस्टर (जिसमें पॉलिएस्टर फाइबर, बोतलों की सतहों एवं फिल्में शामिल हैं) के निर्माण, फ्रीज़-प्रतिरोधी तरल पदार्थों के निर्माण, एवं असंतृप्त पॉलिएस्टर रेजिनों के निर्माण में किया जाता है। इनमें, पॉलिएस्टर का उत्पादन ही एथिलीन ग्लाइकॉल का सबसे महत्वपूर्ण उपयोग है। आंकड़ों के अनुसार, दुनिया भर में पॉलिएस्टर उत्पादन हेतु प्रतिवर्ष खपत होने वाला इथिलीन ग्लाइकॉल, दुनिया भर में कुल इथिलीन ग्लाइकॉल खपत का 85% से अधिक है। वैश्विक एथिलीन ग्लाइकॉल बाजार में मुख्य रूप से आपूर्ति, मांग से अधिक है; लेकिन उत्पादन एवं उपभोग के क्षेत्रों के बीच असंतुलन है। मध्य पूर्व, उत्तर-पूर्व एशिया एवं उत्तरी अमेरिका, दुनिया भर में इथेनॉल ऑक्साइड के मुख्य आपूर्ति क्षेत्र हैं। इन क्षेत्रों से होने वाली कुल आपूर्ति, दुनिया भर में होने वाली कुल आपूर्ति का लगभग 84% है। उत्तर-पूर्व एशिया, दुनिया में इथेनॉल खपत का सबसे बड़ा क्षेत्र है; यहाँ होने वाली खपत, दुनिया भर में होने वाली कुल खपत का लगभग 60% है। इनमें, चीन विश्व का सबसे बड़ा एथिलीन ग्लाइकॉल उपभोक्ता है। वर्ष 2015 में चीन द्वारा उपयोग किया गया एथिलीन ग्लाइकॉल की मात्रा 12.75 मिलियन टन रही, जो विश्व भर में होने वाले कुल उपभोग का लगभग आधा है। लेकिन 2015 के अंत तक चीन में इथिलीन ग्लाइकॉल की कुल उत्पादन क्षमता 7.45 मिलियन टन थी। 2015 में इसका वास्तविक उत्पादन केवल 4 मिलियन टन ही रहा, जबकि आयात की मात्रा 8.75 मिलियन टन रही। इस प्रकार बाजार में भारी कमी रही, एवं चीन की आत्मनिर्भरता दर लंबे समय तक लगभग 30% ही रही। इसलिए, चीन को एथिलीन ग्लाइकॉल के लिए आयात पर ही निर्भर रहना पड़ता है। याहुआ कंसल्टिंग द्वारा सातवें “कोयले से इथेनॉल उत्पादन संबंधी तकनीकी एवं आर्थिक सम्मेलन” में प्रस्तुत आंकड़ों के अनुसार, 2020 तक चीन में इथेनॉल की खपत लगभग 17 मिलियन टन हो जाएगी। उस समय देश में इथेनॉल का उत्पादन भी दोगुना हो जाएगा। लेकिन फिर भी देश में उत्पन्न होने वाला इथेनॉल, बाजार की मांग को पूरा करने में सक्षम नहीं होगा; क्योंकि बाजार की मांग अभी भी बहुत अधिक है। दो मुख्य उत्पादन प्रक्रियाएँ हैं; सिंथेटिक गैस विधि को धीरे-धीरे स्वीकृति मिल रही है। वर्तमान में, विश्व भर में एथिलीन ग्लाइकॉल का उत्पादन मुख्य रूप से दो तरीकों से होता है – एथिलीन/ईपॉक्सीएथिलीन विधि, एवं सिंथेटिक गैस/ऑक्सालिक एसिड विधि। एथिलीन-ईपॉक्सीएथिलीन विधि में, एथिलीन के ऑक्सीकरण एवं ईपॉक्सीएथिलीन के हाइड्रेशन के माध्यम से एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पन्न किया जाता है। यह दुनिया भर की प्रमुख उत्पादन कंपनियों द्वारा अपनाई जाने वाली एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन विधि है। सिंथेटिक गैस ऑक्सालेट विधि में कार्बन मोनोऑक्साइड एवं हाइड्रोजन को मुख्य कच्चे पदार्थों के रूप में उपयोग किया जाता है; कार्बोनिल संश्लेषण एवं ऑक्सालेट हाइड्रोजनीकरण की प्रक्रियाओं के माध्यम से एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पन्न किया जाता है। वर्तमान में यह तकनीक देश में औद्योगिक स्तर पर उपयोग में आ रही है। सिंथेटिक गैस से एथिलीन ग्लाइकॉल बनाने की प्रक्रिया का सरल चित्र: सिंथेटिक गैस के उपयोग से एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन की प्रक्रिया का विचार सबसे पहले 1966 में अमेरिकी कंपनी यूनाइटेड पेट्रोलियम के डी.