खनिजतेल परिष्करण
खनिजतेल परिष्करण
खनिज तेलामध्ये हायड्रोकार्बनांच्या अनेक संयुगांचे मिश्रण असते. या संयुगांचे रेणुभार भिन्न असतात व त्यामुळे त्यांचे गुणधर्मही भिन्न असतात.कमी रेणुभार असणारी संयुगे वातावरणाच्या तापमानापेक्षा थोड्या अधिक तापमानास तापविली असता उकळतात आणि त्यामुळे वेगळी करता येतात, तर जास्त रेणुभार असणारी संयुगे ४००० से.पर्यंत तापविली तरी वेगळी होत नाहीत. तापमानाच्या एका ठराविक पल्ल्यात उकळणाऱ्या संयुगांच्या समूहास अंश असे म्हणतात. खनिज तेलातील घटकांमध्ये असणाऱ्या भिन्न गुणधर्मांमुळे निरनिराळ्या गुणधर्मांवर आधारित प्रक्रिया वापरून खनिज तेलाचे वेगवेगळ्या अंशांत विभाजन करता येते. एखाद्या अंशातील संयुगांचे विविध गुणधर्म मिळून तयार होणारा एकत्रित फलित गुणधर्म हा त्या अंशाचा गुणधर्म असतो.यामुळे काही विशिष्ट उपयोगांसाठी विवक्षित अंश जास्त उपयुक्त असतो. म्हणून निरनिराळ्या तापमानांस उकळणाऱ्या अंशांत खनिज तेलाचे विभाजन करणे आवश्यक असते. परिष्करणाचा मुख्य हेतू खनिज तेलाचे निरनिराळ्या अंशांत विभाजन करणे, त्याचे पुनर्घटन करणे व त्यापासून निरनिराळे उत्पाद मिळविणे हा असतो. परिष्करण या संज्ञेत खनिज तेलापासून आवश्यक ते अंश मिळविणे, ते शुद्ध करणे, त्यांच्यामध्ये विविध उद्दिष्टांकरिता आवश्यक असणारे गुणधर्म आणणे इत्यादींसाठी करण्यात येणाऱ्या अनेक प्रक्रियांचा समावेश होतो.ग्राहकांच्या मागणीप्रमाणे परिष्करणाच्या पद्धतीत बदल करण्यात येतात किंवा नवीन प्रक्रिया शोधून काढतात. उदा., एकोणिसाव्या शतकाच्या अखेरीस अमेरिकेत केरोसिनाची मागणी वाढल्यामुळे कच्च्या खनिज तेलापासून ६० ते ७० टक्के केरोसीन मिळेल अशा पद्धतीने त्याचे परिष्करण करीत असत. पुढे १९५० च्या सुमारास गॅसोलिनाची मागणी इतकी वाढली की, सु. ५० टक्के गॅसोलीन मिळेल अशा पद्धतीने परिष्करण करण्यात येऊ लागले. कित्येकदा हवामानानुसार एका वर्षभरातही प्रक्रियेच्या योजनेत बदल करावा लागतो., उदा., हिवाळ्यामध्ये घरात ऊब निर्माण करण्यासाठी शेगड्यांत किंवा भट्ट्यांत वापरण्यात येणाऱ्या तेलाची मागणी वाढते तेव्हा त्याचे उत्पादन वाढवावे लागते, तर उन्हाळ्यातील गॅसोलिनाच्या वाढत्या मागणीस तोंड देण्यासाठी त्याचे उत्पादन वाढवावे लागते. परिष्करणाच्या प्रक्रियेत वरीलप्रमाणे वेळोवेळी बदल केल्यास निरनिराळे उत्पाद लागत नसतील त्यावेळी तयार केल्यास ते साठविण्यासाठी व वाहून नेण्यासाठी जो खर्च करावा लागतो, तो करावा लागत नाही अथवा त्यात बचत होते. आवश्यक तेच उत्पाद मागणीनुसार तयार केल्यामुळे केवळ त्यांचीच वाहतूक करता येते.
