क्या मोटे मेथनॉल में बेंजीन होता है?

यदि यह मेथनॉल से ही बना है, तो टोलुइन का उत्पन्न होना लगभग असंभव है। मेथनॉल के एरोमेटाइजेशन हेतु विशेष प्रकार के उत्प्रेरकों की आवश्यकता होती है, एवं अभिक्रिया का तापमान भी मेथनॉल निर्माण के तापमान से भिन्न होता है। सलाह दी जाती है कि जाँच की जाए कि कहीं बाद की प्रक्रियाओं में कुछ ऐसा तो नहीं मिल गया है।

इस उद्यम में मेथनॉल संश्लेषण इकाई का डिज़ाइन दबाव 6.0 मेगापास्कल है। दोनों टॉवरों में कुल 73 घन मीटर कैटालिस्ट भरा गया है। ताज़ी गैस में मीथेन की मात्रा 11% है। मार्च 2013 में इसे संचालित किया गया। सिंथेसिस टॉवर में प्रवेश करने वाली गैसों के लिए उपयोग में आने वाले हीट एक्सचेंजर का क्षेत्रफल कम होने के कारण, टॉवर में प्रवेश करने वाली गैसों का त वर्तमान में, टॉवर से बाहर आने वाली हवा का तापमान 235℃ है, जबकि टॉवर में प्रवेश करने वाली हवा का तापमान 188℃ एवं 191℃ है। ड्राइविंग की शुरुआत में, टॉवर के निकास बिंदु पर तापमान 215℃ होता है, जबकि प्रवेश बिंदु पर ताप गैस-टू-गैस एक्सचेंजरों में अक्सर मोम जमने की समस्या होती है; कभी-कभी तो चिपचिपे पदार्थ भी बन जाते हैं। इसलिए, मशीन को बंद करने के समय उच्च दबाव वाली भाप का उपयोग करके उन्हें साफ करना आव

इस उद्यम की मेथनॉल उत्पादन क्षमता 2 लाख टन/वर्ष है, और वर्तमान में उत्पादन में कोई समस्या नहीं है। वर्तमान में संचालन दबाव 5.9 MPa है। टॉवर में प्रवेश करने वाली गैसों की संरचना इस प्रकार है – हाइड्रोजन 43.29%, कार्बन मोनोऑक्साइड 17.22%, कार्बन डाइऑक्साइड 2.74%, मीथेन 34.11%, नाइट्रोजन 2.63%; हाइड्रोजन 55.59%, कार्बन मोनोऑक्साइड 29.54%, कार्बन डाइऑक्साइड 2%. 17%, मीथेन 10.02%, नाइट्रोजन 2.57%

चीनी विज्ञान अकादमी की शान्सी कोयला-रसायन अनुसंधान संस्था एवं साइडिंग इंजीनियरिंग कंपनी ने मेथनॉल से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने हेतु एक तकनीक विकसित की है। इस तकनीक में मेथनॉल को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि संशोधित ZSM-5 आणविक छाननी को उत्प्रेरक के रूप में प्रयोग में लाया जाता है। 0.1–5.0 MPa के संचालन दबाव एवं 300–460°C के संचालन तापमान पर, तथा 0.1–6.0 h⁻¹ की दर से कच्चे तरल पदार्थ को उत्प्रेरित करके आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन जैसे उत्पाद बनाए जाते हैं।