एम. फेंटन द्वारा प्रस्तुत किया गया। 1880 के दशक में, चीनी विज्ञान अकादमी की फुजियान भौतिकी संस्थान एवं तियानजिन विश्वविद्यालय ने देश में इस संबंधी प्रौद्योगिकियों के विकास हेतु पहल की। बीस साल से अधिक के विकास के बाद, दुनिया की पहली सिंथेटिक गैस विधि से इथिलीन ग्लाइकोल उत्पादन करने वाली औद्योगिक सुविधा 2009 में शुरू हुई। इसके बाद के वर्षों में, जैसे-जैसे कोयला-रसायन उद्योग अधिक परिष्कृत रूप लेता गया, सिंथेटिक गैस विधि से एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन हेतु संयंत्र लगातार बनने लगे, जिससे उत्पादन क्षमता में तेजी से वृद्धि हुई। वर्ष 2015 के अंत तक, सिंथेटिक गैस विधि से इथिलीन ग्लाइकोल उत्पादन हेतु आवश्यक सुविधाओं की क्षमता 1.87 मिलियन टन थी; जो चीन में इथिलीन ग्लाइकोल उत्पादन की कुल क्षमता का लगभग 1/4 है। पिछले कुछ वर्षों में हुए विकास के बाद, सिंथेटिक गैस विधि से इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन की प्रक्रिया अब काफी परिपक्व हो चुकी है। इस प्रक्रिया में उपयोग होने वाले कण्वकों की औद्योगिक स्तर पर जाँच की गई है; प्रक्रिया एवं ऊर्जा खपत को भी अनुकूलित एवं एकीकृत किया गया है। सिंथेटिक गैस विधि से उत्पन्न इथिलीन ग्लाइकॉल का उपयोग पॉलिएस्टर उत्पादन में भी सफलतापूर्वक किया जा रहा है। सिंथेटिक गैस विधि का उपयोग करके एथिलीन ग्लाइकॉल का उत्पादन, धीरे-धीरे उद्योग जगत में स्वीकृति प्राप्त कर रहा है। कच्चे माल के स्रोत विविध हो सकते हैं, एवं इसके व्यावसायिक उपयोग की संभावनाएँ बहुत अधिक हैं। हमारे देश में प्रचुर मात्रा में कोयला उपलब्ध है; जिससे सिंथेटिक गैस विधि से इथेनॉल उत्पादन हेतु आवश्यक कच्चे माल की आपूर्ति सुनिश्चित होती है। साथ ही, बड़ी मात्रा में सस्ती औद्योगिक गैसें (जैसे कार्बाइड भट्टियों से निकलने वाली गैसें, पीले फॉस्फोरस से निकलने वाली गैसें, कोक भट्टियों से निकलने वाली गैसें आदि) भी इस तकनीक हेतु कच्चे माल का एक अच्छा स्रोत हैं। देश में इथिलीन ग्लाइकॉल के लिए विशाल बाजार होने, सस्ती एवं आसानी से उपलब्ध कच्ची सामग्रियों, तथा सिंथेटिक गैस विधि से इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन से होने वाले अच्छे लाभों के कारण, पिछले कुछ वर्षों में देश में बड़ी संख्या में सिंथेटिक गैस विधि से इथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन हेतु परियोजनाओं की योजना बनाई गई है। सिंथेटिक गैस से इथेनॉल बनाने की तकनीक का उपयोग न केवल कोयले से इथेनॉल उत्पादन हेतु किया जा