उत्कृष्ट लेख || एल्किलीकरण संबंधी बुनियादी जानकारी एवं इसके भविष्य की संभावनाएँ – जरूर संग्रहीत करें!

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उत्कृष्ट लेख || एल्किलीकरण संबंधी बुनियादी जानकारी एवं इसके भविष्य की संभावनाएँ – जरूर संग्रहीत करें! उत्कृष्ट लेख || एल्किलीकरण संबंधी बुनियादी जानकारी एवं इसके भविष्य की संभावनाएँ – जरूर संग्रहीत करें! 1. पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने के तरीके। 2) आयनिक तरल पदार्थों का एल्किलीकरण तकनीक। 　　उत्कृष्ट लेख || एल्किलीकरण संबंधी बुनियादी जानकारी एवं इसके भविष्य की संभावनाएँ – जरूर संग्रहीत करें! 　　 　　I. एल्किलीकरण – यह वह प्रक्रिया है, जिसमें जोड़ने या प्रतिस्थापन की अभिक्रियाओं के द्वारा एल्काइल समूहों को कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में जोड़ा जाता है। एल्किलीकरण अभिक्रिया, एक महत्वपूर्ण संश्लेषण तकनीक के रूप में, कई रासायनिक उत्पादन प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से उपयोग में आती है। 　　1. परिचय: अल्कीलीकरण, वह प्रक्रिया है जिसमें एक अणु से दूसरे अणु में अल्काइल समूह स्थानांतरित होता है। यह ऐसी अभिक्रिया है, जिसमें यौगिक अणुओं में अल्काइल समूह (मिथाइल, इथाइल आदि) जोड़े जाते हैं। उदाहरण के लिए, सूक्ष्मजीवों की क्रिया से पारे का अल्किलीकरण होता है; इस प्रक्रिया में मेथिलपारा या डाइमेथिलपारा बनता है। औद्योगिक रूप से, अल्काइलेशन हेतु उपयोग में आने वाले एजेंटों में ओलेफिन्स, हैलोअल्केन्स, सल्फेट एस्टर्स आदि शामिल हैं। सीसे के अल्काइलीकृत उत्पादों को अल्काइल सीसा कहा जाता है। इनमें से टेट्राएथिल सीसा का उपयोग आमतौर पर पेट्रोल में एंटी-डिटोनेटर के रूप में किया जाता है। (अल्काइलीकरण प्रक्रिया का चित्र चित्र 1 में दिया गया है।) 　　चित्र 1: अल्काइलेशन प्रक्रिया का आरेख
मानक तेल शोधन प्रक्रिया में, अल्काइलेशन प्रणाली में उत्प्रेरकों (सल्फ्यूरिक एसिड या हाइड्रोफ्लोरिक एसिड) की सहायता से, कम आणविक भार वाले ओलेफिन्स (मुख्य रूप से प्रोपीन एवं ब्यूटीन) को आइसोब्यूटेन के साथ मिलाकर अल्काइलेट्स बनाए जाते हैं; जो मुख्य रूप से उच्च ऑक्टेन वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। एल्काइलेट्स, पेट्रोल में इस्तेमाल होने वाले एक अतिरिक्त पदार्थ हैं; ये विस्फोट-रोधी गुण रखते हैं, एवं जलने के बाद स्वच्छ उत्पादों का निर्माण करते हैं। अल्काइलेट्स का ऑक्टेन संख्या, उपयोग किए गए एलीनों के प्रकार एवं अभिक्रिया हेतु अपनाई गई परिस्थितियों पर निर्भर है। 　　अधिकांश कच्चे तेल में केवल 10%-40% ही ऐसे हाइड्रोकार्बन होते हैं, जिन्हें सीधे पेट्रोल बनाने हेतु उपयोग में लाया जा सकता है। रिफाइनरियों में क्रैकिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है; इस प्रक्रिया में उच्च आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बनों को कम आणविक भार वाले, आसानी से वाष्पित होने वाले पदार्थों में परिवर्तित किया जाता है। अभिक्रिया के द्वारा, छोटे आकार के गैसीय हाइड्रोकार्बन, तरल अवस्था में आ जाते हैं; ऐसे तरल हाइड्रोकार्बनों का उपयोग पेट्रोल बनाने हेतु किया जा सक एल्किलीकरण अभिक्रिया, छोटे आकार के एलीन्स एवं साइड-चेन अल्केनों को, उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले बड़े आकार के साइड-चेन अल्केनों में परिवर्तित कर देती है। 　　विघटन, संयोजन एवं अल्कीकरण की प्रक्रियाओं को मिलाकर, कच्चे तेल का 70% हिस्सा पेट्रोल उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है। कुछ अन्य उन्नत प्रसंस्करण प्रक्रियाओं, जैसे अल्केनों का चक्रीकरण एवं साइक्लोअल्केनों का हाइड्रोजनीकरण, के द्वारा आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन प्राप्त किए जा सकते हैं; साथ ही, इन प्रक्रियाओं से पेट्रोल का ऑक्टेन मान भी बढ आधुनिक तेल शोधन प्रक्रिया के द्वारा, इनपुट कच्चे तेल को पूरी तरह से ईंधन उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है। 　　रिफाइनिंग प्रक्रिया के दौरान, एल्किलीकरण के माध्यम से अणुओं को आवश्यकतानुसार पुनः व्यवस्थित किया जा सकता है, जिससे उत्पादन में वृद्धि होती है। यह प्रक्रिया बहुत ही महत्वपूर्ण है। 　　2. अभिक्रिया के प्रकार
चित्र 2: अभिक्रिया समीकरण
अल्काइलेशन अभिक्रियाओं को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है – थर्मल अल्काइलेशन एवं उत्प्रेरकीय अल्काइलेशन। चूँकि थर्मल एल्किलीकरण अभिक्रिया में तापमान बहुत अधिक होता है, इस कारण पाइरोलिसिस जैसी द्वितीयक अभिक्रियाएँ होने की संभावना रहती है; इसलिए औद्योगिक रूप से उत्प्रेरक-आधारित एल्किली मुख्य उत्प्रेरक-आधारित अल्किलीकरण प्रक्रियाएँ हैं:
① अल्केनों का अल्किलीकरण; उदाहरण के लिए, आइसोब्यूटीन का उपयोग करके आइसोब्यूटेन को अल्किलीकृत करके उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले पेट्रोल घटक प्राप्त किए जाते ； 　　②अरोमेटिक हाइड्रोकार्बनों का एल्किलीकरण, जैसे एथिलीन का उपयोग करके बेंजीन का एल ； 　　③फेनॉलों का एल्किलीकरण, जैसे कि पेराक्सीफेनॉल का आइसोब्यूटीन के उपयोग से एल्किलीकरण। 　　एल्किलीकरण का अर्थ मेटल एल्किलीकरण भी हो सकता है; यही इसका सबसे आम उदाहरण है। 　　3. उत्प्रेरक: औद्योगिक क्षेत्र में, अल्कीलीकरण प्रक्रिया को द्रव-चरण एवं गैस-चरण नामक दो तरीकों से किया जाता है; इन दोनों तरीकों में उपयोग होने वाले उत्प्रेरक अलग-अलग होते हैं। 　　तरल-अवस्था वाले एल्किलीकरण उत्प्रेरक – मुख्य रूप से इनका उपयोग: ① अम्लीय उत्प्रेरकों के रूप में किया जाता है; आमतौर पर सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोफ्लोरिक एस आइसोब्यूटेन का प्रोपीन एवं ब्यूटीन के साथ अल्किलीकरण, वर्तमान में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के उपयोग से ही किया जाता है। बेंजीन का एल्किलीकरण, उच्च-कार्बन वाले अल्कीनों या C10–C18 वाले क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बनों के द्वारा किया जाता है; जबकि फेनॉलों का एल्किलीकरण आमतौर पर सल्फ्यूरिक एसिड के उपयोग से ही किया जाता है। ②फ्रेड-क्लेफोर्ड उत्प्रेरक, जैसे कि एल्यूमिनियम क्लोराइड-हाइड्रोजन क्लोराइड एवं बोरॉन फ्लोराइड-हाइड्रोजन फ्लोराइड आदि, का उपयोग आमतौर पर बेंजीन एवं एथिलीन, प्रोपीलीन तथा उच्च-कार्बन वाले अल्कीनों के अल्किलीकरण, साथ ही फेनॉलों के अल्किलीकरण जैसी प्रक्रियाओं में किया जाता है। 　　गैस-चरण एल्किलीकरण उत्प्रेरक – इनका मुख्य उपयोग निम्नलिखित हेतु होता है: ① ठोस अम्ल उत्प्रेरक, जैसे सिलिका डायऑक्साइड आदि; इनका उपयोग बेंजीन एवं एथिलीन/प्रोपीलीन के बीच, तथा नेफ्थालीन एवं प्रोपीलीन के बीच एल्किलीकरण प्रक्रिया में होता है। ； ②धातु ऑक्साइड उत्प्रेरक, जैसे कि एल्यूमिना, एल्यूमिना-सिलिका, मैग्नीशियम एवं आयरन के ऑक्साइड, तथा सक्रिय अभ्रक आदि, बेंजीन एवं इथिलीन, फेनॉल एवं मेथनॉल के बीच होने वाली अल्काइलेशन अभिक्रियाओं में उपयोग में आते हैं। ③आणविक छाननी उत्प्रेरक, जैसे ZSM-5 प्रकार के आणविक छाननी उत्प्रेरक, मुख्य रूप से बेंजीन एवं एथिलीन के बीच अल्किलीकरण प्रक्रिया में उपयोग में आते हैं। 　　4. प्रक्रिया संबंधी शर्तें: एल्किलीकरण एक ऊष्मा-निर्माणकारी अभिक्रिया है; इस अभिक्रिया में उत्पन्न होने वाली ऊष्मा की मात्रा आमतौर पर 80–120 किलोजूल/मोल होती है। इसलिए, इस ऊष्मा को दूर करना बहुत ही महत्वपूर्ण है। थर्मोडायनामिक्स के दृष्टिकोण से, व्यापक तापमान सीमा में अभिक्रिया को लगभग पूर्ण होने तक लाया जा सकता है; केवल अत्यधिक उच्च तापमान पर ही विपरीत अभिक्रिया होती है। तरल अवस्था में होने वाली अभिक्रियाओं में प्रयोग में आने वाले उत्प्रेरकों की गतिशीलता आमतौर पर अधिक होती है; इसलिए ऐसी अभिक्रियाएँ कम तापमान (0–100°C) पर भी हो सकती हैं। उचित दबाव का उपयोग, अभिकारकों को तरल अवस्था में बनाए रखने एवं अभिक्रिया के तापमान को नियंत्रित करने हेतु किया जाता है। एलीन्स के अभिक्रिया होने एवं पॉलीअल्काइल्स के निर्माण को कम करने हेतु, आमतौर पर उच्च अल्केन/बेंजीन-एलीन अनुपात (5–14:1) एवं कम रहने का समय ही उपयोग में लाया जाता है। औद्योगिक क्षेत्र में, बेंजीन एवं अल्किलीकरण एजेंटों का प्रभावी ढंग से उपयोग करने हेतु, पॉलीअल्काइल्स को पुनः रिएक्टर में भेजा जाता है; ताकि वे बेंजीन के साथ अल्किलीकरण अभिक्रिया करके एल्काइलबेंजीन बना सकें। कच्चे पदार्थों में मौजूद एसीटिलीन, सल्फाइड एवं पानी, उत्प्रेरक के लिए हानिकारक होते हैं; इन्हें पहले ही हटा देना आवश्यक है। गैस-चरण एल्किलीकरण में उपयोग होने वाले उत्प्रेरकों की सक्रियता आम तौर पर कम होती है; इसलिए अभिक्रिया को उच्च तापमान (150–620°C) पर ही किया जाना पड़ता है। दबाव आम तौर पर 1.4–4.1 MPa होता है, जबकि बेंजीन एवं एलीन का मोल अनुपात 3–20:1 होता है। कच्चे पदार्थों में मौजूद सल्फाइड एवं पानी, उत्प्रेरक को विषाक्त बना सकते हैं; इसलिए इन्हें पहले ही हटा देना आवश्यक है। 　　