； शीतलन एवं पृथक्करण के द्वारा, गैसीय अवस्था में मौजूद कम-कार्बन वाले हाइड्रोकार्बनों को तरल अवस्था में मौजूद C5+ हाइड्रोकार्बनों से अलग किया जाता है। ； तरल अवस्था में मौजूद C5+ हाइड्रोकार्बनों को अलग करके, एरोमैटिक एवं नॉन-एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन प्राप्त किए जाते ह इस आविष्कार की विशेषताएँ हैं – अरोमेटिक हाइड्रोकार्बनों के प्रति उच्च चयनात्मकता, एवं प्रक्रिया संचालन में लचीलापन। यह तकनीक बड़े पैमाने पर मेथनॉल के अवरोही रूपांतरण की तकनीक है; इसका लक्ष्य उत्पाद BTX-आधारित एरोमैटिक्स है। MoHZSM-5 (आयन विनिमय) आणविक स्वर्णिम रेत को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग करके, मेथनॉल को कच्चे पदार्थ के रूप में इस्तेमाल किया गया। T=380–420°C, सामान्य दबाव, LHSV=1 हर्ट्ज़-1 की परिस्थितियों में, मेथनॉल का रूपांतरण दर 99% से अधिक रहा; तरल उत्पादों की चयनात्मकता 33% से अधिक रही (मेथनॉल के द्रव्यमान के आधार पर), जबकि गैसीय उत्पादों की चयनात्मकता 10% से कम रही। तरल उत्पाद में एरोमैटिक हाइड्रोकार्बनों की मात्रा 60% से अधिक है। प्रयोगशाला में उत्प्रेरकों का चयन एवं मूल्यांकन, साथ ही बार-बार पुनर्उपयोग हेतु परीक्षण भी पूर्ण हो चुके हैं। उत्प्रेरकों का एकल उपयोग जीवनकाल 20 दिनों से अधिक है, जबकि कुल जीवनकाल लगभग 8000 घंटों से अधिक होने की अपेक्षा है। इस तकनीक के सह-विकास की प्रक्रिया औद्योगिक प्रदर्शन चरण में पहुँच गई है; 1–1 लाख टन/वर्ष मेथनॉल उत्पादन क्षमता वाले औद्योगिक प्रदर्शन संयंत्र का इंजीनियरिंग डिज़ाइन एवं निर्माण पूरा हो चुका है। फरवरी 2012 के अंत में, साइडिंग कंपनी द्वारा डिज़ाइन किया गया इनर मंगोलिया के किंगहुआ ग्रुप का 1 लाख टन/वर्ष क्षमता वाला मेथनॉल से आरोमैटिक्स बनाने का संयंत्र पहले ही प्रयास में सफलतापूर्वक चालू हो गया, एवं परियोजना सुचारू रूप से शुरू हो गई। यह, साइडिंग द्वारा चीनी विज्ञान अकादमी के शान्सी कोयला-रसायन विज्ञान संस्थान के सहयोग से विकसित “मेथनॉल से एक ही चरण में हाइड्रोकार्बन उत्पाद बनाने की प्रक्रिया” नामक पेटेंट प्रौद्योगिकी के आधार पर विकसित, चीन में निर्मित पहला मेथनॉल से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्पादन संयंत्र है। 5 जुलाई, 2012 को, किंगहुआ समूह की 5 लाख टन कोयला-टार को हल्के रूप में परिवर्तित करने, 1 लाख टन मेथनॉल से एरोमैटिक्स बनाने, एवं 10 मिलियन टन की क्षमता वाली लॉजिस्टिक्स सुविधाओं के निर्माण हेतु दूसरे चरण की परियोजनाओं का निर्माण इनर मंगोलिया के अलशान लियांग विकास क्षेत्र में शुरू हुआ। किंगहुआ समूह की इस परियोजना में प्रति वर्ष 5 लाख टन कोयला-टार को हल्के रूप में बदलने हेतु कुल 42.8 अरब युआन का निवेश किया जा रहा है। इस परियोजना में कच्चे माल के पूर्व-विभाजन हेतु उपकरण, जलनिकासी एवं अपशिष्ट निकालने हेतु उपकरण, अभिक्रिया हेतु उपकरण एवं विभाजन हेतु उपकरण शामिल हैं। इसके अलावा, कोक-ओवन से हाइड्रोजन उत्पादन हेतु उपकरण, भंडारण एवं परिवहन हेतु उपकरण, 2×75 टन/घंटा क्षमता वाले सर्कुलेटिंग फ्लो-बेड बॉयलर, तथा बिजली, पानी एवं पर्यावरण संरक्षण हेतु आवश्यक उपकरण भी शामिल हैं। इस परियोजना के निर्माण के बाद, प्रति वर्ष 12.22 लाख टन नंबर 1 हल्का कोयला-टार, 28.5 लाख टन नंबर 2 हल्का कोयला-टार, एवं 8.038 लाख टन कोयला-अरेबिक उत्पन्न हो सकेगा। 