सकता है, बल्कि औद्योगिक अपशिष्ट गैसों के व्यावसायिक उपयोग हेतु भी इसका उपयोग किया जा सकता है। वर्ष 2015 में, हुईशेंग इंजीनियरिंग ने EPC मोड में गुइझोउ शिनशिन केमिकल (ग्रुप) लिमिटेड के लिए 70,000 टन/वर्ष क्षमता वाले ऑक्सालिक एसिड एवं 10,000 टन/वर्ष क्षमता वाले एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन संबंधी परियोजनाओं का निर्माण किया। इस परियोजना में हुईशेंग इंजीनियरिंग, शिनशिन ग्रुप एवं तियानजिन विश्वविद्यालय द्वारा संयुक्त रूप से विकसित, पूरी तरह स्वदेशी आविष्कार तकनीकों का उपयोग किया गया। इन तकनीकों के द्वारा पीले फॉस्फीन से उत्पन्न होने वाली कार्बन मोनोऑक्साइड एवं हाइड्रोजन जैसी सामग्रियों का उपयोग करके उच्च मूल्य वाले एथिलीन ग्लाइकॉल जैसे रासायनिक उत्पादों का उत्पादन किया गया। तियानजिन विश्वविद्यालय की “सिंथेटिक गैस से इथेनॉल उत्पादन हेतु पूर्ण प्रौद्योगिकी” में, CO गैस का उपयोग करके ऑक्सालेट का निर्माण किया जाता है; इसके बाद ऑक्सालेट को हाइड्रोजनीकरण करके इथेनॉल तैयार किया ज वर्ष 2011 से, हुईशेंग इंजीनियरिंग, तियानजिन विश्वविद्यालय के साथ मिलकर सिंथेटिक गैस से एथिलीन ग्लाइकोल बनाने संबंधी परियोजनाओं पर काम कर रही है। तियानजिन विश्वविद्यालय, औद्योगिक उपकरणों संबंधी आवश्यक जानकारियाँ तैयार करता है, जबकि हुईशेंग इंजीनियरिंग, इन उपकरणों का मूलभूत एवं विस्तृत डिज़ाइन करती है। दोनों संस्थाएँ मिलकर सिंथेटिक गैस से एथिलीन ग्लाइकोल बनाने संबंधी प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने, उनमें सुधार करने एवं उनका इंजीनियरिंग डिज़ाइन करन रूपांतरण एवं अनुकूलन के बाद प्राप्त हुई सिंथेटिक गैस से इथेनोल उत्पादन हेतु आवश्यक तकनीकों के द्वारा, प्रति वर्ष 3 लाख टन इथेनोल का उत्पादन संभव है; साथ ही, इथेनोल उत्पादन हेतु आवश्यक उपकरणों में 10% की बचत भी होती है। साथ ही, उच्च-दक्षता वाली हीट पंप डिस्टिलेशन तकनीकों के उपयोग से, एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादों की उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करने के साथ-साथ, उत्पादन प्रक्रिया में होने वाली कुल ऊर्जा खपत को भी कम किया जा सकता है। कम तेल कीमतों का प्रभाव: अवसर एवं चुनौतियाँ दोनों ही मौजूद हैं। जब देश में सिंथेटिक गैस से इथिलीन ग्लाइकॉल बनाने हेतु संयंत्रों का निर्माण तेजी से चल रहा है, उसी समय अंतरराष्ट्रीय कच्चे तेल की कीमतें 100 डॉलर/बैरल से नीचे गिर गईं; कभी-कभी तो ये 30 डॉलर/बैरल से भी नीचे चली गईं। वर्तमान में ये कीमतें लगभग 50 डॉलर/बैरल हैं। देश में ऊर्जा एवं रसायन उद्योग से संबंधित कच्चे मालों एवं बड़े पैमाने पर उपयोग होने वाले रसायनों की कीमतों में भारी गिरावट आई है। एथिलीन ग्लाइकॉल की बाजार कीमत 2014 की पहली छमाही में लगभग 7500 युआन/टन थी, जो अब घटकर लगभग 5000 युआन/टन हो गई है। लेकिन देश के विशाल बाजार के कारण, अन्य बड़े रासायनिक पदार्थों की तुलना में, एथिलीन