पायरोलिसिस क्या है? आधुनिक रासायनिक उद्योग के लिए इसका क्या महत्व है? आइए इस मुद्दे को एक साथ देखें।
हाइड्रोकार्बन के पायरोलिसिस के बारे में
तो, पायरोलिसिस क्या है? इस प्रक्रिया की परिभाषा में ऑक्सीजन की उपस्थिति के बिना कार्बनिक यौगिक का थर्मल अपघटन शामिल है। तेल उत्पाद, कोयला, लकड़ी इस तरह के विघटन के संपर्क में हैं। प्रक्रिया पूरी होने के बाद, संश्लेषण गैस और साथ ही अन्य अंतिम उत्पाद बनते हैं।
प्रक्रिया सुविधाएँ
पाइरोलिसिस प्रतिक्रिया 800 से 900 डिग्री के तापमान पर की जाती है। यह वह प्रक्रिया है जिसे एथिलीन के निर्माण का मुख्य विकल्प माना जाता है। यह असंतृप्त हाइड्रोकार्बन विभिन्न कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण फीडस्टॉक है: बेंजीन, डिवाइनिल, प्रोपलीन।
लकड़ी पायरोलिसिस
पायरोलिसिस क्या है, इस पर बहस करते हुए, हम ध्यान दें कि पहली बार तेल और गैस कच्चे माल के प्रसंस्करण के लिए इस रासायनिक तकनीक का पेटेंट ए.ए. लेटनी ने 1877 में किया था। लकड़ी पायरोलिसिस क्या है? यह प्रतिक्रिया लगभग 500 डिग्री के तापमान पर की जाती है। यह एसिटिक एसिड, चारकोल, रेजिन जैसे रासायनिक उत्पादन के महत्वपूर्ण घटकों के निर्माण से जुड़ा है।एसीटोन यह देखते हुए कि हमारा देश जंगलों का "पेंट्री" है, रूस में लकड़ी के पायरोलिसिस की प्रक्रिया के लिए बड़े पौधे काम करते हैं।
कचरा पायरोलिसिस
अपशिष्ट पायरोलिसिस घरेलू कचरे के विनाश से संबंधित एक विशेष परियोजना है। प्लास्टिक, टायर, विभिन्न जैविक कचरे के पायरोलिसिस की जटिलता इस तथ्य के कारण है कि एक अलग तकनीक ग्रहण की जाती है, जो अन्य ठोस पदार्थों के प्रसंस्करण की प्रक्रिया से काफी अलग है।
कई कचरे में सल्फर, क्लोरीन, फॉस्फोरस होता है, जो ऑक्सीकरण (ऑक्साइड का निर्माण) के बाद अस्थिरता के गुण प्राप्त कर लेता है। पायरोलिसिस उत्पाद पर्यावरण के लिए खतरा पैदा करते हैं।
जब क्लोरीन अपघटन प्रक्रिया के पूरा होने के बाद बनने वाले कार्बनिक पदार्थों के साथ बातचीत करता है, तो डाइऑक्सिन जैसे मजबूत जहरीले यौगिक निकलते हैं। उत्सर्जित धुएं से ऐसे उत्पादों को पकड़ने के लिए, एक विशेष पायरोलिसिस इकाई की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रक्रिया में महत्वपूर्ण सामग्री लागत शामिल है।
यूरोपीय देशों के लिए, पुरानी कार के टायरों, रबर के पुर्जों को रिसाइकिल करने की समस्या जो उनके सेवा जीवन को पूरा कर चुकी है, पर्यावरण के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। इस तथ्य के कारण कि प्राकृतिक तेल कच्चे माल एक अपूरणीय प्रकार के खनिज हैं, माध्यमिक संसाधनों का अधिकतम सीमा तक उपयोग करना आवश्यक है।
घरेलू और निर्माण कचरे से, आप कार्बनिक और अकार्बनिक संरचना के विभिन्न पदार्थों की एक बड़ी मात्रा में प्राप्त कर सकते हैं, इसलिए इसे विकसित करना इतना महत्वपूर्ण हैयह उद्योग।