1 लाख टन मेथनॉल से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने वाली इस परियोजना के शुरू होने के बाद, प्रति वर्ष 75,000 टन आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन, 22,500 टन तरल गैस, एवं 3,400 टन शुष्क गैस उत्पन्न हो सकेगी। इस परियोजना के कई लाभ हैं, जैसे कि कच्चे माल की उपलब्धता अधिक होना, तकनीक परिपक्व होना, उत्पाद में इथिलीन एवं प्रोपिलीन का अनुपात समायोजित किया जा सकना, एवं कम अपशिष्ट उत्पन्न होना।

त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय की “सर्कुलेटिंग फ्लूइडाइज्ड बेड मेथनॉल-आधारित एरोमेटिक्स निर्माण तकनीक” (FMTA) का उपयोग करके, डाटांग इंटरनेशनल ने इनर मंगोलिया के डुलुन में 10 लाख टन/वर्ष की क्षमता वाला पीटीए (PTA) उत्पादन संयंत्र स्थापित किया है। इस परियोजना की मूल तकनीक, त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय द्वारा विकसित “मेथनॉल से एरोमैटिक्स निर्माण” (FMTA) तकनीक है। इसमें फ्लो-बेड रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है, एवं इसकी क्षमता 10,000 टन/वर्ष एरोमैटिक्स (डाइक्सीलीन) है। यह प्रयोगात्मक संयंत्र, डुलुन कोयला रसायन उद्योग की पहली परियोजना में उत्पन्न होने वाले मेथनॉल सामग्री का उपयोग करके एरोमैटिक्स उत्पन्न करता है। त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय ने भी हुआलू कंपनी के साथ मिलकर 30,000 टन/वर्ष की क्षमता वाला मेथनॉल से आरोमैटिक्स बनाने हेतु एक औद्योगिक पायलट संयंत्र निर्मित किया है। चीन की हुआडियान ग्रुप कंपनी, शान्सी के उत्तरी हिस्से में स्थित ऊर्जा-रसायन उद्योग क्षेत्र में, कोयले से एरोमैटिक्स बनाने हेतु पहला प्रोटोटाइप उपकरण एवं औद्योगिक संयंत्र बनाने जा रही है। इससे एरोमैटिक्स उत्पादन हेतु एक नयी तकनीकी प्रक्रिया विकसित होगी। परियोजना की योजना के अनुसार, चाइना हुआडियान पहले 10,000 टन/वर्ष क्षमता वाले कोयला-आधारित एरोमेटिक्स उत्पादन संयंत्रों का निर्माण करेगा। साथ ही, 3 मिलियन टन/वर्ष क्षमता वाले कोयला-आधारित मेथनॉल उत्पादन संयंत्रों एवं 1 मिलियन टन/वर्ष क्षमता वाले एरोमेटिक्स उत्पादन संयंत्रों का निर्माण भी शुरू किया जाएगा। त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय द्वारा विकसित, स्वतंत्र बौद्धिक संपदा वाली “सर्कुलेटिंग फ्लो-एडेड बेड तकनीक” के द्वारा कोयले से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्पन्न किए जा सकते हैं। इस तकनीक में मेथनॉल ही कच्चा माल है। 