5. रिएक्टर – तरल-चरण अल्कीलीकरण प्रक्रिया, ऊर्ध्वाधर या टॉवर-प्रकार के रिएक्टरों में की जा सकती है। अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा को, रिएक्टर में मौजूद शीतलन नलियों या वाष्पीकरण द्वारा हटाया जा सकता है। अभिकारकों एवं अम्ल के बीच पर्याप्त मिश्रण सुनिश्चित करने, तथा निर्धारित समय तक उनके रहने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने हेतु, कल्पना, परिसंचरण, अवरोधकों का उपयोग, या बहु-चरणीय अभिक्रिया रिएक्टरों का उपयोग किया जा सकता है। चूँकि उत्प्रेरक अपघटनकारी होता है, इसलिए रिएक्टर को अपघटन-प्रतिरोधी सामग्री से ही लेपित किया जाना आवश्यक है। गैस-चरणीय एल्किलीकरण से उपकरणों को कोई क्षति नहीं पहुँचती। आमतौर पर ट्यूबलर फिक्स्ड-बेड रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है; साथ ही मल्टी-स्टेज कूल्ड इनसुलेटेड रिएक्टरों का भी उपयोग किया जा सकता है। 　　6. औद्योगिक अनुप्रयोग: तेल शोधन उद्योग में, एल्किलीकरण प्रक्रिया का उपयोग मुख्य रूप से उच्च ऑक्टेन वाले पेट्रोल के निर्माण हेतु किया जाता है। उदाहरण के लिए, आइसोब्यूटेन को प्रोपीन या ब्यूटीन के द्वारा अल्किलीकृत किया जाता है; इस प्रकार अल्किलीकृत तेल प्राप्त होता है। यही अल्किलीकरण प्रक्रिया का सबसे पहला उपयोग था। बेंजीन को एल्किलीकरण की प्रक्रिया द्वारा आइसोप्रोपेन के साथ मिलाकर आइसोप्रोपेनोल तैयार किया जाता है। शुरुआत में इसका उपयोग पेट्रोल में मिलावट के लिए किया जाता था; लेकिन अब यह फेनॉल एवं प्रोपिलीन उत्पादन हेतु मुख्य कच्चा माल के र वर्तमान में, अल्काइलेशन प्रक्रिया का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न महत्वपूर्ण कार्बनिक उत्पादों के निर्माण हेतु किया जाता है। उदाहरण के लिए: बेंजीन को एस्टीलीन के साथ अल्कीलीकरण करके एथिलबेंजीन बनाया जाता है; वहीं, बेंजीन को C10–C18 अल्कीनों के साथ अल्कीलीकरण करके उच्च कार्बन संख्या वाले अल्कीलबेंजीन बनाए जाते हैं, जिनका उपयोग सिंथेटिक डिटर्जेंटों के निर्माण में किया इसके अलावा, टोल्यून को प्रोपीलीन से अल्काइलेट करने पर मिथाइल आइसोप्रोपिलबेंजीन प्राप्त होता है; इसे ऑक्सीकरण एवं इसोमरीकरण द्वारा मेटा-क्रेसॉल में परिवर्तित किया जा सकता है। ； टोल्यूइन एवं एथिलीन की अभिक्रिया से विनाइल टोल्यूइन उत्पन्न होता है। इंटरमीथाइलेन्स को आइसोब्यूटिलीकरण के माध्यम से डाइमेथाइलेन्स मस्क उत्पन्न किया जा सकता है 1,2,4-ट्राइमेथिलबेंजीन को मेथनॉल या क्लोरोमीथेन के द्वारा एल्किलीकरण करने पर 1,2,4,5-टेट्रामेथिलबेंजीन प्राप्त होता है। फिनॉल को आइसोब्यूटीन के साथ अल्काइलेट करने पर टर्ट-ब्यूटिलफिनॉल बनता है; जबकि डाइआइसोब्यूटीन के साथ अल्काइलेट करने पर पैरा-ऑक्टिलफिनॉल बनता है। 　　7. पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बनों का अल्काइलीकरण
**सिद्धांत:**
यह रिफाइनरी गैस प्रसंस्करण की एक प्रक्रिया है। इसमें, उत्प्रेरकों (हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड या ठोस अम्ल – ऐसे उत्प्रेरकों का उपयोग करने से तरल अपशिष्ट अम्लों के कारण होने वाले पर्यावरणीय प्रदूषण या उच्च लागत वाली पुनर्प्रसंस्करण प्रक्रियाओं से बचा जा सकता है) की उपस्थिति में, आइसोब्यूटेन एवं ब्यूटीन (या प्रोपीन, ब्यूटीन, पेंटीन के मिश्रण) को अल्काइलीकरण अभिक्रिया द्वारा उच्च ऑक्टेन संख्या वाले पेट्रोल घटकों में परिवर्तित किया जाता है। आइसोब्यूटेन एवं ब्यूटीन को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके, तैयार होने वाले उत्पाद का ऑक्टेन स्कोर 94 तक हो सकता है (ऑक्टेन स्कोर के बारे में अधिक ज ； यदि एक्रिलीन, ब्यूटीन, पेंटीन के मिश्रण को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाए, तो ऑक्टेन संख्या थोड़ी कम हो ज एल्काइलीकृत पेट्रोल में संवेदनशीलता अधिक होती है, इसका वाष्पदाब कम होता है, एवं यह सीसे के प्रति भी संवेदनशील होता है (थोड़ी मात्रा में टेट्राएथिललेड मिलाने से पेट्रोल का ऑक्टेन मान काफी बढ़ जाता है)। इसलिए, यह एयरलाइन ईंधन एवं उच्च गुणवत्ता वाले वाहन ईंधन बनाने हेतु आदर्श सामग्री है। 　　विकास का इतिहास: द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, विमानों के लिए आवश्यक पेट्रोल की आवश्यकताओं को पूरा करने हेतु पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बनों के अल्किलीकरण संबंधी तकनीकों का विकास किया गया। 1939 में, ब्रिटिश-ईरानियन ऑयल कंपनी ने सल्फ्यूरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके, जबकि 1942 में अमेरिकी कंपनियों यूनिवर्सल ऑयल प्रोडक्ट्स कंपनी एवं फिलिप्स पेट्रोलियम कंपनी ने हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके, क्रमशः पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन अल्काइलेशन संयंत्रों का निर्माण किया; इन संयंत्रों से उच्च ऑक्टेन संख्या वाला पेट्रोल उत्पन्न हुआ। युद्ध के बाद के कई दशकों में, उच्च ऑक्टेन वाली गाड़ियों हेतु पेट्रोल की मांग में वृद्धि होने के कारण इसका विकास लगातार होता रहा। चीन ने 1960 के दशक में सल्फ्यूरिक एसिड विधि से अल्काइलेशन संयंत्र बनाया था, और हाल के वर्षों में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि से अल्काइलेशन संयंत्र का निर्माण किया जा रहा है। 　　प्रक्रिया: उपयोग किए गए उत्प्रेरक के आधार पर, इसे दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है – हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि से अल्किलीकरण एवं सल्फ्यूरिक एसिड विधि से अल्किलीकरण। 　　हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि से एल्काइलीकरण की प्रक्रिया में आमतौर पर कच्चे माल की पूर्व-प्रसंस्करण, अभिक्रिया, उत्पादों का विभाजन एवं उनका शोधन, एसिड का पुनर्उत्पादन, एवं तीनों प्रकार के अपशिष्टों का निपटान जैसे चरण शामिल होत पूर्व-संसाधन का मुख्य उद्देश्य, कच्चे माल में मौजूद जल की मात्रा को 20 पीपीएम से कम रखना है; ताकि उपकरणों पर गंभीर क्षरण न हो। साथ ही, सल्फर, ब्यूटाडाइएन C2, C6, एवं ऑक्सीकृत यौगिकों जैसे अशुद्धियों की मात्रा पर भी कड़ा नियंत्रण आवश्यक है। चूँकि हाइड्रोकार्बनों की हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में घुलनशीलता काफी अधिक होती है, इसलिए एल्किलीकरण अभिक्रिया बहुत तेज़ गति से होती है; केवल कुछ ही सेकंडों में ही यह अभिक्रिया पूरी हो जाती है। इसी कारण ट्यूब-आकार के रिएक्टरों का उपयोग किया जा सकता है। अभिक्रिया का तापमान 20–40°C होता है, जबकि दबाव 0.7–1.2 MPa होता है। अवांछित अभिक्रियाओं को रोकने हेतु, बड़ी मात्रा में आइसोब्यूटेन को पुनः अभिक्रिया मिश्रण में मिलाना आवश्यक है; ताकि आइसोब्यूटेन एवं ओलेफिनों का आयतन अनुपात 8–12:1 रहे। अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा, एसिड कूलर द्वारा हटा दी ज अम्ल-पुनर्जनन का मुख्य उद्देश्य, अभिक्रिया के दौरान बनने वाले संयुगों एवं कच्चे पदार्थों में मौजूद पानी को हटाना है; ताकि अम्ल-घुलनशील तेल पुनर्जनक उपकरण से बाहर निकल सके, एवं हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल की सांद्रता लगभग 90% पर बनी रहे। एल्किलीकृत