एरोमेटिक हाइड्रोकार्बनों संबंधी तकनीकी दृष्टिकोणों क

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आरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों की उत्पादन प्रक्रियाओं का विश्लेषण (भाग 1)
लेखक/स्रोत: चाइना केमिकल इंडस्ट्री न्यूज़पेपर
तारीख: 2016-08-25
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– तेल-आधारित उत्पादन प्रक्रिया: PX अलगाने की तकनीक ही महत्वपूर्ण है।
वर्तमान में, चीन में आरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों का उत्पादन मुख्य रूप से तेल-आधारित प्रक्रियाओं के माध्यम से ही किया जाता है। तेल-आधारित उत्पादन प्रक्रियाओं में, डाइमेथिलबेंजीन (PX) को अलग करने की तकनीक ही सबसे महत्वपूर्ण है। पीएक्स, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उद्योग शृंखला में एक महत्वपूर्ण उत्पाद है। इसका कच्चा माल मुख्य रूप से नैफ्था से प्राप्त होता है। नैफ्था से मिश्रित ज़ाइलीन अलग किया जाता है; फिर मिश्रित ज़ाइलीन को आइसोमराइज़ करके उसे और शुद्ध किया जाता है, ताकि पीएक्स प्राप्त हो सके। यह जानकारी ‘चाइना केमिकल इंडस्ट्री न्यूज़पेपर’ के पत्रकारों को 11 अगस्त को समाप्त हुए 2016 चाइना आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन इंडस्ट्री डेवलपमेंट कॉन्फ्रेंस से प्राप्त हुई। अवशोषण विभाजन: पेट्रोलियम उद्योग में प्रचलित प्रक्रिया
नेफ्था से PX उत्पादन की प्रक्रिया में कई तकनीकी कठिनाइयाँ हैं; जैसे कि नए प्रकार के विभाजन उत्प्रेरकों एवं आइसोमरीकरण उत्प्रेरकों का विकास, तथा PX का प्रभावी ढंग से विभाजन एवं शुद्धीकरण। पेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं में, PX के पृथक्करण हेतु उपयोग की जाने वाली तकनीक सबसे महत्वपूर्ण है। इसके लिए अधिकांशतः अधिशोषण-आधारित विधियों का उपयोग किया जाता है। चूँकि इस प्रणाली का एकीकरण बहुत ही कठिन है, इसलिए यह भी अरोमैटिक यौगिकों संबंधी तकनीकों में ऐसी एकमात्र तकनीक है जिसे अभी तक स्वदेशी रूप से विकसित नहीं किया गया है। 　　इस इकाई से संबंधित तकनीकी चुनौतियों को हल करने का कार्य चीनी पेट्रोलियम एवं रसायन विज्ञान अनुसंधान संस्थान (शीकेयुआन) द्वारा किया जा रहा है। संस्थान के वरिष्ठ इंजीनियर वांग डेहुआ ने बताया कि इस कार्य को पूरा करने हेतु उन्होंने कई पीढ़ियों के अधिशोषक विकसित किए हैं। प्रथम पीढ़ी के अवशोषकों का विकास 1996 में शुरू हुआ। आणविक स्लाइटों के उपयोग, अवशोषकों की संरचना एवं निर्माण प्रक्रियाओं, साथ ही बाद की प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के विकास के माध्यम से, 2004 में प्रथम पीढ़ी के अवशोषक RAX-2000A का औद्योगिक उपयोग संभव हुआ। इससे उत्पादों की शुद्धता, उत्पादन दर एवं उत्पादन क्षमता में काफी सुधार हुआ। इसके बाद, आणविक छाननी की प्रक्रिया एवं क्षारीय उपचार संबंधी प्रक्रियाओं में और सुधार करके, उन्होंने दूसरी पीढ़ी का अवशोषक RAX-3000 विकसित किया; इसका औद्योगिक उपयोग 2011 में शुरू हुआ। 　　