परिष्करण कारखाने
परिष्करण कारखाने तेलक्षेत्राजवळ, बंदाराजवळ अथवा ज्या भागात उत्पादांचा खप असतो त्या भागात उभारण्यात येतात. खनिज तेल उद्योगाच्या सुरुवातीच्या काळी केरोसीन, वंगणी तेले, इंधन तेले, इत्यादींची खूप मागणी असे त्यामुळे बाजारपेठेच्या भागातच परिष्करण कारखाने उभारणे त्यावेळी आर्थिक दृष्ट्या फायदेशीर होई. त्यावेळी तेलक्षेत्रे व परिष्करण कारखाने एकमेकांपासून खूप दूर अंतरावर असली तरीही कच्चे तेल एका ठिकाणाहून दुसरीकडे वाहून नेणे परवडत असे. पुढे मोटारींचे युग सुरू झाले व गॅसोलिनाची मागणी वाढली आणि परिष्करणाने निर्माण होणाऱ्या बहुतेक उत्पादांचा खप होऊ लागला. या परिस्थितीत कच्च्या तेलाची मोठ्या प्रमाणात वाहतूक करण्यापेक्षा त्यापासून मिळणाऱ्या उत्पादांची वाहतूक करणे सोयीचे व स्वस्त असते. या दृष्टीने परिष्करण कारखाने तेलक्षेत्राच्या जवळ उभारणे फायद्याचे होते. अशा प्रकारच्या कारखान्यांत आसपासच्या अनेक क्षेत्रांतील कच्च्या तेलाचे परिष्करण करता येते. दुसऱ्या महायुद्धानंतर उत्पादांची मागणी फार मोठ्या प्रमाणात वाढली आणि त्यानंतर मात्र उत्पादांची मागणी असलेल्या भागात परिष्करण कारखाने उभारण्याची प्रवृत्ती सर्व जगभर वाढत गेली.
परिष्करणाच्या तंत्रात गेल्या काही वर्षांत बरीच क्रांती घडून आलेली आहे. सध्या परिष्करणात विभाजन, निष्कर्षण (अलग काढणे), औष्णिक भंजन (जड ऊर्ध्वपातित पदार्थांचे तुकडे पाडून हलक्या पदार्थांचा पुरवठा वाढविण्याची प्रक्रिया), उत्प्रेरकी भंजन, हायड्रोफायनिंग इ. प्रक्रियांचा समावेश होतो. एखाद्या परिष्करण कारखान्यात वरीलपैकी कोणती एक अथवा अनेक प्रक्रिया वापरायची हे परिष्कृत तेलाच्या कोणत्या अंशास मागणी आहे, खनिज तेलाचे गुणधर्म कोणते आहेत, तयार मालाचे विनिर्देशन काय आहे इत्यादींवर अवलंबून असते. परिष्करणातील महत्त्वाच्या प्रक्रिया पुढीलप्रमाणे आहेत.
कच्च्या तेलावरील प्राथमिक संस्करण
वातावरणीय दाबास खनिज तेलाचे ऊर्ध्वपातन केल्यास त्यातील प्राथमिक अंश सामान्यत: वेगळे होतात. खनिज तेलातील निरनिराळे अंश मिळविण्यासाठी प्रत्यक्ष परिष्करण करण्यापूर्वी त्यातील क्लोराइडे, हलके वायू, हायड्रोजन सल्फाइड इ. अनावश्यक पदार्थ काढून टाकण्यात येतात. यांपैकी काही पदार्थ घाणेरडा वास असणारे व काही संक्षारक (गंज निर्माण करणारे) असतात. उष्णता विनिमयक (एका पदार्थाची उष्णता काढून घेऊन दुसऱ्या पदार्थाला देणाऱ्या) नळ्या, परिष्करण स्तंभातील तबके, भट्टीतील नळ्या इत्यादीमध्ये असे पदार्थ साचून त्या तुंबतात. ऊर्ध्वपातनासाठी खनिज तेल खूप तापविल्यावर त्यात असणाऱ्या मॅग्नेशियम क्लोराइडापासून हायड्रोक्लोरिक अम्ल तयार होते. हे अम्ल संक्षारक असते. खनिज तेलात अमोनियम बायकार्बोनेट व दाहक (कॉस्टिक) सोडा यांचे मिश्रण टाकल्यास अशा प्रकारची अम्ले तयार होत नाहीत.मॅग्नेशियम व बेरियम क्लोराइडांचे स्थिर सोडियम क्लोराइडात रूपांतर होते. कित्येकदा ऊर्ध्वपातन करताना निर्माण होणाऱ्या हायड्रोक्लोरिक अम्लात अमोनिया वायूचे अंत:क्षेपण करून त्याचे उदासिनीकरण (अम्लीय वा क्षारीय, म्हणजे अल्कलीचे गुणधर्म नसलेला पदार्थ बनविण्याची विक्रिया) करतात. काही वेळा धातूच्या पृष्ठभागावर गंजरोधी पदार्थाचा लेप देतात. गंधकामुळे निर्माण होणाऱ्या गंजाचा प्रतिबंध करण्यासाठी चुना वापरतात.खनिज तेला गंधकाचे प्रमाण जास्त असल्यास बुडबुड्या टोप्या, तबके, केंद्रोत्सारी (केंद्रापासून दूर जाणाऱ्या प्रेरणेच्या साहाय्याने द्रवाचा दाब वाढविणारा) पंप आदी उपकरणांमध्ये क्रोमियमयुक्त पोलाद वापरतात.खनिज तेल साठविणाऱ्या टाक्या, वायुवाहक नलिका इत्यादींवर हायड्रोजन सल्फाइडामुळे गंज चढतो. खनिज तेलाचे रासायनिक पृथ:करण केल्यास त्यातील कोणते घटक अपायकारक आहेत, कोणत्या पदार्थापासून गंज निर्माण होतो, याची सर्वसाधारण कल्पना येते. प्रत्यक्ष यंत्रसंचावर आणि प्रयोगशाळेत खनिज तेलाची परीक्षा केल्यास काय प्रतिबंधक उपाययोजना करावी, हे निश्चित ठरविता येते.