तेल, मुख्य डिस्टिलेशन टावर के नीचे से निकलता है; जबकि सर्कुलेटिंग आइसोब्यूटेन, टावर की बाहरी लाइनों से निकाला जाता ह यदि विमान ईंधन उत्पन्न करना है, तो प्राप्त एल्किलीकृत तेल को पुनः आसवन करने की आवश्यकता होती है; इस प्रक्रिया में टॉवर के ऊपरी हिस्से से हल्का एल्किलीकृत तेल अलग किया जाता है, जिसका उपयोग विमान ईंधन के घटक के रूप सिस्टम से निकलने वाली हाइड्रोफ्लोरिक एसिड युक्त अपशिष्ट गैस या तरल पदार्थों को अवश्य ही उपचारित किया जाना चाहिए; अंत में कैल्शियम क्लोराइड के साथ अभिक्रिया कराकर इन्हें निष्क्रिय कैल्शियम फ्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है। प्रति टन अल्काइलेटेड पेट्रोल के उत्पादन हेतु लगभग 0.4 से 0.6 किलोग्राम हाइड्रोफ्लोरिक एसिड की आवश्यकता होती है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड विधि से एल्काइलीकरण की मूल प्रक्रिया, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि के समान ही है। मुख्य समस्या यह है कि इस प्रक्रिया में अम्ल की मात्रा बहुत अधिक होती है; 1 टन एल्किलीकृत तेल बनाने हेतु 70–80 किलोग्राम सल्फ्यूरिक अम्ल की आवश्यकता होती है। साथ ही, इस प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में कम यदि आसपास कोई सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन संयंत्र या एसिड संवर्धन सुविधाएँ न हों, तो इससे पर्यावरण को गंभीर नुकसान पहुँचेगा। 　　एल्काइलीकरण द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड
II. एल्काइलीकरण द्वारा सल्फ्यूरिक एसिड
1. संक्षिप्त विवरण
सल्फ्यूरिक एसिड, उत्प्रेरक के रूप में कार्य करके अल्कीनों का एल्काइलीकरण करता है। इनमें दो प्रकार हैं – सीढ़ीदार एवं ट्यूब-शेल प्रकार। कम तापमान पर अभिक्रिया को जारी रखने हेतु, पहले प्रकार में अभिकारकों के आंशिक वाष्पीकरण से ऊष्मा अवशोषित की जाती है; जबकि दूसरे प्रकार में अभिक्रिया के बाद उत्पन्न पदार्थों के विस्तार से ठंडक प्राप्त की जाती है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड विधि से अल्काइलेशन के दो प्रकार हैं – सीढ़ीदार एवं ट्यूब-शेल प्रकार। प्रतिक्रिया को कम तापमान पर ही चलाने हेतु, पहले प्रकार में अभिकारकों के आंशिक वाष्पीकरण द्वारा ऊष्मा अवशोषित की जाती है; जबकि दूसरे प्रकार में प्रतिक्रिया के बाद उत्पन्न पदार्थों के विस्तार द्वारा शीतलन किया जाता है। 　　बहु-चरणीय सीढ़ीनुमा रिएक्टरों में, प्रत्येक चरण में मिश्रण को अच्छी तरह मिलाने हेतु मिक्सर लगा होता है; ताकि हाइड्रोकार्बन यौगिक एवं सल्फ्यूरिक एसिड आ सल्फ्यूरिक एसिड एवं आइसोब्यूटेन, रिएक्टर के पहले चरण से ही अंदर आते हैं, एवं विभिन्न चरणों से सुचारू रूप से गुजर जाते ह एलीन्स को कई भागों में विभाजित करके, उन्हें अलग-अलग खंडों में भेजा जाता है 　　रिएक्टर के प्रत्येक खंड में, कुछ हाइड्रोकार्बन वाष्पीकृत हो जाते हैं; ये हाइड्रोकार्बन, अभिक्रिया के दौरान उत्पन्न होने वाली ऊष्मा को अवशोषित करके, रिएक्शन के तापमान को कम बनाए रखते हैं 　　वाष्पित हुए हाइड्रोकार्बनों को संपीड़ित एवं शीतलित करके तरल अवस्था में लाया जाता है; इसके बाद प्रोपेन को अलग करके उन्हें पुनः अभिक्रिया प्रणाली में भेजा जाता है। 　　रिएक्टर में पंखे जैसे उपकरण होते हैं, जिनकी मदद से सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोकार्बन आंतरिक रूप से तेज गति से घूमते रहते हैं; इससे एक दूधिया तरल पदार्थ बनता ह 　　अभिक्रिया के बाद उत्पन्न होने वाला अम्ल-हाइड्रोकार्बन एमल्शन सेडिमेंटर में जाता है। वहाँ से प्राप्त होने वाला सल्फ्यूरिक एसिड पुनः अभिक्रियक में भेजा जाता है, जहाँ इसका पुनः उपयोग किया जाता है। जबकि सेडिमेंटर से प्राप्त होने वाला अभिक्रिया उत्पाद, प्रेशर नियंत्रण वाल्व के माध्यम से अभिक्रियक की ऊष्मा अवशोषण करने वाली नलियों से होकर गुजरता है; इससे अभिक्रियक का तापमान कम बना रहता है। 　　2. प्रमुख प्रभावकारी कारक – अभिक्रिया तापमान
अल्किलीकरण अभिक्रिया निम्न तापमान पर ही होती है। सल्फ्यूरिक एसिड विधि द्वारा अल्किलीकरण अभिक्रिया के लिए उपयुक्त तापमान 8–12°C है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता – अल्काइलेशन अभिक्रियाओं में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करने वाले सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता, अभिक्रिया पर बहुत ही प्रभाव डालती है। 　　जब सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता 99 मिलीप्रतिशत से अधिक होती है, तो SO3, आइसोब्यूटेन के साथ सीधी प्रतिक्रिया करता है; इससे एसिड की मात्रा में वृद्धि हो जाती है। जब सांद्रता 85 मिलीप्रतिशत से कम होती है, तो उत्प्रेरकों की कार्यक्षमता कम हो जाती है, एवं उपकरणों पर भी क्षरण की समस्या गंभीर हो जाती है। 　　अतः, उपयुक्त सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता 95–96 मिली% होनी चाहिए। 　　औद्योगिक अनुप्रयोगों में, रिएक्टर में आमतौर पर 98–99% सांद्रता वाला ताज़ा सल्फ्यूरिक एसिड ही डाला जाता है। हालाँकि, कच्चे पदार्थों में मौजूद पानी, अन्य अभिक्रियाओं के कारण उत्पन्न होने वाला पानी, साथ ही सल्फेट एवं अम्ल-घुलनशील पॉलिमरों के निर्माण के कारण सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता समय के साथ कम होती जाती है। सल्फ्यूरिक एसिड-आधारित तेलों की गुणवत्ता बनाए रखने, एवं उपकरणों पर सल्फ्यूरिक एसिड के क्षरण को रोकने हेतु, जब इसकी सांद्रता 88–90% तक गिर जाती है, तो इसे अपशिष्ट एसिड के रूप में ही निकाल दिया जाता है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड की खपत, सल्फ्यूरिक एसिड-आधारित अल्काइलीकरण प्रक्रियाओं की लागत में काफी हिस्सा बनाती है; इसलिए एसिड की खपत को यथासंभव कम करना आवश्यक है। 　　जब कच्चे माल में अशुद्धियों की मात्रा बढ़ जाती है, तो एसिड की खपत भी बढ़ जाती है। कच्चे माल में यूरेन्स, जैसे प्रोपीन एवं पेंटीन, होने से भी एसिड की खपत में काफी वृद्धि हो जाती है। गलत अभिक्रिया परिस्थितियाँ, जैसे अत्यधिक या अत्यल्प तापमान, या मिश्रण का असमान वितरण, भी एसिड की खपत में वृद्धि का कारण बनते हैं। 　　इसके लिए, अम्ल-व्यय में वृद्धि करने वाली उपरोक्त स्थितियों को रोकना आवश्यक है। 　　पर्यावरण की रक्षा एवं लागत कम करने हेतु, उपकरणों से निकलने वाले अपशिष्ट अम्ल को किसी भी तरह से बाहर नहीं छोड़ा जाना चाहिए। इस अपशिष्ट अम्ल को दहन भट्ठी में भेजकर जलाया जाना चाहिए; इस प्रक्रिया में उच्च तापमान पर SO2 उत्पन्न होता है। इसके बाद SO2 को आगे ऑक्सीकृत करके SO3 में परिवर्तित किया जाता है, ताकि सल्फ्यूरिक अम्ल पुनः प्राप्त किया जा सके। 　　सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता की जाँच बहुत ही महत्वपूर्ण है; डुपॉन्ट स्ट्रैक्टो अल्किलीकरण उपकरणों में ऑनलाइन सांद्रता विश्लेषण हेतु आवश्यक उपकरण उपलब्ध हैं। 　　अम्ल-हाइड्रोकार्बन अनुपात: यदि अभिक्रिया प्रणाली में सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोकार्बनों का अनुपात बहुत कम हो, तो विघटन/एमल्शन की प्रक्रिया में अम्ल की मात्रा निरंतर चरण बनाने हेतु पर्याप्त नहीं होती; ऐसी स्थिति में हाइड्रोकार्बन ही निरंतर चरण बन जाते हैं। इससे एल्किलेटेड तेल की गुणवत्ता में कमी आती है, एवं अम्ल की खपत भी बढ़ जाती है। 　　औद्योगिक उद्देश्यों हेतु, आमतौर पर एसिड एवं हाइड्रोकार्बन का अनुपात 1–1.5:1 होता है; ताकि सल्फ्यूरिक एसिड निरंतर अवस्था में रह सके। 　　चूँकि सल्फ्यूरिक एसिड का ऊष्मा-संचालन गुणांक हाइड्रोकार्बनों की तुलना में कहीं अधिक होता है, इसलिए सल्फ्यूरिक एसिड को निरंतर चर के रूप में उपयोग में लाने से अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा को अधिक प्रभावी ढंग से दूर किया जा सकता है। इससे स्थानीय रूप से तापमान बढ़ने के कारण अनावश्यक अभिक्रियाओं क 　　एसिड-हाइड्रोकार्बन अनुपात भी बहुत अधिक नहीं होना चाहिए; अन्यथा हाइड्रोकार्बनों की मात्रा कम हो जाएगी, जिससे उपकरण की प्रसंस्करण क्षमता कम हो जाएगी। साथ ही, सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा बढ़ने से अभिक्रिया प्रणाली का चिपचिपापन एवं घनत्व भी बढ़ जाता है, जिससे मिश्रण करने हेतु आवश्यक ऊर्जा में वृद्धि हो जाती है। 　　