पॉलिमर और कार के टायर उत्कृष्ट मूल्यवान कच्चे माल हैं। निम्न-तापमान पायरोलिसिस द्वारा इसके प्रसंस्करण के बाद, संतृप्त हाइड्रोकार्बन (सिंथेटिक तेल), दहनशील गैस, कार्बन अवशेष और धातु की रस्सी के तरल अंश प्राप्त करना संभव है। एक टन रबर के टायरों को जलाने से वातावरण में लगभग 270 किलोग्राम कालिख निकलती है, साथ ही लगभग 450 किलोग्राम जहरीले गैसीय पदार्थ निकलते हैं।
सिनगैस
यह हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड (2) का मिश्रण है। औद्योगिक मात्रा में, यह मीथेन के भाप सुधार, कोयला गैसीकरण, मीथेन ऑक्सीकरण, और जैविक कचरे के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त किया जाता है। संश्लेषण गैस के उत्पादन के लिए प्रयुक्त तकनीक के आधार पर, इसमें कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन का अनुपात 1:1 से 1:3 तक भिन्न हो सकता है।
इस कच्चे माल के आवेदन के मुख्य क्षेत्रों में, मेथनॉल के उत्पादन के साथ-साथ फिशर-ट्रॉप्स संश्लेषण द्वारा एक विशेष स्थान पर कब्जा कर लिया गया है। इसे एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया के रूप में समझा जाता है। इसमें कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन को विभिन्न प्रकार के तरल हाइड्रोकार्बन में बदलना शामिल है। मूल रूप से, कोबाल्ट और लोहे को इस बातचीत के लिए उत्प्रेरक (त्वरक) के रूप में चुना जाता है।
इस प्रक्रिया की विशिष्टता सिंथेटिक स्नेहन तेल या ईंधन के रूप में उपयोग के लिए सिंथेटिक सामग्री के उत्पादन की संभावना है।
विवरण प्राप्त करना
प्रतिक्रिया का रसायन कैसा दिखता है? आइए जानने की कोशिश करते हैं कि यह क्या है।पायरोलिसिस की परिभाषा ऊपर चर्चा की गई थी, अब आइए रासायनिक प्रक्रिया की विशेषताओं पर ध्यान दें। फिशर-ट्रॉप्स विधि में ऑक्सीजन के साथ मीथेन की बातचीत शामिल है। प्रतिक्रिया उत्पाद कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन हैं। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, हमें कई अल्केन्स और जल वाष्प के हाइड्रोकार्बन मिलते हैं। यह शुद्धिकरण के बाद परिणामी हाइड्रोकार्बन उत्पाद हैं जिनका उपयोग सिंथेटिक तेल बनाने के लिए किया जाता है।
पायरोलिसिस का अर्थ
कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन गैस लकड़ी के ईंधन और कोयले के आंशिक ऑक्सीकरण से उत्पन्न होती हैं। ऐसी प्रक्रिया का महत्व ठोस कच्चे माल (हाइड्रोकार्बन अपशिष्ट या कोयले) से हाइड्रोजन या तरल हाइड्रोकार्बन के निर्माण में निहित है।
ठोस कचरे के गैर-ऑक्सीडेटिव पायरोलिसिस में, वर्तमान में रासायनिक उद्योग में संश्लेषण गैस का उत्पादन होता है। इसमें से कुछ का उपयोग ऑटोमोटिव ईंधन के रूप में भी किया जाता है, फिशर-ट्रॉप्स प्रतिक्रिया द्वारा आगे की प्रक्रिया के बिना। यदि पैराफिन और स्नेहक के समान तरल ईंधन का उपयोग करना आवश्यक है, तो एक सरल रासायनिक तकनीक का उपयोग किया जाता है।
यदि उत्पादित हाइड्रोजन की मात्रा को बढ़ाना आवश्यक हो तो जलवाष्प के आयतन में परिवर्तन करके इस समीकरण में रासायनिक संतुलन को स्थानांतरित कर दिया जाता है। इस मामले में, बातचीत पूरी होने के बाद, हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड बनते हैं।
प्रौद्योगिकी में सुधार
