एमटीबीई एवं ईटीबीई की तुलना

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एमटीबीई एवं ईटीबीई की तुलना – पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बेहतर बनाने हेतु उपयोग में आने वाले ये पदार्थ/अतिरिक्त पदार्थ, उच्च ऑक्टेन मान वाले पेट्रोल बनाने संबंधी तकनीकों का ही हिस्सा हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में पेट्रोल को बेहतर बनाने हेतु तीन कानूनी रूप से अनुमोदित पदार्थ हैं, अर्थात्: a) एमटीबीई (मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर), b) इथेनॉल (EtOH), एवं c) ईटीबीई (एथिल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर)। ईटीबीई, इथेनॉल एवं एमटीबीई – ये सभी ऐसे गैसोलीन सुधारक या अतिरिक्त पदार्थ हैं। इन्हें उचित अनुपात में पेट्रोल में मिलाने से न केवल पेट्रोल के गुण सुधरते हैं, बल्कि यह पर्यावरण के लिए भी लाभदायक होता है। (बिना सीसे के, बिना प्रदूषण के)। (1) एमटीबीई (मिथाइल टर्शियरी ब्यूटिल ईथर): मिथाइल टर्शियरी ब्यूटिल ईथर – इसकी अधिकतम मात्रा 15 वॉल्यूम% हो सकती है। यह एक अल्फा-हेक्सेनोइक ईथर है; इसका आणविक सूत्र C5H12O है, आणविक वजन 88.14 है, घनत्व 20°C पर 0.741 है, एवं चिपचिपाहट 20°C पर 0.27 है। इसकी गंध ईथर जैसी होती है। मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (MTBE), ऑक्टेन वैल्यू को बेहतर बनाने हेतु उपयोग में आने वाला सबसे पहला ईथर है। 1979 में, जब अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी ने MTBE को गैर-सीस वाले पेट्रोल में उपयोग हेतु अनुमोदित किया, तब से इसका उपयोग अमेरिका में पेट्रोल में मिश्रण हेतु व्यापक रूप से किया जा रहा है। एमटीबीई का उबलने का तापमान काफी कम होता है; इसे पेट्रोल में मिलाने से पेट्रोल के आपेक्षिक तापमान में कमी आ जाती है। इस प्रभाव के कारण, अत्यधिक ऑक्टेन वैल्यू वाला पेट्रोल उत्पन्न करने वाली रिफाइनरियों को बहुत आर्थिक लाभ हुआ। वर्तमान में आमतौर पर MTBE (मिथाइल टर्ट-ब्यूटाइल ईथर) का ही उपयोग किया जाता है। चूँकि इसका उत्पादन कठिन है, इसलिए हमारे देश सहित कई देश इसे आयात पर ही निर्भर हैं। हाल के वर्षों में, वैज्ञानिक अनुसंधानों से MTBE की कमियाँ सामने आई हैं: यह आसानी से विघटित नहीं होता, एवं यह भूजल को प्रदूषित करता है। ； इसमें हल्की सी गंध होती है, जिससे ड्राइवर को असुविधा होती है; इसके कारण मतली, आँखों में दर्द, फोड़े आदि जैसी समस्याएँ हो सकती हैं। अमेरिका ने हाल ही में “स्वच्छ ईंधन अधिनियम” पारित किया है; इसके तहत आने वाले 4 वर्षों में MTBE के उपयोग पर प्रतिबंध लग जाएगा। यूरोप में इथेनॉल की वृद्धि का अधिकांश हिस्सा एथिल-टर्ट-ब्यूटाइल ईथर (ETBE) के रूप में ही होने की संभावना है। (2) ईटीबीई (एथिल टर्शियरी ब्यूटिल ईथर): एथिल टर्शियरी ब्यूटिल ईथर की अधिकतम मात्रा 17 वॉल्यूम प्रतिशत हो सकती है। इसे 47% इथेनॉल एवं 53% आइसोब्यूटीन के मिश्रण से बनाया जाता है। एमटीबीई की तरह ही, ईटीबीई को भी पेट्रोल में मिलाया जाता है; ऐसा करने से पेट्रोल में इथेनॉल मिल जाता है। ईटीबीई, एमटीबीई की तुलना में न केवल पेट्रोल