100 टन/वर्ष क्षमता वाला प्रयोगात्मक उपकरण हजारों घंटों तक निरंतर एवं स्थिर रूप से कार्य कर रहा है; इसलिए इसे औद्योगिक उत्पादन हेतु उपयोग में लाने की स्थिति में माना जा सकता है। 　 मार्च 2011 के अंत में, शान्सी प्रांत के यूलिन में “हुआडियान यूहेंग कोयला-आधारित आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्पादन परियोजना” का निर्माण शुरू हुआ। इस परियोजना में कुल लगभग 381 अरब युआन का निवेश किया जाएगा। इसमें चिंगहुआ विश्वविद्यालय द्वारा विकसित, स्वतंत्र बौद्धिक संपदा वाली तकनीक का उपयोग किया जाएगा; ऐसी ही तकनीक का उपयोग देश में पहली बार कोयले से मेथनॉल बनाने हेतु किया गया है। इस परियोजना में लाखों टन क्षमता वाले मेथनॉल-आधारित आरोमै वर्ष 2011 में, पहले 100 मिलियन युआन का निवेश दस हजार टन क्षमता वाली औद्योगिक परीक्षण परियोजनाओं में किया गया। डोंगहुआ टेक्नोलॉजी कंपनी ने जनवरी 2013 के मध्य में एक घोषणा जारी की। इस घोषणा में बताया गया कि शान्सी हुआदियान यूहेंग कोयला-रसायन उद्योग लिमिटेड द्वारा शान्सी के ऊर्जा-रसायन उद्योग क्षेत्र में निर्मित दुनिया का पहला “कोयले से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने वाला प्रयोगात्मक संयंत्र” सफलतापूर्वक कार्य करने लगा है। पहली ही बार में ही इस संयंत्र में आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन उत्पन्न हो गए, जिससे पूरी प्रक्रिया सफल रही। जानकारी के अनुसार, हुआडियान परियोजना में लाखों टन क्षमता वाले कोयला-आधारित मेथनॉल से आरोमैटिक्स बनाने हेतु संयंत्रों का निर्माण किया जा रहा है। यह प्रयोगात्मक संयंत्र, मेथनॉल से आरोमैटिक्स बनाने संबंधी पहले चरण के औद्योगिक परीक्षण परियोजना का ही ह फरवरी 2013 के शुरुआती दिनों में, हुआदियन कोल इंडस्ट्री ग्रुप द्वारा निवेशित एवं हुआदियन कोल इंडस्ट्री तथा चिंगहुआ विश्वविद्यालय द्वारा संयुक्त रूप से विकसित, दस हजार टन क्षमता वाली फ्लुइडाइज्ड बेड मेथनॉल-टू-एरोमैटिक्स औद्योगिक परीक्षण परियोजना शानशी प्रांत के युलिन-यूहेंग कोयला रसायन औद्योगिक पार्क में सफलतापूर्वक पूरी हुई। पहली बार कच्चे माल को प्रसंस्कृत करने पर मेथनॉल का रूपांतरण-दर 99.99% से अधिक रहा; तेलीय उत्पादों में ** (मुख्य रूप से टोल्यूइन, डाइटोल्यूइन एवं ट्राइटोल्यूइन) की मात्रा 90% से अधिक रही। 1 जनवरी, 2015 तक, कुल मिलाकर लगभग 100 टन मेथनॉल कच्चा माल के रूप में इस्तेमाल किया गया। यह उपकरण 54 घंटों तक स्थिर रूप से कार्य करता रहा। औद्योगिक परीक्षणों में एक बार ही सफलतापूर्वक आग लगाई जा सकी, एवं एक ही बार में ही उत्पादन प्रक्रिया सफलतापूर्वक पूरी हुई। इस प्रकार, महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ सफलतापूर्वक पूरी हो गईं।