2011 में, चाइना पेट्रोकेमिकल्स ने यांगज़ी पेट्रोकेमिकल्स में RAX-3000 मॉडल के स्वदेशी अधिशोषक एवं प्रक्रिया का उपयोग करके 30,000 टन/वर्ष क्षमता वाला अपना पहला औद्योगिक प्रदर्शन संयंत्र स्थापित किया। इससे यह साबित हुआ कि चाइना पेट्रोकेमिकल्स ने स्वदेशी रूप से एरोमैटिक्स उत्पादन प्रौद्योगिकी संबंधी अंतिम बाधा—अधिशोषण एवं पृथक्करण प्रौद्योगिकी—को पार कर लिया है, तथा एरोमैटिक्स उत्पादन हेतु संपूर्ण प्रौद्योगिकी पर नियंत्रण हासिल कर लिया है। “स्वदेशी तकनीकों के आगमन से पहले, आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन संबंधी तकनीकें केवल यूरोप एवं अमेरिका की कुछ ही कंपनियों के पास थीं। ऐसे में तकनीकी बाधाएँ बहुत अधिक थीं, एवं घरेलू उत्पादन पूरी तरह से विदेशी कंपनियों की तकनीकों पर ही निर्भर था। आजकल, हमारे द्वारा विकसित स्वदेशी एरोमैटिक्स प्रौद्योगिकी संचय को हैनान रिफाइनिंग में 6 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाली PX परियोजना में लागू किया गया है। अधिशोषण-पृथक्करण उपकरण लगातार 30 महीनों से अधिक समय से सुचारू रूप से कार्यरत है, तथा आवश्यकतानुसार उत्पाद की शुद्धता को 99.7% या 99.8% से अधिक पर स्थिर रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। ” पत्थर संबंधी अनुसंधान संस्थान के उप महानिदेशक वू वेई ने ऐसा ही कहा। 　　वांग डेहुआ के अनुसार, वर्तमान में शीशी केजीयू द्वारा विकसित सबसे नई पीढ़ी का RAX-4000 अभिशोषक, तकनीकी मूल्यांकन में सफल रहा है। यह अभिशोषक, उपकरणों की संसाधन क्षमता को 20% से अधिक बढ़ाने में सहायक है। चीन पेट्रोकेमिकल कॉर्पोरेशन के लिए कई बड़े आरोमैटिक्स संयंत्रों की डिज़ाइनिंग चल रही है; इनकी अधिकतम क्षमता 10 लाख टन/वर्ष तक हो सकती है। क्रिस्टलीकरण द्वारा पृथक्करण: उच्च सांद्रता वाले कच्चे माल के लिए सर्वोत्तम विकल्प
PX पृथक्करण इकाई में, अवशोषण द्वारा पृथक्करण ही एकमात्र विधि नहीं है; क्रिस्टलीकरण द्वारा पृथक्करण भी एक महत्वपूर्ण विधि है। देश-विदेश के शोधकर्ताओं ने इस क्षेत्र में बहुत संशोधन किए हैं, एवं PX को क्रिस्टलीकरण द्वारा पृथक्करण करने हेतु विभिन्न तकनीकें विकसित की हैं। 　　क्रिस्टलीकरण अलगाव तकनीक, C8 एरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों के विभिन्न घटकों के गलनांकों में अंतर पर आधारित है; इसके द्वारा PX को अलग किया जाता है। PX क्रिस्टलीकरण अलगाव तकनीक में “तीन प्रकार के रसायनों” का उपयोग न होना, “तीन प्रकार के अपशिष्टों” का उत्पन्न न होना, उत्पाद की उच्च शुद्धता, कच्चे माल की कम आवश्यकता, एवं सरल एवं नियंत्रणीय प्रक्रिया जैसे लाभ हैं। लेकिन इसके साथ ही ऊर्जा की अधिक खपत, उपकरणों एवं प्रक्रिया की स्थिरता हेतु उच्च मांग जैसी कमियाँ भी हैं। 　　शंघाई पेट्रोलियम एवं केमिकल इंस्टीट्यूट द्वारा विकसित PX क्रिस्टलीकरण एवं पृथक्करण तकनीक बहुत ही उल्लेखनीय है। इस संस्थान के डॉ. चेन लियांग ने बताया कि उनके द्वारा विकसित PX क्रिस्टलीकरण की नई प्रक्रिया से क्रिस्टलीकरण के चरणों में कमी आई है। टोल्यून के विभिन्न उत्पादों को क्रिस्टलीकरण हेतु कच्चा माल के रूप में उपयोग किया गया है; इससे उत्पादों की गुणवत्ता स्थिर रहती है। PX की शुद्धता 99.8% से अधिक है। यह उपकरण स्थिर एवं विश्वसनीय रूप से कार्य करता है, एवं इसे आसानी से चालू/बंद भी किया जा सकता है। 　　