आइसोब्यूटेन एवं एलीन्स का अनुपात: अम्लीय घटक में आइसोब्यूटेन की सांद्रता बढ़ाने, एवं एलीन्स के संयोजन जैसी द्वितीयक प्रतिक्रियाओं को रोकने हेतु, अभिक्रिया प्रणाली में उच्च अनुपात में अल्केन/एलीन अनुपात बनाए रखना आवश्यक है। औद्योगिक क्षेत्र में, रिएक्टर में डाले जाने वाले अल्कीन एवं एलीन का अनुपात आमतौर पर 5–15:1 होता है। 　　चूँकि अल्कीन-एलीन अनुपात को बढ़ाने का उद्देश्य, अभिक्रिया प्रणाली में आइसोब्यूटेन की शुद्धता को बढ़ाना है; इसलिए उत्पादन के दौरान अभिक्रिया उत्पादों में आइसोब्यूटेन की सांद्रता को 60–70% से कम नहीं रखा जाता। 　　हाइड्रोकार्बनों का सल्फ्यूरिक एसिड में वितरण: सल्फ्यूरिक एसिड एक “निरंतर चरण” है, जबकि हाइड्रोकार्बन “वितरित चरण” हैं। अल्किलीकरण अभिक्रिया में महत्वपूर्ण चरण, आइसोब्यूटेन का एसिड चरण में प्रवेश है; इसलिए मिश्रण की गति इस अभिक्रिया पर काफी प्रभाव डालती है। 　　चूँकि अम्लीय हाइड्रोकार्बनों का घनत्व अधिक होता है, इसलिए सल्फ्यूरिक एसिड का चिपचिपापन भी अधिक होता है। इसलिए, अभिक्रिया प्रणाली में पदार्थों के वितरण को बेहतर बनाने, ऊर्जा एवं पदार्थों के स्थानांतरण की दक्षता को बढ़ाने, एवं अल्किलीकरण अभिक्रिया को तेज करने हेतु तीव्र मिश्रण आवश्यक है। ऐसा करने से अल्किलीकृत तेलों का ऑक्टेन संख्या भी बढ़ जाता है। 　　प्रतिक्रिया समय: प्रतिक्रिया समय, मिश्रण की गति एवं दोनों घटकों के बीच के वितरण की स्थिति पर निर्भर है। आम तौर पर, सल्फ्यूरिक एल्काइलीकरण की प्रतिक्रिया में 20–30 मिनट का समय लगता है। 　　यदि समय पर्याप्त न हो, तो अभिक्रिया पूरी तरह नहीं हो पाती, जिससे एल्काइलीकृत तेल की उत्पादन दर प्रभावित होती है। 　　यदि समय अधिक हो जाए, तो न केवल उपकरण की प्रसंस्करण क्षमता कम हो जाती है, बल्कि द्वितीयक अभिक्रियाओं के कारण उत्पादों की गुणवत्ता भी कम हो जाती है। 　　तीन, एल्किलीकरण अभिक्रिया – कार्बन, ऑक्सीजन एवं नाइट्रोजन से जुड़े हुए हाइड्रोजन परमाणुओं के स्थान पर एल्काइल समूहों के आने की अभिक्रिया। कार्बन परमाणु पर अल्किलीकरण – ① कार्बोनिल समूह में स्थित ‘a’ कार्बन परमाणु पर हाइड्रोजन पर अल्किलीकरण। कार्बोनिल समूह के ‘a’ कार्बन पर मौजूद हाइड्रोजन, कमजोर अम्लीय गुण रखता है। मजबूत क्षारों (जैसे एमिनोसोडियम, हाइड्रोजनीकृत सोडियम) की उपस्थिति में, ‘a’ कार्बन परमाणु, हैलोआल्केनों के साथ अल्किलीकरण अभिक्रिया करके ‘a’-कार्बन अल्किलीकृत यौगिक बनाता है। 　　1. परिभाषा: वह अभिक्रिया, जिसमें कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में कार्बन, ऑक्सीजन एवं नाइट्रोजन से जुड़े हाइड्रोजन परमाणुओं की जगह अल्काइल समूह आ जाते हैं। 　　2. अभिक्रिया तंत्र: कार्बन परमाणु पर एल्काइलीकरण:
① कार्बोनिल समूह में स्थित ‘a’ कार्बन परमाणु पर स्थित हाइड्रोजन पर एल्काइलीकरण। 　　कार्बोनिल समूह के α-कार्बन पर उपस्थित हाइड्रोजन कमजोर अम्लीय गुण रखता है। प्रबल क्षारों (जैसे सोडियम अमाइड, सोडियम हाइड्राइड) के प्रभाव में, कार्बोनिल समूह का α-कार्बन हैलोअल्केन के साथ अल्किलीकरण अभिक्रिया कर सकता है; इससे α-कार्बन अल्किलीकृत उत्पाद बनता है। एस्टरों के प्रत्यक्ष अल्किलीकरण से आत्म-संघनन भी हो सकता है। ； बहु-अल्काइलीकरण अभिक्रिया भी हो सकती है। अल्काइलेटेड कार्बोनिल यौगिक प्राप्त करने हेतु, **पाइरोल, मॉर्फोलिन आदि द्वितीयक अमीनों से एलीनामाइन बनाया जाता है; इसके बाद इस एलीनामाइन की प्रतिक्रिया सक्रिय हैलोजनयुक्त अल्केनों (जैसे आयोडोमीथेन, हैलोजनयुक्त बेंजीन आदि) के साथ करने पर प्रतिस्थापित एलीनामाइन प्राप्त होता है। अंत में इस एलीनामाइन को जलविघटित करने पर अल्काइलेटेड कार्बोनिल यौगिक प्राप्त होता है।**
② सक्रिय मिथिलीन समूहों का अल्काइलीकरण। 　　दो सक्रिय समूहों के बीच स्थित मेथिलीन, अपेक्षाकृत अधिक सक्रिय होता है; इसलिए अल्कोहल-सोडियम की उपस्थिति में यह आसानी से एल्किलीकृत हो जाता है। सक्रिय समूहों में नाइट्रो समूह, कार्बोनिल समूह, एस्टर समूह या साइनाइड समूह आदि शामिल हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिस्थापित मालोनेट एस्टरों के संश्लेषण हेतु विधि एवं एसीटिलएसिटेट एस्टरों के संश्लेषण हेतु विधि:
H2C(COOC2H5)2 + C2H5O-Na+ + CH(COOC2H5)2-Na++C2H5OH → CH(COOC2H5)2-Na+ + RXR → CH(COOC2H5)2+NaX
CH3COCH2COOC2H5 + C2H5O-Na+ → (CH3COCHCOOC2H5)-Na++C2H5OH
जहाँ, R एक अल्काइल समूह है। ； X, हैलोजन है। प्रतिस्थापित मालोनेट एवं एसीटोएसिटेट, जलने के बाद आसानी से कार्बोक्सिल समूह खो देते हैं, एवं प्रतिस्थापित एसिटिक एसिड में विघटित हो जाते हैं। यह अभिक्रिया कार्बनिक संश्लेषण में व्यापक रूप से उपयोग में आती है। ये अल्किलीकरण अभिक्रियाएँ सभी हाइड्रोफ्री वातावरण में ही होती हैं। 　　③फेज-ट्रांसफर कैटलिसिस द्वारा एल्किलीकरण। 　　फेज-ट्रांसफर कैटलिस्टों का उपयोग, दो अघुलनशील तरल पदार्थों में मौजूद अभिकारकों के बीच अभिक्रिया होने हेतु किया जाता है। बिना जल के वातावरण में कार्य करने की आवश्यकता नहीं है; शुष्क सोडियम अल्कोहेट के स्थान पर गाढ़े सोडियम हाइड्रॉक्साइड वाले जलीय घोल का उपयोग किया जा सकता है। प्रतिक्रिया की शर्तें सौम्य हैं, एवं इसे सरलता से किया जा सकता है। आमतौर पर उपयोग में आने वाले उत्प्रेरकों में चतुर्थक अमोनियम लवण (Q+X-) शामिल हैं; जैसे कि (n-C4H9)4N+HSO4-। इसके अलावा, चतुर्थक फॉस्फेट लवण, Cl- एवं क्राउन एर्थर भी उत्प्रेरकों के रूप में उपयोग में आते हैं। अभिकारक, सीमा-स्तर पर क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके ऋणात्मक कार्बन आयन उत्पन्न करते हैं। दूसरा घटक, चतुर्थक अमोनियम लवणों के धनात्मक आयनों के साथ आयन-जोड़े बनाता है; ऐसे आयन-जोड़े ऑर्गेनिक घटक में जाते हैं, एवं वहाँ हैलोअल्काइनों के साथ अल्किलीकरण अभिक्रिया 　　3. रासायनिक अभिक्रियाएँ: फ्रेडल-क्राफ्ट्ज़ एल्किलीकरण अभिक्रिया में, जब उपयोग में आने वाला एल्काइल समूह तीन कार्बन परमाणुओं वाला सीधी श्रृंखला वाला एल्काइल समूह होता है, तो कार्बोकेटायनियन की संरचना में परिवर्तन हो जाता है। 　　4. उदाहरण: उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन परमाणु पर मौजूद अल्किलेटेड अल्कोहोल सोडियम, हैलोअल्केन के साथ अभिक्रिया करके ईथर बनाता है; यह असममित ईथरों के संश्लेषण हेतु एक महत्वपूर्ण विधि है।
RONa + R′X–OR′ + NaX → …
फेनॉल की अम्लता अल्कोहल की तुलना में अधिक होती है; इसलिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करके एरोमैटिक ऑक्सीजन ऋणायन बनाया जा सकता है, और फिर उसका अल्किलीकरण किया जा सकता है। 　　उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक डाइएस्टर भी सामान्यतः उपयोग में आने वाले अल्किलीकरण एजेंट हैं। इनकी अभिक्रिया-क्षमता हैलोजनयुक्त अल्कानों की तुलना में अधिक होती है; इनकी अभिक्रिया की परिस्थितियाँ भी सौम्य होती हैं। आम तौर पर, इन अभिक्रियाओं 　　नाइट्रोजन पर मौजूद अल्किलीकृत हैलोआल्केनों को, नाइट्रोजन या अमीन के साथ, निश्चित दबाव के अंतर्गत गर्म करने पर प्रथम, द्वितीय, तृतीय एवं चतुर्थ श्रेणी के अमोनियम लवणों का मिश्रण बनता है। विभाजन की प्रक्रिया द्वारा, प्रथम, द्वितीय एवं तृतीयक अमीनों को अलग-अलग किया जा सकता है। अभिकारकों के अनुपात एवं शर्तों को नियंत्रित करके, उनमें से एक एमीन को प्रमुख उत्पाद बनाया जा सकता है। 　　N3H+RXH3R+X-  H3R+NH3RNH2+H4  RNH2+RXR2N2+X-  R2H2+NH3R2NH+H4  R2NH+RXR3H+X-  R3H+NH3R3N+H  R3N+RXR4+X-
जब डाइएस्टर एसिड का उपयोग अल्कीलीकरण हेतु किया जाता है, तो प्रतिक्रिया हेतु अधिक क्षारीय गुण वाले नाइट्रोजन परमाणुओं का ही चयन किया जाता है। 　　चार, अल्काइलेटेड पेट्रोल
1. पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने के तरीके