ग्लाइकॉल में तेल की कीमतों में गिरावट का सामना करने की क्षमता अभी भी मजबूत है। साथ ही, कच्चे माल एवं ऊर्जा स्रोतों की कम कीमतों के कारण, वर्तमान परिस्थितियों में देश में सिंथेटिक गैस से एथिलीन ग्लाइकॉल बनाने हेतु संयंत्र लगाने से अभी भी लाभ कमाया जा सकता है। विश्व स्तर पर देखा जाए, तो मध्य पूर्व क्षेत्र में इथिलीन का उत्पादन मुख्य रूप से तेल से प्राप्त गैसों के विघटन द्वारा ही किया जाता है; इसलिए ऐसी प्रक्रिया में उत्पादन लागत, घरेलू स्तर पर नॉर्मल ऑयल के विघटन द्वारा इथिलीन उत्पादन की तुलना में काफी कम होती है। लेकिन सिंथेटिक गैस से एथिलीन ग्लाइकॉल बनाने की प्रक्रिया के व्यापक उपयोग से, घरेलू बाजार की विदेशी एथिलीन ग्लाइकॉल पर निर्भरता कम हो जाएगी। साथ ही, यह **ऊर्जा सुरक्षा** को बनाए रखने में भी सहायक साबित होगा। वर्तमान परिस्थितियों में, सिंथेटिक गैस से इथेनॉल बनाने संबंधी कुल लागत को और कैसे कम किया जा सकता है, एवं सिंथेटिक गैस से बने इथेनॉल का उपयोग पॉलिएस्टर उत्पादन में कैसे किया जा सकता है, यही वर्तमान में उद्योग जगत में सबसे अधिक चर्चा का विषय है। एकल ईथेनोल उत्पादन इकाई के आकार को बढ़ाना, तथा सामग्री एवं ऊर्जा की खपत को कम करना, निवेश लागत को कम करने के प्रभावी तरीके हैं। इसका मूल रहस्य, महत्वपूर्ण उत्प्रेरकों के प्रदर्शन में सुधार एवं प्रक्रियाओं का अनुकूलन है। उदाहरण के लिए, तियानजिन विश्वविद्यालय ने लंबे समय तक किए गए अनुसंधानों के बाद ऐसे उत्प्रेरक विकसित किए हैं, जिनकी मदद से उच्च सांद्रता वाले मेथिल नाइट्राइट (MN) एवं डाइमेथिल ऑक्सालेट (DMO) की उपस्थिति में भी अभिक्रियाएँ संभव हो जाती हैं। इससे अभिक्रिया की दक्षता बढ़ जाती है, एवं चक्रीय गैसों का प्रवाह कम हो जाता है। ऐसी परिस्थितियों में, एकल रिएक्टर की उत्पादन क्षमता 10%–15% तक बढ़ जाती है; इससे एकल उत्पादन इकाई में होने वाले निवेश एवं संचालन लागतों में कमी आती है। इसी तरह, हुईशेंग इंजीनियरिंग ने तियानजिन विश्वविद्यालय के सहयोग से एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन प्रक्रिया का एकीकरण एवं अनुकूलन किया। इससे उपकरणों का दीर्घकालिक स्थिर संचालन संभव हुआ, एवं ऊर्जा का उपयोग अधिक कुशलता से हुआ। इसके परिणामस्वरूप एथिलीन ग्लाइकॉल उत्पादन हेतु आवश्यक लागत में कमी आई। यद्यपि सिंथेटिक गैस से इथेनॉल उत्पादन का उपयोग पॉलिएस्टर निर्माण में कुछ हद तक किया जा रहा है, लेकिन फिलहाल सिंथेटिक गैस विधि से उत्पन्न इथेनॉल के लिए कोई मानक निर्धारित नहीं किए गए हैं। वर्तमान में उपयोग में आने वाले एथिलीन विधि से उत्पन्न इथेनॉल के मानक भी इथेनॉल उत्पादों की गुणवत्ता को पूरी तरह से दर्शाने में सक्षम नहीं हैं। सिंथेटिक गैस से उत्पन्न इथेनॉल में मौजूद सूक्ष्म अशुद्धियों का पॉलिएस्टर उत्पादों की गुणवत्ता पर क्या प्रभाव पड़ता है, इस बारे में भी गहन अध्ययन नहीं किए गए हैं। ऐसे अध्ययन अब सभी का ध्यान आकर्षित कर रहे हैं।