इस आधार पर, शंघाई पेट्रोलियम एवं केमिकल इंस्टीट्यूट ने “चयनात्मक विभाजन” एवं “क्रिस्टलीकरण अलगाव” संबंधी तकनीकों को और विकसित किया। इस तकनीक में क्रिस्टलीकरण हेतु आवश्यक कच्चे माल को डाइमेथिलबेंजीन टॉवरों की आवश्यकता नहीं होती; साथ ही क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया में उच्च ऊर्जा खपत वाले “गहरे तापमान पर क्रिस्टलीकरण” चरण की भी आवश्यकता नहीं होती। इससे इस तकनीक के फायदे और भी स्पष्ट हो जाते ह वर्तमान में, इस संस्थान ने 100,000 टन/वर्ष की क्षमता वाली प्रसंस्करण प्रणाली का विकास पूरा कर लिया है। साथ ही, इस संस्थान ने पारंपरिक अधिशोषण एवं क्रिस्टलीकरण विधियों को एक साथ जोड़कर एक संयुक्त तकनीक विकसित की है। इसमें सरलीकृत अधिशोषण प्रक्रिया एवं ऐसी क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया शामिल है जिसमें अत्यधिक ठंडक की आवश्यकता नहीं होती। इस तकनीक के फायदे यह हैं कि नए उपकरणों के लिए सस्ते अधिशोषक एवं अन्य सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है; जबकि पुराने उपकरणों में भी मौजूदा अधिशोषकों एवं अन्य सामग्रियों का ही उपयोग किया जा सकता है। इससे PX उत्पादन क्षमता दोगुनी हो जाती है। वर्तमान में, इस संयुक्त तकनीक के आधार पर 6 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाली प्रक्रिया विकसित की जा चुकी है। 　　इसके अलावा, उस संस्थान ने दो व्यवहार्यता अध्ययन योजनाएँ भी तैयार कीं। पहली योजना का उद्देश्य ऊर्जा की बचत एवं निवेश में कमी लाना है। इस योजना में, पहले 100,000 टन/वर्ष की क्षमता वाली PX उत्पादन इकाई को सुधारा गया; इसके लिए अवशोषण एवं क्रिस्टलीकरण विधियों का उपयोग किया गया। ऐसा करने से, उत्पादन क्षमता वही रहने के बावजूद, ऊर्जा की खपत 440 किलोग्राम मानक तेल/टन PX से घटकर 166–244 किलोग्राम मानक तेल/टन PX हो गई। ； दूसरी योजना का उद्देश्य ऊर्जा-बचत एवं उत्पादन-वृद्धि दोनों है। सुधार से पहले PX का उत्पादन 100,000 टन/वर्ष था (अवशोषण-पृथक्करण प्रक्रिया द्वारा)। अवशोषण एवं क्रिस्टलीकरण दोनों प्रक्रियाओं के उपयोग से उत्पादन 240,000 टन/वर्ष तक बढ़ गया। साथ ही, कम तापमान पर ऊर्जा के उपयोग के कारण, PX के उत्पादन हेतु आवश्यक ऊर्जा मात्रा 440 किलोग्राम मानक तेल/टन PX से घटकर 281 किलोग्राम मानक तेल/टन PX हो गई। 　　चेन लियांग का मानना है कि क्रिस्टलीकरण विधि, उच्च सांद्रता वाले PX कच्चे माल को अलग करने हेतु बहुत ही उपयुक्त है। शंघाई पेट्रोकेमिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट द्वारा विकसित PX क्रिस्टलीकरण संबंधी नई तकनीकें एवं उपकरण, मौजूदा PX उत्पादन उपकरणों को आधुनिक बनाने में मदद करते हैं; इससे PX उत्पादन हेतु आवश्यक ऊर्जा की मात्रा कम हो जाती है, जिससे आर्थिक लाभ भी होता है। विदेशी कंपनियाँ: ऊर्जा एवं संसाधनों के उपयोग में किफायती तकनीकों का विकास
एरोमैटिक्स प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में अग्रणी, अमेरिकी कंपनी यूओपी एवं फ्रांसीसी कंपनी एक्सेन्स, अधिशोषण/पृथक्करण तकनीकों के क्षेत्र में हमेशा अग्रणी रही हैं। अधिशोषकों, प्रक्रियाओं, विशेष उपकरणों एवं नियंत्रण प्रणालियों में लगातार सुधार होने के कारण, उन्होंने उत्पाद की शुद्धता को प्रारंभिक 99.2% से बढ़ाकर 99.8% तक कर दिया है; वहीं एकल चक्र में उत्पादन दर भी 90% से बढ़कर 98% हो गई है। 　　