वर्तमान में, पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने हेतु मुख्य तकनीकें हैं – कैटालिटिक रीफॉर्मिंग, अल्काइलेशन, आइसोमेराइजेशन, एवं पेट्रोल में ऑक्टेन मान सुधारक यौगिकों का उपयोग। 　　कैटालिटिक रीफॉर्मिंग का उद्देश्य, पेट्रोल में एरोमैटिक्स एवं आइसोमेरिक अल्केनों की मात्रा बढ़ाकर पेट्रोल के ऑक्टेन नंबर को बढ़ाना है। इसमें एरोमैटिक्स, ऑक्टेन नंबर बढ़ाने में अधिक योगदान देते हैं। हालाँकि, रीफॉर्मिंग के कारण पेट्रोल में एरोमैटिक्स एवं बेंजीन की मात्रा भी बढ़ जाती है; यह इस प्रक्रिया का नकारात्मक पहलू है। 　　एल्काइलेटेड पेट्रोल, LPG में मौजूद आइसोब्यूटेन के ब्यूटीन-1, ब्यूटीन-2 एवं आइसोब्यूटीन के साथ अभिक्रिया करके आइसोऑक्टेन बनाने से प्राप्त होता है। इसलिए एल्काइलेटेड पेट्रोल में केवल आइसोऑक्टेन ही होता है। इसका ऑक्टेन संख्या उच्च होती है; यह संवेदनशील नहीं होता, इसका वाष्पदाब कम होता है, एवं इसका उबलने का तापमान अधिक होता है। इसमें कोई आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन, सल्फर या एलीन हाइड्रोकार्बन नहीं होता। अतः यह उच्च ऑक्टेन संख्या वाला, शुद्ध पेट्रोल है। 　　विभिन्नीकरण, पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने के सबसे सस्ते तरीकों में से एक है। इस विधि के द्वारा, हल्के रिफाइंड नॉर्मलाइज्ड नेफ्था (C5/6) में मौजूद सीधी श्रृंखला वाले अल्केनों को शाखायुक्त अल्केनों में परिवर्तित किया जा सकता है; जिससे पेट्रोल का ऑक्टेन मान 10% से 22% तक बढ़ जाता है। 　　विभिन्न प्रकार के अभिकर्ता, पेट्रोल की विस्फोट-प्रतिरोधक क्षमता को काफी हद तक बढ़ा सकते हैं। उदाहरण के लिए, MTBE ऐसा ही एक अभिकर्ता है; इसका विकास एवं उपयोग सबसे पहले हुआ। लेकिन चूँकि ये अभिकर्ता पेट्रोल के घटक नहीं हैं (ये हाइड्रोकार्बन नहीं हैं), इसलिए इनके उपयोग से कई समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। साथ ही, इन अभिकर्ताओं की कीमत भी आमतौर पर बहुत अधिक होती है। 　　2. पेट्रोल के मुख्य घटक: संयुक्त राज्य अमेरिका में पेट्रोल की संरचना में लगभग 1/3 हिस्सा कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग द्वारा उत्पन्न पेट्रोल से आता है; 1/3 हिस्सा कैटालिटिक रीफॉर्मिंग द्वारा उत्पन्न पेट्रोल से आता है; जबकि शेष 1/3 हिस्सा उच्च ऑक्टेन वैल्यू वाले अन्य घटकों से आता है। पश्चिमी यूरोप में, कैटालिटिक क्रैकिंग से प्राप्त पेट्रोल 27% है; कैटालिटिक रीफॉर्मिंग से प्राप्त पेट्रोल 47% है। शेष भाग मुख्य रूप से अन्य उच्च-ऑक्टेन वाले घटकों से बना है। 　　हमारे देश में पेट्रोल में कैटालिटिक क्रैकिंग द्वारा प्राप्त पेट्रोल का अनुपात 75% तक है; जबकि रीफॉर्मिंग पेट्रोल, अल्काइलेटेड पेट्रोल, एमटीबीई आदि का अनुपात बहुत कम है। पेट्रोल की संरचना में इस अंतर के कारण हमारे देश में उत्पादित पेट्रोल की गुणवत्ता विदेशी पेट्रोल की तुलना में कम है। 　　हमारे देश में वर्तमान में वाहनों हेतु उपयोग में आने वाले पेट्रोल की गुणवत्ता से जुड़ी मुख्य समस्या, इसमें ओलेफिन एवं सल्फर की अधिक मात्रा होना है 　　3. एल्काइलीकृत पेट्रोल
एल्काइलीकृत पेट्रोल की विशेषताएँ:
इसमें मुख्य रूप से आइसोअल्केन होते हैं; इसमें एलीन एवं आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन लगभग नहीं होते। इसमें सल्फर की मात्रा कम होती है, जबकि ऑक्टेन संख्या उच्च होती है – आमतौर पर 95–96, कभी-कभी 98 तक भी। इसकी संवेदनशीलता कम होती है। ऑक्टेन संख्या एवं इंजन की आवश्यक ऑक्टेन संख्या के बीच का अंतर 3 से कम होता है। इसका वाष्पदाब कम होता है; इसलिए इसमें सस्ते एवं उच्च ऑक्टेन संख्या वाले ब्यूटेन को मिलाया जा सकता है। इसकी दहन ऊर्जा उच्च होती है; इसलिए इसका उपयोग उच्च संपीडन अनुपात वाले इंजनों में किया जा सकता है। 　　अल्काइलेशन हेतु कच्चा माल – आइसोमेरिक अल्केन: आइसोब्यूटेन। 　　अल्कीन: आइसोब्यूटीन, 1-ब्यूटीन, सिस-2-ब्यूटीन एवं ट्रांस-2-ब्यूटीन – इन विभिन्न ब्यूटीन आइसोमरों की अल्काइलेशन प्रतिक्रियाओं के परिणाम भी अलग-अलग होते हैं। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने पर, 2-ब्यूटीन से प्राप्त अल्काइलेटेड उत्पादों का ऑक्टेन मान सबसे अधिक होता है; इसोब्यूटीन से प्राप्त अल्काइलेटेड उत्पादों का ऑक्टेन मान दूसरे स्थान पर आता है, जबकि 1-ब्यूटीन से प्राप्त अल्काइलेटेड उत्पादों का ऑक्टेन मान सबसे कम होता है। जब सल्फ्यूरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो 1-ब्यूटीन से प्राप्त अल्काइलेटेड तेल का ऑक्टेन मान, 2-ब्यूटीन एवं आइसोब्यूटीन से प्राप्त अल्काइलेटेड उत्पादों के ऑक्टेन मान से थोड़ा अधिक होता है। 　　एल्किलीकरण प्रक्रिया
मुख्य अभिक्रिया:
पारंपरिक तरल अम्ल-आधारित आइसोब्यूटेन एल्किलीकरण प्रक्रिया में, उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरकों के आधार पर इसे सल्फ्यूरिक अम्ल-आधारित एल्किलीकरण प्रक्रिया एवं हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल-आधारित एल्किलीकरण प्रक्रिया में विभाजित किया जा सकता है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड विधि में निम्नलिखित प्रक्रियाएँ शामिल हैं: स्ट्रैटको, केलॉग, एक्सॉनमोबिल, रीवैप (फिलिप्स/एक्सॉनमोबिल), अल्काड (यूओपी/शेवरॉनटेक्साको)। ； 　　हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि से संबंधित कंपनियाँ हैं: UOP, Phillips (Conoco Phillips)। वर्ष 2002 के अंत तक, दुनिया भर में 107 एल्काइलीकरण संयंत्रों में ReVAP (Phillips/ExxonMobil) तकनीक का उपयोग किया जा रहा था। 　　वर्तमान में, दुनिया भर में स्ट्रैटको की एल्किलीकरण क्षमता 25.8 मिलियन टन/वर्ष है, जबकि एक्सोनमोबिल की एल्किलीकरण क्षमता 4.95 मिलियन टन/वर्ष है। 　　सल्फ्यूरिक एसिड विधि में अपशिष्ट एसिड की मात्रा बहुत अधिक होती है, जिससे पर्यावरण को गंभीर न ； हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एक अत्यंत विषैला एवं आसानी से वाष्पित होने वाला रसायन है; इसके लीक होने से उत्पादन प्रक्रिया एवं आसपास के पर्यावरण को गंभीर नुकसान पहुँच सकता है। दोनों ही प्रक्रियाओं में उत्पादन उपकरणों के क्षय जैसी समस्याएँ होती हैं। 　　कुछ पेट्रोल घटकों का ऑक्टेन मान
पाँचवाँ: एल्किलीकरण तकनीक का विकास
अमेरिकी पत्रिका “केमिकल इंजीनियरिंग” की मई 2016 की रिपोर्ट के अनुसार, एल्किलीकरण एक ऐसी महत्वपूर्ण तेल शोधन तकनीक है। इस तकनीक में कम-कार्बन वाले अल्कीनों का उपयोग आइसोब्यूटेन के साथ अभिक्रिया करने हेतु किया जाता है; इससे ट्राइमेथिलपेंटेन नामक पदार्थ बनता है। इसे स्वच्छ पेट्रोल बनाने हेतु उपयोग में लाया जा सकता है। एल्काइलेटेड तेल, 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 न एल्काइलीकृत तेल की मांग में वृद्धि हो रही है; इसका मुख्य कारण आर्थिक विकास है, जिसके लिए अधिक पेट्रोल की आवश्यकता होती है। साथ ही, कड़े पेट्रोल मानकों के कारण, पेट्रोल में एरोमैटिक्स एवं ऑलिफिन्स जैसे उच्च ऑक्टेन वाले घटकों की मात्रा कम करने की आवश्यकता है। इसके अलावा, उच्च प्रदर्शन वाले इंजनों की आवश्यकता भी एल्काइलीकृत तेल की मांग में वृद्धि का कारण 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 स्तर 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 पाए जाने वाले शेल खनिजों से सस्ता ब्यूटेन प्राप्त किया जा सकता है; इससे अल्कीलीकरण प्रक्रिया हेतु बड़ी मात्रा में सस्ता कच्चा माल उपलब्ध हो जाता है। 　　