کیٹالیٹک ریفارمنگ عمل کی ترقی کا سفر

Thread Content

سن 1911 میں، روسی کیمیاء داں زیلنسکی نے کیٹالیٹک ریفارمنگ کے بنیادی ردِعمل کی دریافت کی۔ کیٹالسٹ کی موجودگی میں، خام گیسولین کے مرکبات کی ساختوں کو نئی ساختوں میں تبدیل کرنے کے عمل کو “کیٹالیٹک ریفارمنگ” کہا جاتا ہے۔ کیٹالیٹک ریفارمنگ کو، استعمال ہونے والے کیٹالسٹ کی قسم کے لحاظ سے، پلیٹینم ریفارمنگ، پلیٹینم-ریئیریم ریفارمنگ، اور ملٹی میٹل ریفارمنگ میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ کیٹالیٹک ریفارمنگ کے عمل میں بنیادی طور پر سائکلوالکینز کا ڈی ہائڈروجنیشن، الکینز کا سائکلائزیشن اور ڈی ہائڈروجنیشن جیسے ردِعمل واقع ہوتے ہیں، جن کے نتیجے میں آرومیٹک ہائڈروکاربنز تشکیل پاتے ہیں۔ ساتھ ہی الکینز کی آئسومرائزیشن اور ہائڈروجنیشن فریکشن جیسے ردِعمل بھی واقع ہوتے ہیں ری ایکٹیویشن کے نتیجے میں حاصل ہونے والے مرکبات میں بنیادی طور پر آرومیٹک ہائڈروکاربنز اور آئسومرک ہائڈروکاربنز شامل ہیں؛ ان کی آکٹین اقدار بہت زیادہ ہوتی ہیں، جبکہ الینز اور سلفر کی مقدار بہت کم ہوتی ہے۔ لہذا، کیٹالیٹک ری ایکٹیویشن کے ذریعے اعلیٰ آکٹین اقدار والا صاف پیٹرول حاصل کیا جاسکتا ہے۔ ساتھ ہی، کیٹالیٹک ری ایکٹیویشن بینزین، ٹولوین اور ڈائی میتھائل بینزین جیسے ہلکے آرومیٹک ہائڈروکاربنز اور ہائڈروجن کی پیداوار کا بھی ایک اہم ذریعہ ہے۔ مونیشیم (کروم) کی کیٹالیٹک ریفارمیشن کے لئے، سن 1940 میں امریکہ میں پہلا کیٹالیٹک ریفارمیشن پلانٹ قائم کیا گیا، جس میں MnO3/Al2O3 یا Cr2O3 کیٹالسٹ استعمال کئے گئے۔ ری ایکشن کو 480–530 ڈگری سیلسیس، 1.0–2.0 میگا پاسکل (H2 کا دباؤ) کے حالات میں فکسڈ بیڈ ری ایکٹر میں انجام دیا جاتا ہے۔ استعمال کیے جانے والے کیٹالسٹ کے لحاظ سے، اسے مولیبڈینم ریفارمنگ یا کرومیئم ریفارمنگ بھی کہا جاتا ہے؛ اسے ہائڈروجن ریفارمنگ بھی کہا جاتا ہے۔ اس عمل کے ذریعہ اعلیٰ اوکٹین ویلیو والا پیٹرول حاصل کیا جاسکتا ہے۔ اس عمل کا فائدہ یہ ہے کہ پٹرول کی پیداوار، حرارتی ریفارمنگ کے مقابلے میں کافی زیادہ ہوتی ہے، اور اس کی استحکام بھی بہتر ہو جاتا ہے۔ مولیبڈینم (کروم) کے استعمال سے ریفارمنگ کے عمل میں کچھ خامیاں ہیں؛ جیسے کہ کیٹالسٹ کی سرگرمی اور ایرومیٹک عمل کی درستگی کم ہے۔ کاربن کی تہ جلدی بنتی ہے، جس کی وجہ سے کیٹالسٹ کی سرگرمی میں استحکام نہیں رہتا۔ ردِعمل کا دورانیہ بھی مختصر ہے؛ 4 سے 12 گھنٹوں کے بعد کیٹالسٹ کو دوبارہ استعمال کے لئے جلانا پڑتا ہے۔ اس عمل میں پروسس کی مقدار کم ہوتی ہے، اور آپریشن کے اخراجات بھی زیادہ ہوتے ہیں۔ حاصل ہونے والے پیٹرول کی مقدار اور اسکی اوکٹین ویلیو اب بھی کم ہی ہے۔ لہٰذا، دوسری جنگ عظیم کے بعد، مولیبڈینم (کروم) کی تصفیہ کا عمل مزید جاری نہ رہ سکا۔ 2. تجدیدی اور نیم تجدیدی طریقوں سے پلیٹینم (ریئم) کی تصفیہ: سن 1949 میں، امریکی کمپنی یو او پی (UOP) نے قیمتی دھات پلیٹینم پر مبنی تصفیہ کار کیٹالسٹ (Pt/Al2O3) کو کامیابی سے تیار کیا۔ Pt/Al2O3 ریفارمنگ کیٹالسٹ کی ایجاد نے، کیٹالیٹک ریفارمنگ کے میدان میں ایک نئے دور کا آغاز کیا۔ اس کیٹالسٹ کی سرگرمی بہت زیادہ ہے؛ یہ MnO3/Al2O3 کیٹالسٹ کے مقابلے میں دس گنا زیادہ سرگرم ہے، جبکہ Cr2O3 کیٹالسٹ کے مقابلے میں یہ 100 گنا زیادہ سرگرم ہے۔ ردِعمل نسبتاً ہلکے حالات میں وقوع پذیر ہوتا ہے، انتخابی صلاحیت بہتر ہے، مائع مصنوعات کی پیداواری شرح زیادہ ہے، کیٹالسٹ کی سطح پر کاربن کی تہ جمنے کی رفتار کم ہے، استحکام بہتر ہے، اور مسلسل ردِعمل کا دورانیہ طویل ہے؛ لہذا اسے بغیر دوبارہ تیار کیے ہی چھ ماہ سے ایک سال تک مسلسل استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسی وجہ سے، Pt/Al2O3 کیٹالسٹوں نے 50 اور 60 کی دہائیوں میں تیزی سے ترقی کی، اور جلد ہی مولیبڈینم اور کروم آکسائڈ پر مبنی کیٹالسٹوں کی جگہ لے لی۔ پٹرول کی اوکٹین ویلیو اور آرومیٹکس کی پیداوار کو بہتر بنانے کے لئے، کیٹالیٹک ریفارمنگ یونٹس کے آپریشن کے دباؤ کو بڑھانا ضروری ہے؛ اس کی وجہ سے کیٹالسٹ پر کاربن کی تہ جمنے کی رفتار بڑھ جاتی ہے، اور کیٹالسٹ کی کارکردگی تیزی سے کم ہو جاتی ہے۔ اس تضاد کو حل کرنے کے لئے، “فکسڈ بیڈ ریجنریٹو پلیٹینم ریفارمنگ” (4–5 ری ایکٹرز کے باری باری استعمال سے) اور “سیمی ریجنریٹو پلیٹینم ریفارمنگ” (4–5 ری ایکٹرز کے باری باری استعمال سے) جیسے طریقے استعمال کئے گئے۔ سن 1967 میں، امریکی کمپنی شیورون نے Pt-Re/Al2O3 نامی دومعدنیاتی ریفارمنگ کیٹالسٹ کی تخلیق میں کامیابی حاصل کی؛ اسے “رینیفارمنگ” (RHENIFORMING) نام دیا گیا۔ خود کو بتایا جاتا ہے کہ کیٹالسٹ ری ایکشن ایک نئے ترقیاتی مرحلے میں داخل ہو گیا ہے۔ Pt-Re/Al2O3 ڈبل میٹل ریفارمنگ کیٹالسٹ میں نہ صرف سرگرمی میں بہتری آئی ہے، بلکہ انتخابی خصوصیات میں بھی واضح اضافہ ہوا ہے۔ سب سے اہم بات یہ ہے کہ اس کی استحکام کی صلاحیت Pt/Al2O3 کیٹالسٹ کے مقابلے میں کافی حد تک بہتر ہے۔ اس کی بدولت ریفارمنگ یونٹ کو کم دباؤ (1.5–2.0 MPa) پر بھی طویل عرصے تک کام کرنے کی سہولت ملتی ہے۔ ہائڈروکاربنز کی ارینیکیشن کی صلاحیت میں بھی واضح بہتری آئی ہے، اور اس طرح یہ کیٹالسٹ Pt/Al2O3 کیٹالسٹ کا بہتر متبادل ثابت ہوا ہے۔ برسوں کے دوران، مختلف ممالک نے مختلف قسم کے دویا کثیر دھاتی ری ایکٹیویٹرز تیار کیے، جیسے Pt-Re، Pt-Sn، Pt-Ge وغیرہ۔ 3. مسلسل ریفارمنگ کے طریقہ کار میں، روایتی نیم-ریجنریٹو کیٹالیٹک ریفارمنگ کے مقابلے میں، ری ایکٹر میں موجود کیٹالسٹ کو بغیر پلانٹ کو بند کیے ہی ری جنریٹر میں بھیج کر دوبارہ استعمال کیا جاسکتا ہے۔ فی الحال، دنیا میں مسلسل ری ایکٹیویشن کے عمل سے متعلق دو بڑی تکنیکیں ہیں؛ پہلی تکنیک امریکی کمپنی UOP کی جانب سے تیار کردہ CCR پلیٹ فارمنگ ٹیکنالوجی ہے، جبکہ دوسری تکنیک فرانسیسی کمپنی IFP کی جانب سے تیار کردہ آکٹانائزنگ ٹیکنالوجی ہے۔ 4. ہمارے ملک میں کیٹالیٹک ریفارمنگ کی ترقی: سن 1967 میں، ہمارے ملک میں پہلا کیٹالیٹک ریفارمنگ کا صنعتی پلانٹ داچنگ میں قائم کیا گیا اور وہاں اس کا استعمال شروع ہو گیا۔ 70 کی دہائی کے بعد، ہمارے ملک نے 3741، 3752، CB-4 جیسے ڈبل میٹل ریفارمنگ کیٹالسٹ تیار کرنے میں کامیابی حاصل کی۔ 80 کی دہائی میں، چینی پیٹرولیم اور کیمیکل انجینئرنگ ریسرچ انسٹی ٹیوٹ (RIPP) اور فوشون پیٹرولیم اور کیمیکل انجینئرنگ ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے بالترتیب CB-5، CB-6، CB-7، CB-8 جیسے پلیٹینم-ریئمیم دومعدنی کیٹالسٹ، اور PS-Ⅵ جیسے پلیٹینم-ٹن کیٹالسٹ تیار کیے۔ 1986 میں، ہمارے ملک میں پہلی بار کیٹالسٹ کے ذریعہ مسلسل تصفیہ کا عمل کامیابی سے انجام دیا گیا، اور اس عمل کو صنعتی پیمانے پر بھی استعمال کیا گیا۔ سال 1994 میں، GCR-10 کیٹالسٹ کو سینوپیک کے گوانگزو پیٹروکیمیکل پلانٹ میں UOP ٹیکنالوجی کے ذریعہ چلنے والے کنٹینیوس ریفارمنگ پلانٹس میں صنعتی استعمال کے لئے استعمال کیا گیا۔ آر آئی پی پی کی جانب سے تیار کردہ، اور سینوپیک چانگلنگ شاخ د्वारا صنعتی سطح پر تیار کیا جانے والا PS-Ⅶ قسم کا کنٹینیوس ریفارمنگ کیٹالسٹ، اعلیٰ پلیٹینیم کی مقدار، اعلیٰ Sn/Pt تناسب، اعلیٰ سطحی رقبہ، اور دو مراحلہ ڈائپنگ طریقہ کار کا استعمال کرتا ہے۔ اس میں A/B قسم کے اضافی اجزاء بھی شامل ہیں، جن کی وجہ سے اس کی انتخابی صلاحیت بہتر ہے، کاربن جماؤ کی شرح کم ہے، اور یہ بہت مستحکم بھی ہے۔ جون 2001 میں، سینوپیک چانگلنگ ریفائنری کمپنی کے 500 کلو ٹن/سال کی صلاحیت والے لو وولٹیج ریفارمر آلے کو پہلی بار کامیابی سے چلایا گیا۔