हेनान कोयला-रसायन समूह अनुसंधान संस्थान एवं बीजिंग रसायन विज्ञान विश्वविद्यालय द्वारा संयुक्त रूप से विकसित “कोयला-आधारित मेथनॉल से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने” संबंधी परियोजना का मध्यावधि मूल्यांकन अगस्त 2011 में पूरा हुआ। इस परियोजना के कारण आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने की प्रक्रिया पारंपरिक तेल-आधारित विधियों के बजाय कोयला-आधारित विधियों से हो सकेगी। जून 2010 में इस परियोजना की शुरुआत होने के बाद से, हेनान कोयला-रसायन समूह अनुसंधान संस्थान एवं बीजिंग रसायन इंजीनियरिंग विश्वविद्यालय ने इस परियोजना से संबंधित विभिन्न विषयों पर गहन अनुसंधान किया है। इनमें मेथनॉल के आरोमेटाइजेशन हेतु उपयोग में आने वाले उत्प्रेरकों के गुणों में सुधार, डाइक्सीलीन के आइसोमराइजेशन, बेंजीन एवं टोलुइन के अल्किलीकरण प्रक्रियाओं का विकास, एवं कोयले से मेथनॉल बनाकर आरोमेटिक यौगिकों तैयार करने हेतु प्रक्रियाओं का डिज़ाइन शामिल है। इन अनुसंधानों से कुछ महत्वपूर्ण परिणाम भी प्र इस परियोजना में सर्वोत्तम उत्प्रेरकों एवं अनुकूल अभिक्रिया परिस्थितियों की पहचान की गई। संयंत्र के आकार, रिएक्टरों के प्रारंभिक डिज़ाइन एवं महत्वपूर्ण उपकरणों संबंधी मापदंडों का निर्धारण भी किया गया। इस प्रकार, कोयले-आधारित मेथनॉल से एरोमैटिक्स बनाने संबंधी तकनीक का एक पूर्ण ढाँचा विकसित किया गया। विभिन्न तकनीकी संकेतक अपेक्षित लक्ष्यों तक पहुँच गए हैं; उत्प्रेरक की एकल-चक्र आयु, बेंजीन अल्काइलेशन दर आदि संकेतक अपेक्षा से अधिक होकर उच्च स्तर पर पहुँच गए हैं। इसके बाद, शोधकर्ता 10,000 टन क्षमता वाले प्रक्रिया-पैकेजों के डिज़ाइन में तेज़ी लाएंगे, ताकि मेथनॉल से आरोमैटिक हाइड्रोकार्बन बनाने संबंधी प्रक्रियाओं का परीक्षण किया जा सके। इसके अलावा, चाइना फाइव-रिंग इंजीनियरिंग कंपनी ने मेथनॉल को एरोमैटिक्स में परिवर्तित करने हेतु कैटालिटिक रूपांतरण प्रक्रिया संबंधी परीक्षणात्मक डिज़ाइन

किसी कंपनी में सिंथेटिक तेल उत्पादन हेतु प्रयोग में आने वाली प्रक्रिया में, मेथनॉल टैंकों से आने वाले शुद्ध मेथनॉल को मेथनॉल पंप की सहायता से 2.0 मेगापास्कल के दबाव पर लाया जाता है; इसका प्रवाह दर 38.8 मीटर³/घंटा होती है। इसके बाद यह मेथनॉल प्रीहीटर में जाता है, जहाँ इसका तापमान 160°C एवं दबाव 1.95 मेगापास्कल तक पहुँच जाता है। इसके बाद यह मेथनॉल वाष्पीकरण यंत्र में जाता है, जहाँ इसका तापमान लगभग 162°C एवं दबाव 1.9 मेगापास्कल तक पहुँच जाता है। इसके बाद यह मेथनॉल ओवरहीटर में जाता है, जहाँ इसका तापमान 340°C तक पहुँच जाता है; इसके बाद यह चक्रीय गैस के साथ मिलकर सिंथेटिक तेल उत्पादन हेतु उपयोग में आने वाले रिएक्टर में जाता है। उत्प्रेरक