1. ठोस अम्ल उत्प्रेरकों के उपयोग से एल्किलीकरण प्रक्रिया में हुई प्रगति – पिछले कुछ महीनों में यह देखा गया है कि, वर्षों के शोध के बाद विकसित किए गए ठोस अम्ल उत्प्रेरक, हानिकारक एवं क्षारकीय गुण वाले तरल अम्लों (हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं सल्फ्यूरिक एसिड) का विकल्प बन सकते हैं। इस वर्ष AFPM सम्मेलन में, CB&I कंपनी ने दुनिया की पहली औद्योगिक स्तर की ठोस अम्ल उत्प्रेरक आधारित अल्काइलेशन इकाई की प्रगति के बारे में जानकारी दी। यह इकाई चीन के शांडोंग प्रांत में स्थित हुईफेंग पेट्रोकेमिकल कंपनी की सहायक कंपनी, ज़िबो हाईयी फाइन केमिकल्स कंपनी में स्थापित की गई है; इसका संचालन अगस्त 2015 में शुरू हुआ। इस संयंत्र में CB&I, अल्बेमारल एवं फिनलैंड की नेस्टे कंपनी द्वारा संयुक्त रूप से विकसित ‘अल्कीक्लीन’ तकनीक का उपयोग किया गया है; इसकी अल्काइलेटेड तेल उत्पादन क्षमता 2700 बैरल/दिन (1 लाख टन/वर्ष) है। सीबी&आई कंपनी का कहना है कि अब तक, शानडोंग में स्थापित इस उपकरण के सभी प्रदर्शन मापदंड अपेक्षित स्तर पर 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 को पेट्रोल मिश्रण में उपयोग हेतु उनके मूल्य 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 बना देता है कि इसमें तरल अम्ल उत्प्रेरकों के बिना ही उच्च गुणवत्ता वाले एल्काइलीकृत तेल उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं; इस प्रक्रिया में सुरक्षा एवं विश्वसनीयता भी बढ़ 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 एल्किलीकृत तेल उत्पादन हेतु एक बहुत ही प्रभावी तकन 　　केबीआर कंपनी ने इस साल फरवरी में घोषणा की थी कि कंपनी की के-सैट ठोस अम्ल अल्काइलेशन तकनीक के हस्तांतरण संबंधी पहला अनुबंध हस्ताक्षरित हो चुका है। केबीआर कंपनी के साथ अनुबंध करने वाली कंपनी है डोंगयिंग हाइकेओरुइलिन केमिकल 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 तकनीक 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 की लागत भी कम हो जाती है; क्योंकि K-SAAT उपकरणों की मरम्मत की 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 ExSact उत्प्रेरकों का एकमात्र लाइसेंसधारक है। K-SAAT प्रक्रिया में दो रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है; एक रिएक्टर में अल्किलीकरण प्रक्रिया होती है, जबकि दूसरा रिएक्टर पुनर्उत्पादन या आपातकालीन उद्देश्यों हेतु उपयोग में आता है। हाइड्रोजन का उपयोग करके उत्प्रेरक को पूरी तरह पुनर्जीवित किया जाता है; इस प्रक्रिया में नरम कोक (विभिन्न प्रकार के अपूर्ण संतृप्त 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 अल्कीन 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। 　　2. सल्फ्यूरिक एसिड उत्प्रेरकों का उपयोग करके एल्किलीकरण प्रक्रिया में हुई प्रगति – औद्योगिक स्तर पर ठोस अम्लों का उपयोग करके एल्किलीकरण प्रक्रियाओं के विकास के बावजूद, तरल अम्ल उत्प्रेरकों का उपयोग करके एल्किलीकरण प्रक्रियाओं में नवाचार जारी है। 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 के क्लीन टेक्नोलॉजी विभाग की वैश्विक बिक्री प्रबंधक जीनी ब्रांजारू के अनुसार, ड्यूपॉन्ट कंपनी के पास अल्काइलेशन तकनीक संबंधी रासायनिक ज्ञान लंबे समय से मौजूद है। वर्तमान आर्थिक परिस्थितियाँ ब्यूटेन का उपयोग करके अल्काइलेटेड तेल उत्पादन हेतु अनुकूल हैं। ऐसी अनूठी प्रसंस्करण प्रक्रिया पहले आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं थी। ब्रानजारू के अनुसार, कई कंपनियाँ खुले बाजार से सस्ती कीमत पर कम मूल्य वाला ब्यूटेन खरीदती हैं; फिर उसे डीहाइड्रोजनेशन यूनिटों में प्रसंस्कृत करके आइसोब्यूटीन प्राप्त किया जाता है। इस आइसोब्यूटीन का उपयोग अल्काइलेशन यूनिटों में उच्च मूल्य वाले अल्काइलेटेड तेल बनाने हेतु किया जाता है। लेकिन डुपॉन्ट की तकनीक केवल ब्यूटेन तक ही सीमित नहीं है; इसका उपयोग उच्च सांद्रता वाले प्रोपीन एवं 100% पेंटीन के प्रसंस्करण हेतु भी किया जा सकता है। 　　चीन की डालियन हेंगली पेट्रोकेमिकल कंपनी ने डुपॉन्ट कंपनी के साथ अल्काइलेशन एवं अपशिष्ट अम्ल पुनर्उत्पादन (SAR) तकनीक प्रदान करने हेतु एक अनुबंध पर हस्ताक्षर किए हैं; इसके तहत चांगशिंग द्वीप के बंदरगाह औद्योगिक क्षेत्र में निर्मित नए रिफाइनरी में उत्पादन सुविधाओं का निर्माण किया जाएगा। 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 तकनीकों का उपयोग करेगी। 　　रिफाइनिंग एवं केमिकल उत्पादन संबंधी गतिविधियों हेतु 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 तेल बनाने हेतु किया जा सकता है। यह गैसोलीन बाजार में एक नए युग की शुरुआत है; क्योंकि ब्यूटेन का उपयोग करके एल्काइलेटेड तेल 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 के अनुसार, XP2 तकनीक का डिज़ाइन ट्यूब बंडल की ऊष्मा-स्थानांतरण सतह का अत्यंत प्रभावी ढंग से उपयोग सुनिश्चित करता है, जिससे महत्वपूर्ण प्रक्रियात्मक लाभों के माध्यम से अल्काइलेटेड तेल उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार होता है। 　　छह, 2016 में एल्किलीकरण तकनीक में हुई नवीनतम प्रगतियाँ
एल्किलीकरण, उत्प्रेरकों की मदद से, रिफाइनरियों में पाए जाने वाले लिक्विफाइड गैसों में मौजूद आइसोब्यूटेन एवं अल्कीनों के बीच होने वाली अभिक्रिया के माध्यम से पेट्रोल बनाने हेतु उपयोग में आने वाले घटकों – एल्किलीकृत तेलों – को तैयार करने की प्रक्रिया है। चूँकि एल्काइलेटेड तेल में ऑक्टेन संख्या उच्च होती है, वाष्पदाब कम होता है, एवं इसमें एलीन एवं सल्फर नहीं होता; इसलिए यह पेट्रोल के निर्माण हेतु आदर्श घटक है। इसलिए, हाल के वर्षों में एल्किलीकरण तकनीक पर रिफाइनरी कंपनियों का ध्यान लगातार बढ़ रहा है। 　　उत्पादन प्रक्रिया के संदर्भ में, वर्तमान में एल्किलीकृत तेलों के बड़े पैमाने पर उत्पादन हेतु मुख्य रूप से सल्फ्यूरिक एसिड विधि एवं हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इन दोनों विधियों से एल्किलीकृत तेलों का उत्पादन दर अधिक होती है, एवं चयनात्मकता भी अच्छी होती है; लेकिन सल्फ्यूरिक एसिड विधि में अपशिष्ट एसिड की मात्रा अधिक होती है, जिससे पर्यावरण पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। ； हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एक अत्यंत विषाक्त रासायनिक पदार्थ है, जो आसानी से वाष्पित हो जाता है। इसके रिसाव से पर्यावरण एवं आसपास के पारिस्थितिक तंत्र को गंभीर नुकसान पहुँच सकता है। इसके अलावा, दोनों प्रक्रियाओं में उत्पादन उपकरणों के जंग लगने जैसी समस्याएँ भी हैं। 　　तरल अम्लों की अत्यधिक क्षारकीय प्रवृत्ति एवं मानव शरीर के लिए होने वाले नुकसान जैसी समस्याओं को दूर करने हेतु, हाल के वर्षों में देश-विदेश में मौजूदा पारंपरिक तकनीकों में निरंतर सुधार किया जा रहा है; साथ ही, वर्तमान तरल अम्ल-आधारित अल्किलीकरण प्रक्रिया के विकल्प के रूप में नई पीढ़ी के ठोस अम्ल-आधारित अल्किलीकरण उत्प्रेरकों एवं प्रक्रियाओं का विकास भी किया जा रहा है। 　　1. पारंपरिक तरल अम्ल एल्किलीकरण तकनीकें – वर्तमान में एल्किलीकृत तेलों के उत्पादन हेतु मुख्य रूप से पारंपरिक सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोफ्लोरिक एसिड आधारित एल्किलीकरण प्रक्रियाओं का ही उपयोग किया जाता है। आंकड़ों के अनुसार, वर्तमान में दुनिया भर में 110 से अधिक सल्फ्यूरिक एसिड विधि आधारित अल्काइलेशन संयंत्र हैं, जबकि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि आधारित अल्काइलेशन संयंत्रों की संख्या लगभग 120 है। 　　यद्यपि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं सल्फ्यूरिक एसिड आधारित अल्किलीकरण प्रक्रियाओं का समग्र संचालन भिन्न होता है, लेकिन दोनों प्रक्रियाओं की अभिक्रिया-प्रणाली बहुत ही समान है। 1960 के दशक में, उत्प्रेरक के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करने वाले अल्किलीकरण उपकरणों की संख्या, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करने वाले उपकरणों की संख्या का 3 गुना थी। उस समय से, एल्किलीकरण प्रक्रियाओं में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के उपयोग की प्रवृत्ति विकसित हुई; लेकिन बाद में फिर से सल्फ्यूरिक एसिड का ही उपयोग किया जाने लगा वर्षों तक चली प्रतिस्पर्धा के दौरान, इन दोनों तकनीकों में विकास हुआ, एवं उनमें अपनी-अपनी विशेषताएँ विकसित हो गईं। 　　1) हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एल्काइलीकरण तकनीक – हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एल्काइलीकरण प्रक्रिया का उपयोग 60 साल से अधिक समय से किया जा रहा है, और इस दौरान इस तकनीक में लगातार सुधार किए गए हैं। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड आल्किलीकरण प्रक्रिया, सल्फ्यूरिक एसिड आल्किलीकरण प्रक्रिया की तुलना में कम जगह घेरती है; इसका डिज़ाइन सरल होता है, एवं इसमें कम कैटालिस्ट की आवश्यकता होती है। लेकिन इसमें भी कुछ कमियाँ हैं; जिनमें सबसे आम समस्या यह है कि आइसोब्यूटेन, प्रोपेन, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं फ्लोरीन युक्त यौगिकों को अलग करने की लागत, सल्फ्यूरिक एसिड-आधारित तकनीकों की तुलना में अधिक होती है (UOP की दो रिएक्टरों वाली प्रक्रिया को छोड़कर)। इसके अलावा, इस तकनीक से एक और गंभीर समस्या भी है – हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एक विषाक्त गैस के रूप में वायुमंडल में फैल जाता है। जब हाइड्रोफ्लोरिक एसिड की मात्रा कम होती है, तो यह आँखों, त्वचा एवं नाक को नुकसान पहुँचा सकता है। ； उच्च सांद्रता के कारण जीवन को खतरा हो सकता है। 　　हाइड्रोफ्लोरिक एसिड अल्किलेशन तकनीक के प्रमुख आपूर्तिकर्ता: यूओपी एवं फिलिप्स (कोनोकोफिलिप्स)। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड अल्किलेशन तकनीक की सबसे बड़ी समस्या यह है कि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड उत्प्रेरक अत्यधिक वाष्पशील, अत्यधिक क्षारकीय एवं विषाक्त होता है। इसी कारण अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी ने इस तकनीक पर प्रतिबंध लगा दिया है। इसी कारण, पिछले 20 वर्षों में निर्मित अधिकांश अल्किलेशन संयंत्रों में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड तकनीक का उपयोग नहीं किया गया है। 　　2) सल्फ्यूरिक एल्काइलीकरण तकनीक: हालाँकि सल्फ्यूरिक एल्काइलीकरण तकनीक में अपशिष्ट अम्लों के निपटान एवं उपकरणों के क्षय जैसी समस्याएँ हैं, लेकिन चूँकि एल्काइलीकृत तेलों का उत्पादन लगातार महत्वपूर्ण होता जा रहा है, इसलिए नई तकनीकों के विकास के साथ-साथ सल्फ्यूरिक एल्काइलीकरण तकनीक में भी लगातार सुधार किया जा रहा है। वर्तमान में, सल्फ्यूरिक एसिड विधि से अल्काइलेशन करने हेतु प्रमुख पेटेंटधारकों में डुपॉन्ट एवं लुम्मस शामिल हैं। डुपॉन्ट की तकनीक के द्वारा अल्काइलेशन की क्षमता विश्व में सबसे अधिक है। डुपॉन्ट के पास सल्फ्यूरिक एसिड अल्काइलेशन तकनीक (STRATCO) एवं अपशिष्ट अम्ल पुनर्उपयोग तकनीक (MECS) भी है। विश्व भर में सल्फ्यूरिक एसिड अल्काइलेशन बाजार में डुपॉन्ट की हिस्सेदारी लगभग 80% है। देश में ड्यूपॉन्ट तकनीक का उपयोग करने का एक उदाहरण सीएनओओसी हुईझोउ रिफाइनरी है (160,000 टन/वर्ष, 2009 में शुरू हुई); इसके अलावा देश में तीन अन्य संयंत्रों के निर्माण की योजना 2016 में है। 　　रूम्स की CDAlky सल्फ्यूरिक एसिड विधि का उपयोग हाल के वर्षों में देश में भी काफी हद तक किया गया है। ऐसी सुविधाएँ, जो पहले से ही संचालन में हैं, या जल्द ही संचालन में आने वाली हैं, इनमें शानडोंग शेनची (2 लाख टन/वर्ष; मई 2013 में संचालन में आई), शानडोंग हाईयुए (6 लाख टन/वर्ष; जुलाई 2014 में संचालन में आई), गुआंगशी चिनझोउ तियानहेंग पेट्रोकेमिकल्स (2 लाख टन/वर्ष; अप्रैल 2014 में संचालन में आई), एवं युनतियानहुआ (24 लाख टन/वर्ष; 2016 में संचालन में आई) शामिल हैं। 　　सल्फ्यूरिक एसिड विधि से एल्किलीकरण करने में सबसे बड़ी समस्या अपशिष्ट एसिड का निपटान है; इसलिए एल्किलीकरण उपकरणों के साथ ही अपशिष्ट एसिड को पुनर्चक्रित करने हेतु विशेष उपकरण भी आवश्यक होते हैं। ऐसे में निवेश एवं संचालन संबंधी लागतें हाइड्रोफ्लोरिक एसिड विधि से एल्किलीकरण की तुलना में काफी अधिक हो जाती हैं। 　　2. वैकल्पिक एल्किलीकरण तकनीकें
हालाँकि, शोधकर्ता हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके एल्किलीकरण प्रक्रियाओं में सुधार करने की कोशिश कर रहे हैं, लेकिन अभी तक इन प्रक्रियाओं से जुड़ी समस्याओं का समाधान नहीं हो पाया है। इन समस्याओं में निर्माण लागत में वृद्धि, बड़ी मात्रा में एसिड की आवश्यकता, तेज़ क्षयकारी प्रभाव, एवं पर्यावरण प्रदूषण जैसी समस्याएँ शामिल हैं। इसलिए, देश-विदेश में स्वच्छ एवं सुरक्षित विकल्पीय अल्किलीकरण तकनीकों का विकास जोर-शोर से किया जा रहा है। इनमें, ठोस अम्ल आधारित अल्किलीकरण तकनीक एवं आयनिक तरल आधारित अल्किलीकरण तकनीकों में सबसे अधिक प्रगति हुई है। 　　1) ठोस अम्ल एल्किलीकरण तकनीक: हालाँकि, वर्तमान में पारंपरिक तरल अम्ल एल्किलीकरण तकनीकें काफी विकसित हो चुकी हैं; लेकिन इनके सुरक्षा एवं पर्यावरणीय प्रभावों के कारण, अधिक सुरक्षित एवं पर्यावरण-अनुकूल तकनीकों का विकास हुआ है। 　　तरल अम्ल तकनीक की तुलना में, ठोस अम्ल आल्किलीकरण प्रक्रिया में परिस्थितियाँ कम कठोर होती हैं, एवं ठोस अम्लों को पुनः उपयोग में लाना भी आसान होता है। ठोस अम्ल आल्किलीकरण प्रक्रिया में ऑलिफिनों के संयोजन संबंधी समस्याओं को दूर करने के बाद, ऐसे तरीके से तैयार किए गए पेट्रोल के गुण, तरल अम्लों के उपयोग से तैयार किए गए पेट्रोल के गुणों के बराबर हो जाते हैं। ； साथ ही, ठोस अम्लों में तरल अम्लों जैसी संक्षारकता एवं संभावित खतरनाकता नहीं होती; इनके लिए उपकरणों की सामग्री के लिए कोई विशेष आवश्यकताएँ नहीं होतीं, इसलिए प्रक्रिया की सुरक्षा भी अधिक होती है। ； पर्यावरण संरक्षण के दृष्टिकोण से, अपशिष्ट अम्ल के निपटान से कोई नकारात्मक प्रभाव नहीं पड़ता। इसी कारण, हाल के वर्षों में दुनिया की कई बड़ी तेल कंपनियाँ एवं अनुसंधान संस्थान ठोस उत्प्रेरकों के विकास पर काम कर रहे हैं। इनमें लुम्मस कंपनी की ‘अल्कीक्लीन’ प्रक्रिया, यूओपी कंपनी की ‘अल्किलीन’ एवं ‘इनाल्क’ प्रक्रियाएँ, तथा टॉपसोई कंपनी की ‘एफबीए’ प्रक्रिया प्रमुख हैं। चीन में भी, चीनी अनुसंधान संस्थानों ने अल्काइलेशन हेतु ठोस अम्ल उत्प्रेरक एवं संबंधित तकनीकें विकसित की हैं। पिछले दो वर्षों में इन तकनीकों का शंघाई गाओकियाओ पेट्रोकेमिकल्स एवं बीजिंग यानशान पेट्रोकेमिकल्स में औद्योगिक परीक्षण भी किए गए हैं। वर्तमान में यह तकनीक चीनी पेट्रोकेमिकल्स द्वारा मान्यता प्राप्त हो चुकी है। 　　रूम्स की अल्कीक्लीन प्रक्रिया के लिए फिनलैंड के फोर्टुम रिफाइनरी में एक प्रदर्शन हेतु उपकरण उपलब्ध है। फरवरी 2015 में, शानडोंग के ज़िबो में स्थित हुईफेंग पेट्रोकेमिकल ग्रुप द्वारा रूम्स की पहली 100,000 टन/वर्ष क्षमता वाली ठोस अम्ल एल्किलीकरण इकाई का निर्माण एवं संचालन शुरू हुआ। 　　हालाँकि, ठोस अम्ल एल्किलीकरण तकनीक में कुछ प्रगति हुई है, लेकिन वर्तमान में इस तकनीक के द्वारा पारंपरिक तरल अम्ल तकनीकों को पूरी तरह से प्रतिस्थापित करने में अभी भी कुछ बाधाएँ हैं। इनमें से सबसे बड़ी बाधा तो उत्प्रेरकों का निष्क्रिय होना/पुनर्जीवित किया जाना है। साथ ही, कच्चे माल की उपयुक्तता, उपकरणों के संचालन संबंधी लागतें, ठोस अम्ल उत्प्रेरकों की उच्च अभिक्रिया क्षमता एवं चयनात्मकता जैसी कई समस्याओं का भी समाधान करना आवश्यक है। 　　2) आयनिक तरल पदार्थों का एल्किलीकरण तकनीक – आयनिक तरल पदार्थों में तरल अम्लों जैसी उच्च गतिविधि वाली संरचनाएँ होती हैं, एवं ठोस अम्लों जैसी अवाष्पशीलता भी होती है; इस कारण हाल के वर्षों में इन पर बहुत ध्यान दिया जा रहा है। अतीत में, खराब चयनक्षमता एवं कम उत्पादन के कारण आयनिक तरल उत्प्रेरकों का उपयोग अल्किलीकृत तेलों के उत्पादन हेतु संभव नहीं था। हाल ही में, आयनिक तरल पदार्थों के अल्किलीकरण संबंधी तकनीकों पर काफी शोध किया जा रहा है। चेवरॉन एवं शेल, चाइनीज यूनिवर्सिटी ऑफ पेट्रोलियम जैसी कंपनियों एवं संस्थानों ने इस क्षेत्र में बहुत सारा अनुसंधान किया है। 　　आयनिक तरल एल्किलीकरण तकनीक में, आयनिक तरलों का उपयोग विलायक एवं उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है; इस तकनीक में सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोफ्लोरिक एसिड की तुलना में बेहतर उत्प्रेरण क्षमता पाई जाती है। हाल के वर्षों में विकसित किए गए संयुक्त आयनिक तरल उत्प्रेरकों ने अल्किलीकरण प्रक्रियाओं में बहुत ही बड़ी क्षमता दिखाई है। 　　चाइना पेट्रोलियम, वर्तमान में आयनिक तरल पदार्थों के उपयोग से अल्किलीकरण प्रक्रिया को औद्योगिक स्तर पर लागू करने वाली एकमात्र कंपनी है। यह तकनीक चाइना पेट्रोलियम यूनिवर्सिटी की “हेवी ऑयल रिसर्च लैब” द्वारा विकसित की गई। 29 सितंबर, 2013 को शानडोंग की डेयांग केमिकल कंपनी में 120,000 टन/वर्ष की क्षमता वाला आयनिक तरल पदार्थों के उपयोग से कार्बन-4 अल्किलीकरण संयंत्र शुरू किया गया। आयनिक तरल पदार्थों के उपयोग से एल्किलीकरण प्रक्रिया को सफलतापूर्वक लागू किया गया है; इससे पारंपरिक गाढ़े सल्फ्यूरिक एसिड एवं हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का उपयोग करके की जाने वाली एल्किलीकरण प्रक्रियाओं में मौजूद कई कमियाँ दूर हो गईं। इससे हमारे देश में उत्पादित पेट्रोल की गुणवत्ता में सुधार होने में मदद मिली है। 　　सातवाँ, हमारे देश में अल्किलीकरण उद्योग की संभावनाएँ