के ऑक्टेन स्कोर को बढ़ाने में बेहतर है, बल्कि इसका उपयोग सह-विलायक के रूप में भी किया जा सकता है। ईटीबीई का क्वथनांक अधिक होता है; इसलिए यह हाइड्रोकार्बनों के साथ मिलकर कोई संयुग्मित क्वथन यौगिक नहीं बनाता। इससे एक ओर इंजन के अंदर हवा का प्रतिरोध कम होता है, वहीं दूसरी ओर वाष्पीकरण से होने वाला नुकसान भी कम हो जाता है। ईटीबीई को ऑक्सीजन-प्रेमी सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित किया जा सकता है, लेकिन एमटीबीई को ऐसा नहीं किया जा सकता। ईटीबीई, पेट्रोल के ऑक्टेन मान को बढ़ाने में मदद करता है; साथ ही, एमटीबीई वाले पेट्रोल की तुलना में इससे पेट्रोल की आर्थिक एवं सुरक्षा संबंधी विशेषताएँ भी बेहतर हो जाती हैं। इसलिए, इसकी बाजार में बहुत ही अधिक संभावनाएँ हैं। तुलनात्मक निष्कर्ष: ए. MTBE की तुलना में, ETBE न केवल पेट्रोल के ऑक्टेन संख्या को बढ़ाने में मदद करता है, बल्कि इसका उपयोग सह-विलायक के रूप में भी किया जा सकता है। इसके अलावा, इससे पेट्रोल की किफायत एवं सुरक्षा दोनों ही MTBE मिलाए गए पेट्रोल की तुलना में बेहतर हो जाती है। बी. ईटीबीई का क्वथनांक अधिक होता है; इसलिए यह हाइड्रोकार्बनों के साथ मिलकर कोई संयुग्मित क्वथन यौगिक नहीं बनाता। इससे एक ओर इंजन के अंदर हवा का प्रतिरोध कम होता है, वहीं दूसरी ओर वाष्पीकरण से होने वाला नुकसान भी कम हो जाता है। सी. ईटीबीई एवं आइसोऑक्टेन का आसवन सीमा काफी संकीर्ण है; इसलिए “ड्राइवेबिलिटी इंडेक्स” में सुधार किया जा सकता है। ； DI) तथा मिश्रण करते समय VOC (वाष्पशील कार्बनिक पदार्थों) का नियंत्रण। डी. ईटीबीई में ऑक्टेन संख्या अधिक है, रे-वाष्पदाब कम है, एवं इसकी जल-घुलनशीलता एमटीबीई की तुलना में कम है। इसलिए, ईथेनॉल की तुलना में यह पेट्रोल में ऑक्सीजन-युक्त पदार्थ के रूप में अधिक उपयुक्त है। इसी कारण ईटीबीई में बाजार में बहुत अधिक संभावनाएँ हैं। 3. ETBE संश्लेषण तकनीक की वर्तमान स्थिति (विस्तार से “अनुलग्नक 2” में दिया गया है)। उत्प्रेरक-आधारित आसवन तकनीक, ETBE उत्पादन हेतु एक महत्वपूर्ण दिशा है। इसके अलावा, इथेनॉल के पुनर्प्राप्ति तकनीक भी ETBE उत्पादन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। वर्तमान में, अवशोषण-आधारित वाष्पीकरण तकनीक के द्वारा इथेनॉल का पुनर्प्राप्ति किया जा रहा है; इस तकनीक में ऊर्जा-खपत कम होती है, इसलिए इसका भविष्य उज्ज्वल है। वर्तमान में, विदेशों में ETBE का उत्पादन करने हेतु आवश्यक तकनीकें पूरी तरह विकसित हो चुकी हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, ETBE उत्पादन हेतु आवश्यक तकनीकों का उपयोग करने वाली कंपनियों में फ्रांसीसी पेट्रोलियम सोसाइटी (IFP), यूनाइटेड स्टेट्स की सीडीटेक (CDTECH) कंपनी, आर्को केमिकल टेक्नोलॉजीज (ARCO) कंपनी, यूओपी (UOP) कंपनी, एवं फिलिप्स पेट्रोलियम (Phillips) कंपनी शामिल हैं। चीन में ETBE उत्पादन तकनीक पर अनुसंधान करने वाली संस्थाएँ बहुत कम हैं, और अधिकांश संस्थाएँ अभी प्रारंभिक चरण में ही हैं। जैसे-जैसे MTBE पर धीरे-धीरे प्रतिबंध लग रहा है, ETBE संबंधी अनुसंधानों पर लोगों का ध्यान बढ़ता जा