की मदद से, इसका संश्लेषण पानी, हाइड्रोकार्बन एवं हाइड्रोजन के मिश्रण के रूप में होता है। अभिक्रिया मिश्रण टॉवर से बाहर आने के बाद, दो मार्गों से पीछे की प्रणाली में जाता है: पहला मार्ग मेथनॉल ओवरहीटर में जाता है, जहाँ ऊष्मा-आदान-प्रदान होता है (इसका एक छोटा हिस्सा स्टीम जनरेटर में जाकर वरामदा भाप उत्पन्न करता है)। ； दूसरा मार्ग, चक्रीय गैस हीट एक्सचेंजर के ट्यूबों में से होकर जाता है; इसमें से कुछ गैस नमूना लेने वाले सिस्टम में जाती है, ताकि उसका विश्लेषण किया जा सके। ； इनमें सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि मेथनॉल ओवरहीटर में प्रवेश करने वाली गैसों का तापमान, सर्कुलेशन एयर हीट एक्सचेंजर में ऊष्मा-आदान-प्रदान के बाद 320°C से अधिक रखा जाना चाहिए; ताकि वे गैसें सिंथेटिक ऑयल रिएक्टर में प्रवेश कर सकें। शेष गैसों का उपयोग वरामदार उत्पन्न करने हेतु किया जाता है। मेथनॉल प्रीहीटर के आउटलेट से, मेथनॉल ओवरहीटर के आउटलेट से, एवं सिंथेटिक ऑयल रिएक्टर के आउटलेट से निकलने वाली गैसें 110°C पर मिल जाती हैं। इसके बाद ये गैसें सिंथेसाइज्ड गैस एयर कूलर में जाकर 80°C तक ठंडी हो जाती हैं। फिर ये गैसें सिंथेसाइज्ड गैस कूलर में जाकर 40°C तक और ठंडी हो जाती हैं। अंत में, ऑयल-वॉटर सेपरेटर में गैस, तरल पदार्थ एवं पानी अलग-अलग हो जाते हैं। मोटे पेट्रोल को गैस निकालने वाले टॉवर में भेजा जाता है; वहाँ से इसे तेल अलग करने की प्रक्रिया में भेजा जाता है, जिससे अंतिम उत्पाद प्राप्त होता है। गैस को मुख्य रूप से सर्कुलेटिंग गैस कंप्रेसर की मदद से 2.0 मेगापास्कल तक दबाया जाता है; इसके बाद यह सर्कुलेटिंग गैस एक्सचेंजर में जाकर 320°C से अधिक तापमान पर गर्म हो जाती है, और फिर ओवरहीटेड मेथनॉल के साथ मिलकर सिंथेटिक ऑयल रिएक्टर में जाती है। इसका एक हिस्सा “रिलीफ गैस” के रूप में ऑयल सेपरेशन प्रक्रिया में प्रयोग में आता है; जहाँ यह हाइड्रोकार्बनों को अवशोषित करता है। इससे सिस्टम में आवश्यक मात्रा में निष्क्रिय गैस बनी रहती है, जिससे संश्लेषण अभिक्रियाओं में सहायता मिलती है। प्रक्रिया जल को प्रक्रिया जलपंपों के माध्यम से जैव-रासायनिक उपचार हेतु भेजा जाता ह

उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, मेथनॉल निर्माण प्रक्रिया में बेंजीन का उत्पादन नहीं होना चाहिए। लेकिन इस कंपनी के मेथनॉल निर्माण संयंत्र में उपयोग होने वाले गैस-से-गैस ऊष्मा-आदान उपकरणों में चिपचिपे पदार्थ जम गए। ऐसी स्थिति में संयंत्र को बंद करने हेतु उच्च दबाव वाली भाप का उपयोग किया जाता है। इस पर गहन अध्ययन किया जाना आवश्यक है।

मुख्य रूप से, बेंजीन की मात्रा ही महत्वपूर सिंथेटिक गैस से निकाले गए CO2 में भी थोड़ी मात्रा में बेंजीन होता है।