हनीवेल यूओपी कंपनी के वरिष्ठ प्रबंधक ने आरोमैटिक्स के अधिशोषण एवं पृथक्करण में उनकी नवीनतम उपलब्धियों के बारे में जानकारी दी। वर्षों के अभिकर्षक निर्माण एवं प्रसंस्करण तकनीकों संबंधी अनुभव के आधार पर, UOP ने वर्ष 2015 में LD Parex अभिकर्षक का उपयोग करके हल्के PX अभिकर्षकों के निर्माण हेतु एक नई प्रसंस्करण तकनीक विकसित की। इस प्रक्रिया में, ADS-47 अवशोषक के आधार पर थोड़ा बदलाव किया गया है, ताकि यह हल्के अवशोषकों (टोलुइन) वाली प्रणालियों के लिए उपयुक्त बन सके। ； साथ ही, भारी डिसोर्बेंटों का उपयोग न करके अलगाव प्रक्रिया में आवश्यक सटीकता की मांग को कम किया जा सकता है। ऑप्टिमाइज्ड डिस्टिलेशन प्रक्रिया के उपयोग से उपकरणों एवं टैरेफ़्स की संख्या में 20% की कमी आ सकती है। इससे उपकरणों पर होने वाला निवेश 15%–17% तक कम हो जाता है; फिर भी मूल UOP उच्च-दक्षता वाले एरोमैटिक उत्पादन संयंत्र की कम ऊर्जा-खपत वाली विशेषताएँ बरकरार रहती हैं। वर्तमान में, एलडी पैरेक्स के सभी घटकों का सफलतापूर्वक औद्योगिक उत्पादन हो चुका है, एवं ये विश्वसनीय रूप से कार्य कर रहे हैं; इससे एरोमैटिक्स संयंत्रों में निवेश एवं ऊर्जा खपत दोनों के मामले में महत्वपूर्ण प्रगति हुई है। 　　सिबिएर बीपी टेक्नोलॉजी अलायंस द्वारा विकसित PX क्रिस्टलीकरण एवं पृथक्करण तकनीक में भी ऊर्जा-बचत संबंधी उन्नत विशेषताएँ हैं। सीबी&आई लुम्मस कंपनी के वरिष्ठ इंजीनियर वांग जियानगो ने बताया कि बीपी कंपनी द्वारा विकसित, एवं सीबी&आई को विश्वभर में इसका एकमात्र उपयोग करने का अधिकार दिया गया “पीएक्स क्रिस्टलीकरण एवं पृथक्करण तकनीक”, वर्तमान में भारत की सिंगापुर रिसर्च इंस्टीट्यूट की दुनिया की सबसे बड़ी आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन संयंत्रों में, एवं दक्षिण कोरिया की जीएस कैल्टेक्स की विश्वस्तरीय पीएक्स संयंत्रों में भी उपयोग में आ रही है। एक तरह से कहा जा सकता है कि BP क्रिस्टलीकरण तकनीक में, चयनात्मक अवशोषण/पृथक्करण तकनीक की तुलना में ऊर्जा एवं उत्पादन लागत कम होती है। 　　इसके अलावा, 2016 के चीनी आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उद्योग विकास सम्मेलन में, AXENS कंपनी ने आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्पादन हेतु आवश्यक तकनीकों – AXENS ParamaX के विकास एवं कार्यान्वयन संबंधी अपनी नवीनतम प्रगति के बारे में भी जानकारी दी। इस प्रक्रिया में उच्च-मानक निरंतर पुनर्संश्लेषण तकनीक, डाइक्सीलीन आइसोमराइजेशन तकनीक, एवं आणविक छानन तकनीकों का उपयोग किया जाता है। मूलभूत तकनीकों, कार्यकारी पदार्थों एवं अवशोषकों में लगातार होने वाले नवाचारों के कारण, एरोमैटिक यूनिटों के निर्माण एवं संचालन संबंधी लागतों में काफी कमी आ सकती है। हाल के वर्षों में, मध्य पूर्व क्षेत्र में स्थित ऑलिफिन उत्पादन संयंत्रों ने स्थानीय रूप से उपलब्ध, कम लागत वाली इथेन एवं प्रोपेन गैसों का उपयोग शुरू कर दिया है; इसके कारण निर्यात हेतु उपयोग में आने वाला नाफ्था कम हो गया है। ； अफ्रीका एवं मध्य/दक्षिण अमेरिका भी विश्व में नॉर्मलाइन के निर्यात हेतु प्रमुख क्षेत्र हैं। घरेलू आरोमैटिक यौगिक उत्पादन करने वाली कंपनियाँ भी इन क्षेत्रों से नॉर्मलाइन आयात करके आरोमैटिक यौगिक उत्पादन कर सकती हैं। इसके अलावा, कन्डेन्स्ड ऑयल जैसी अन्य सामग्रियों के उपयोग को भी बढ़ावा दिया जा सकता है। संक्षेप में, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों के उत्पादन हेतु कच्चे माल की आपूर्ति सुनिश्चित करना आवश