बाजार अर्थव्यवस्था की परिस्थितियों में, संसाधन आमतौर पर उन क्षेत्रों में ही केंद्रित हो जाते हैं, जहाँ लाभ अधिक होता है। हमारे देश में पर्यावरण संरक्षण के प्रयासों में वृद्धि होने एवं तैयार ईंधनों की गुणवत्ता में सुधार होने के कारण, एल्किलेटेड पेट्रोल को ईंधन तैयार करने हेतु एक आदर्श सामग्री के रूप में देखा जाने लगा है। एल्काइलीकृत पेट्रोल में उच्च ऑक्टेन संख्या, कम सल्फर सामग्री, कोई एलीन/आरोमेटिक हाइड्रोकार्बन न होना, उच्च तेल उत्पादन दर, एवं अच्छा आर्थिक लाभ जैसे गुण हैं। इन कारणों से यह उच्च गुणवत्ता वाले पेट्रोल बनाने हेतु सबसे उपयुक्त सामग्री बन गया है, एवं यह देश के तेल शोधन उद्योग में तेजी से अपना स्थान बना रहा है। 　　वर्ष 2013 में हमारे देश में अल्किलीकरण संयंत्रों का निर्माण तेजी से हुआ; उत्पादन क्षमता पिछले वर्ष की तुलना में 370% तक बढ़ गई। इसके बाद भी उच्च वृद्धि दर जारी रही। वर्तमान में, देश में एल्किलीकरण संयंत्रों की कुल उत्पादन क्षमता 14 मिलियन टन/वर्ष से अधिक है। इस वर्ष से, हमारे देश में एल्किलीकरण क्षमता में वृद्धि की दर 10% से भी कम हो गई है। क्या इसका मतलब यह है कि एल्किलीकरण उपकरणों के तेज़ विस्तार का युग समाप्त हो गया है? 　　इस वर्ष एल्काइलीकरण क्षमता में गिरावट आने के मुख्य कारण निम्नलिखित हैं: सबसे पहले, 2014 की दूसरी छमाही से ही तेल के कारण विश्व भर के वस्तुओं के बाजार में गिरावट शुरू हो गई। वस्तुओं की कीमतें महीने-दर-महीने घटती रहीं, और 2015 के दिसंबर तक विश्व के प्रमुख वस्तुओं के मूल्य सूचकांक 2008 के वैश्विक वित्तीय संकट के समय के स्तर से भी नीचे चले गए। यह 11 वर्षों में सबसे निचला स्तर था। तेल सहित ऊर्जा संबंधी उत्पादों की कीमतों में गिरावट विशेष रूप से अधिक रही। बाजार में जोखिम-विहीनता की मानसिकता फैल गई, जिसके कारण अल्काइलेटेड तेल की कीमतों में भारी गिरावट आई। इसके परिणामस्वरूप उत्पादन संयंत्रों का लाभ-मार्जिन भी कम हो गया। दूसरे, पिछले कुछ वर्षों में एल्काइलीकरण उपकरणों का निर्माण तेज़ गति से हुआ, जिसके कारण मांग की तुलना में आपूर्ति अधिक हो गई। ऐसी स्थिति में खरीदारों की स्थिति मजबूत हो गई, एवं पूरे उद्योग की सौदेबाजी की क्षमता कमज़ोर हो गई। दूसरी बात यह है कि अल्किलीकरण उपकरणों के लिए आवश्यक कच्चे माल की मात्रा काफी कम होती है। इस कारण अल्किलीकरण उपकरणों को अक्सर “कच्चे माल की कमी” की समस्या का सामना करना पड़ता है। कार्बन-4 युक्त ईथर की कमी, घरेलू अल्किलीकरण उपकरणों की उत्पादन क्षमता में वृद्धि में एक प्रमुख बाधा बन गई है। 　　यह ध्यान देने योग्य है कि यद्यपि हमारे देश में पर्यावरण संरक्षण के मुद्दों पर अत्यधिक ध्यान दिया जा रहा है, तेल उत्पादों की गुणवत्ता में तेजी से सुधार हो रहा है, जिससे अल्किलेटेड तेलों की मांग में भारी वृद्धि हुई है; अल्किलेशन संयंत्रों के निर्माण एवं अनुमोदन पर भी लगातार जोर दिया जा रहा है। फिर भी, हमारे देश में मौजूद अधिकांश अल्किलेशन संयंत्र हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एवं सल्फ्यूरिक एसिड को उत्प्रेरक के रूप में प्रयोग करते हैं, जो पर्यावरण के लिए हानिकारक हैं। कुछ संयंत्रों से पर्यावरण प्रदूषण की समस्याएँ भी उत्पन्न हो रही हैं। इसलिए, कम उत्पादन क्षमता एवं पुरानी तकनीक वाले संयंत्रों को तेजी से बंद किया जा रहा है। इससे एक विचित्र स्थिति पैदा हो गई – एल्काइलेटेड पेट्रोल ने पर्यावरणीय गुणवत्ता में सुधार करके बाजार में अपनी जगह बनाई, लेकिन अधिकांश एल्काइलेशन संयंत्रों में पर्यावरण प्रदूषण की समस्या मौजूद है। 　　वर्तमान में, यद्यपि अल्काइलेशन क्षमता के विस्तार को अंतिम उत्पादों की कीमतों में मंदी, कच्चे माल की कमी एवं तकनीकी नवाचारों की आवश्यकता जैसी बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है, लेकिन चूँकि चीन में पेट्रोलियम उत्पादों की गुणवत्ता में तेजी से सुधार हो रहा है, इसलिए मांग के प्रति अपेक्षाएँ अभी भी सकारात्मक हैं। ऑटोमोबाइल उपभोग में वृद्धि एवं पेट्रोल के ग्रेड में सुधार के कारण, भविष्य में अल्काइलेशन की मांग में वृद्धि से समग्र उद्योग का विकास जारी रहेगा। 　　तकनीकी क्षेत्र में किसी बड़े परिवर्तन आदि कारकों को ध्यान में न रखते हुए, अनुमान है कि 2016 में चीन में पेट्रोल की मांग 12 करोड़ टन रहेगी। वहीं, अल्काइलेटेड तेल की मांग 54 लाख टन तक पहुँचेगी। इस प्रकार, मांग एवं आपूर्ति के बीच का अंतर लगभग 2 लाख टन तक कम हो जाएगा। इससे अल्काइलेटेड तेल की अधिक आपूर्ति की समस्या कम हो जाएगी; उत्पादकों को कीमतों में प्रतिस्पर्धा करने की आवश्यकता भी कम हो जाएगी। इससे अल्काइलेटेड तेल उद्योग की बातचीत की शक्ति बढ़ जाएगी, एवं लाभ भी बढ़ेगा। 1 जनवरी, 2017 से पूरे देश में “ग्रेड-5” पेट्रोल मानक लागू हो जाएगा। अनुमान है कि 2017 में देश में पेट्रोल की मांग 129 मिलियन टन होगी, जबकि एल्काइलेटेड ऑयल की मांग 7.74 मिलियन टन होगी। ऐसी स्थिति में 6 लाख टन से अधिक की आपूर्ति की कमी हो जाएगी। इस कारण कंपनियाँ उत्पादन बढ़ाने के साथ-साथ कीमतें भी बढ़ाने की कोशिश करेंगी, जिससे एल्काइलेटेड ऑयल की कीमतें भी बढ़ जाएंगी। ग्रेड-6 पेट्रोल मानक 2019 से पूरे देश में लागू होगा। उस समय हमारे देश में पेट्रोल की मांग लगभग 145 मिलियन टन होने का अनुमान है, जबकि एल्काइलेटेड ऑयल की मांग 11.6 मिलियन से 14.5 मिलियन टन के बीच होगी। ऐसे में बाजार में आपूर्ति की कमी 3 मिलियन टन से अधिक होने का अनुमान है। पेट्रोलियम उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार के क्रमिक कार्यान्वयन के साथ, अपेक्षा है कि आपूर्ति एवं मांग के संबंधों में परिवर्तन आएगा। अल्किलेशन बाजार में विशाल संभावनाएँ निहित हैं, एवं इसकी उत्पादन क्षमता लगातार बढ़ रही है। 　　फिर भी, 2015 एवं 2016 की पहली छमाही में अल्काइलेशन यूनिटों की औसत कार्यक्षमता 40% से 55% के बीच रही। ऐसी स्थिति में, अंधाधुंध क्षमता वृद्धि करना न तो निर्माताओं के हित में है, और इसमें काफी जोखिम भी है। वर्तमान अल्काइलेशन बाजार की स्थिति को देखते हुए, मांग में वृद्धि से अल्काइलेशन उत्पादों की कीमतें निम्न स्तर से ऊपर आएंगी; लेकिन इससे कार्बन-4 कच्चे माल की कीमतों में भी वृद्धि होगी। जबकि अल्काइलेशन उत्पादों की कीमतें बढ़ रही हैं, लेकिन उद्यमों के मुनाफे में कोई खास सुधार नहीं हो रहा है। ऐसी स्थिति में, उत्पादकों का उत्पादन बढ़ाने या क्षमता विस्तार करने का उत्साह भी नहीं बढ़ेगा। 　　मांग के मोर्चे पर सकारात्मक संकेतों के चलते, आने वाले समय में एल्किलीकरण उद्योग का ध्यान तकनीकी नवाचार एवं लागत में कमी एवं दक्षता में वृद्धि जैसे क्षेत्रों पर केंद्रित होगा। पर्यावरण-अनुकूल विकल्पीय एल्किलीकरण तकनीकों (ठोस सल्फ्यूरिक एसिड आधारित एल्किलीकरण तकनीक, आयनिक तरल आधारित एल्किलीकरण तकनीक) का विस्तार, हमारे देश के एल्किलीकरण उद्योग के विकास की गुणवत्ता में सुधार हेतु एक अनिवार्य प्रवृत्ति होगी। जबकि, कार्बन-4 संसाधनों पर नियंत्रण रखने वाली कंपनियाँ, अपनी तेल-संसाधन उत्पादन क्षमताओं को बढ़ाने, आवश्यक एल्काइलीकरण उपकरणों को शामिल करने, एवं अपनी तेल-संसाधन उत्पादन श्रृंखला को और बेहतर बनाने म वहीं, कार्बन-4 से संबंधित उत्पादन करने वाली कंपनियाँ, मौजूदा खरीद चैनलों को मजबूत करने एवं नए खरीद चैनलों को विकसित करने पर ध्यान देंगी; साथ ही, मौजूदा उत्पादन उपकरणों में सुधार भी किया जाएगा।