रहा है। वर्तमान में, विदेशों में ईथरों के संश्लेषण हेतु तकनीकें पूरी तरह विकसित हो चुकी हैं; MTBE, TAME एवं ETBE का औद्योगिक स्तर पर उत्पादन हो रहा है। चीन में केवल MTBE का ही बड़े पैमाने पर औद्योगिक उत्पादन हो रहा है। TAME संश्लेषण तकनीक अभी औद्योगिक उपयोग के चरण में है, जबकि ETBE संश्लेषण तकनीक अभी अनुसंधान चरण में ही है। ईटीबीई को आमतौर पर मिश्रित C4 में मौजूद आइसोब्यूटीन एवं इथेनॉल को अम्लीय उत्प्रेरकों की मदद से अभिक्रिया कराकर तैयार किया जाता है। यह एक ऊष्मा-उत्पन्न करने वाली अभिक्रिया है। औद्योगिक उत्पादन में इस अभिक्रिया हेतु आमतौर पर बड़े छिद्रों वाले सल्फ्यूरिक एसिड-आधारित आयन-विनिमय रेजिनों का ही उपयोग किया जाता है। द्वितीयक प्रतिक्रियाएँ मुख्य रूप से एथिलीन का डाइमरीकरण एवं हाइड्रेशन हैं। रिएक्टर के प्रकार के आधार पर, ETBE उत्पादन तकनीकों को “स्थिर-बेड तकनीक” एवं “उत्प्रेरक-आधारित आसवन तकनीक” में विभाजित किया जा सकता है। फिक्स्ड-बेड तकनीक का उपयोग करने से उपकरण सरल हो जाते हैं, एवं इनका संचालन भी आसान होता है। लेकिन आइसोब्यूटीन के रूपांतरण की दर थर्मोडायनामिक संतुलन के कारण सीमित रह जाती है; अधिकतम 92% तक ही रूपांतरण संभव है (उच्च तापमान/दबाव की स्थिति में)। इसके अलावा, अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग भी नहीं किया उत्प्रेरक आसवन तकनीक, अभिक्रिया के ऊष्मागतिकीय संतुलन को तोड़ देती है; इसके परिणामस्वरूप आइसोब्यूटीन का रूपांतरण दर 99.5% से अधिक हो जाता है। ईथरीकरण के बाद C4 में लगभग कोई आइसोब्यूटीन नहीं रह जाता, जिसका उपयोग 1-ब्यूटीन, ब्यूटाडाइन आदि जैसे रासायनिक कच्चे मालों के उत्पादन हेतु किया जा सकता है। इसके अलावा, अभिक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग उत्पादों के अलग करने हेतु किया जाता है, जिससे ऊर्जा की खपत कम हो जाती है इसलिए, ETBE के निर्माण हेतु उत्प्रेरक-आधारित आसवन तकनीक, औद्योगिक उत्पादन में अधिक प्रतिस्पर्धात्मक है। इस तकनीक में सबसे महत्वपूर्ण बात, उत्प्रेरकों को आसवन टॉवर में कैसे लगाया जाए, यह है। उत्प्रेरक आसवन तकनीक, ETBE उत्पादन प्रक्रिया के विकास हेतु एक महत्वपूर्ण दिशा है। इसके अलावा, इथेनॉल को पुनः प्राप्त करने की तकनीक भी ETBE उत्पादन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। वर्तमान में, अभिसरण-वाष्पीकरण झिल्ली तकनीक के द्वारा इथेनॉल को पुनः प्राप्त करने में ऊर्जा की खपत कम होती है; इसलिए इस तकनीक का भविष्य उज्ज्वल है। वर्तमान में, विदेशों में ETBE का उत्पादन करने हेतु आवश्यक तकनीकें पूरी तरह विकसित हो चुकी हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर, ETBE उत्पादन हेतु आवश्यक तकनीकों का उपयोग करने वाली कंपनियों में फ्रांसीसी पेट्रोलियम सोसाइटी (IFP), यूनाइटेड स्टेट्स की सीडीटेक (CDTECH) कंपनी, आर्को केमिकल टेक्नोलॉजीज (ARCO) कंपनी, यूओपी (UOP) कंपनी, एवं फिलिप्स पेट्रोलियम (Phillips) कंपनी शामिल हैं। चीन में ETBE उत्पादन तकनीक पर अनुसंधान करने वाली संस्थाएँ बहुत कम हैं, और अधिकांश संस्थाएँ अभी प्रारंभिक चरण में ही हैं।