1920 में जर्मन शोधकर्ता हैंस ट्रॉप्स और फ्रांज फिशर द्वारा की गई खोज के बाद, प्रौद्योगिकी का बार-बार आधुनिकीकरण और सुधार किया गया है। धीरे-धीरे मात्रापाइरोलिसिस द्वारा निर्मित सिंथेटिक ईंधन जर्मनी में प्रति दिन 124,000 बैरल तक पहुंच गया। ऐसा सूचक 1944 में मौजूद था।
आधुनिकता
आज दो बड़ी कंपनियां हैं जो अपनी तकनीक में फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया का उपयोग करती हैं। दक्षिण अफ्रीका में अधिकांश डीजल ईंधन का उत्पादन पायरोलिसिस द्वारा किया जाता है, इसके बाद बनाने वाले उत्पादों का ऑक्सीकरण होता है।
इस रासायनिक तकनीक ने विशेष ध्यान आकर्षित किया जब वैज्ञानिकों ने डीजल कम-सल्फर पदार्थों का उत्पादन करने के तरीकों की तलाश शुरू की जो कम से कम पर्यावरणीय क्षति का कारण बन सकते हैं। उदाहरण के लिए, अमेरिकी कंपनियां वर्तमान में कोक या कोयले को फीडस्टॉक के रूप में चुन रही हैं, उच्च गुणवत्ता वाले तरल हाइड्रोकार्बन का उत्पादन कर रही हैं।
इस तथ्य के बावजूद कि पायरोलिसिस प्रक्रिया एक परिपक्व तकनीक है जिसका उपयोग बड़े पैमाने पर किया जा सकता है, यह संयंत्र की मरम्मत और संचालन के लिए उच्च सामग्री लागत के साथ जुड़ा हुआ है। कई उत्पादकों के लिए, यह एक निवारक है, क्योंकि विश्व तेल की कीमतों में गिरावट का रुझान है।
निष्कर्ष
विश्व कोयला भंडार काफी बड़ा है। महत्वपूर्ण तेल की कमी के कारण उनका उपयोग ईंधन के स्रोत के रूप में किया जा सकता है। तेल और गैस उद्योग से जुड़े विश्लेषकों का मानना है कि पायरोलिसिस के माध्यम से उच्च गुणवत्ता वाले हाइड्रोकार्बन का उत्पादन किया जा सकता है। वे ध्यान दें कि परिणामी ईंधन में पेट्रोलियम ईंधन की तुलना में न केवल उच्च पर्यावरणीय प्रदर्शन है, बल्कि उपभोक्ताओं के लिए भी काफी स्वीकार्य है।मूल्य सीमा द्वारा। फिशर-ट्रॉप्स संश्लेषण और बायोमास गैसीकरण के संयोजन के मामले में, हम ऑटोमोटिव ईंधन के नवीकरणीय संस्करण का उत्पादन करने के एक आशाजनक तरीके के बारे में बात कर सकते हैं।
कोयले के पायरोलिसिस द्वारा प्राप्त सिंथेटिक फीडस्टॉक केवल तभी प्रतिस्पर्धी है जब तेल की लागत $40 प्रति बैरल से अधिक हो। हाइड्रोकार्बन के इस तरह के मिश्रण के उत्पादन के लिए अस्सी हजार बैरल सिंथेटिक ईंधन के लिए सात से नौ अरब डॉलर तक के निवेश की आवश्यकता होती है। पायरोलिसिस प्रक्रिया से जुड़ी तकनीकों को पर्यावरणविदों द्वारा पर्यावरण के लिए सबसे सुरक्षित में से एक माना जाता है। यही कारण है कि हाल के वर्षों में कई विकसित देश हाइड्रोकार्बन ईंधन के उत्पादन के लिए नए तरीकों के विकास पर बहुत ध्यान दे रहे हैं, जो उन्हें पारंपरिक तेल फीडस्टॉक से दूर जाने की अनुमति देगा। नवाचारों और तकनीकी श्रृंखला में सुधार के लिए धन्यवाद, उच्च गुणवत्ता वाले तरल हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए पायरोलिसिस प्रक्रिया बहुत सस्ती और अधिक सुलभ हो गई है। शिक्षित उत्पादों का उपयोग न केवल ईंधन के रूप में किया जाता है, बल्कि विभिन्न प्रकार के कार्बनिक पदार्थ बनाने के लिए भी किया जाता है।