कच्च्या तेलाचे विभाजन
या प्रक्रियेत खनिज तेल उष्णता विनिमयकाच्या समूहात व भट्टीत तापवून पंपाने विभाजक स्तंभाकडे पाठविण्यात येते.या ठिकाणी खनिज तेलातून उत्पन्न होणाऱ्या सर्व घटकांचे बाष्पीभवन होईल इतक्या तापमानापर्यंत ते तापवितात. विभाजक स्तंभाच्या टोकाकडील भागातून तेथे असणारे बाष्प सतत बाजूला काढून घेऊन त्याचे संद्रवण केले जाते. या संद्रावाचा काही भाग अलग केला जातो व उरलेला भाग पश्चवाही स्तंभाकडे परत पाठविला जातो. स्तंभातून खाली येणारा हा थंड पश्चवाही भाग व उष्ण ऊर्ध्वगामी बाष्प यांचा संयोग होतो. या बाष्पात उच्च व नीच उत्कलन बिंदू (उकळबिंदू) असणारी अशी दोन्ही प्रकारची संयुगे असतात. उच्च उत्कलन बिंदू असणारी संयुगे पश्चवाहीतील नीच उत्कलन बिंदू असणाऱ्या संयुगांना तापवितात. यामुळे नीच उत्कलन बिंदू असणाऱ्या थंड संयुगांचे बाष्प होऊन ते संद्रावकाकडे परत जाते. उच्च उत्कलन बिंदू असणारी संयुगे संद्रावित होऊन स्तंभातून खालच्या भागाकडे वाहू लागतात. यावेळी उच्च उत्कलन बिंदू असणारे द्रवरूप घटक त्याहून उच्च उत्कलन बिंदू असणाऱ्या ऊर्ध्वगामी वाफेच्या सान्निध्यात येतात व पुन्हा वर वर्णन केल्याप्रमाणे उष्णता विनिमय होतो. निरनिराळे उत्कलन बिंदू असणारे घटक निरनिराळ्या तापमानास वेगळे होतात. विभाजक स्तंभाच्या जसजसे खालच्या भागात जावे तसतसे उच्च उत्कलन बिंदू असणारे अंश मिळतात. या प्रक्रियेस विभाजन असे म्हणतात
स्तंभाच्या बहुतेक भागात बुडबुड्या टोप्या, झोत, तबके अथवा चाळणी तबके बसवून बाष्प व द्रव एकमेकांत मिसळण्याची व्यवस्था केलेली असते. दोन तबकांमधील अंतर साधारणपणे ०·५ ते १·० मी. असते. पश्चवाही स्तंभांची व तबकांची संख्या जितकी जास्त तितके जास्त कार्यक्षमतेने विभाजन होते. पूर्वी यासाठी अनेक पात्रे आणि संद्रावक वापरीत असत.त्यामुळे विभाजनाचे काम किचकट होत असे. सध्या रासायनिक व अभियांत्रिकी तत्त्वांवर आधारित विभाजक आणि महाविभाजक वापरात आल्यामुळे उच्च प्रतीचे घटक सहज सुलभतेने सुटसुटीत स्वरूपात व कमी खर्चात मिळविता येणे शक्य झाले आहे.
विभाजन करणाऱ्या ऊर्ध्वपातकातून सामान्यत: चार ते आठ उपप्रवाह काढले जातात.निरनिराळ्या उपप्रवाहांतून निरनिराळे पदार्थ मिळतात. वायू, नॅप्था, सरळ मिळविलेले गॅसोलीन, केरोसीन, डीझेल तेले, वायु-तेले इ. पदार्थ या उपप्रवाहांतून मिळतात.काही उपप्रवाहांचे अपखंडन (वायू किंवा बाष्प यांची क्रिया करून बाष्पनशील घटक वेगळे करणे) करतात व प्रत्येकातील अल्प प्रमाणात असलेले हलके घटक वेगळे करतात. काही उपप्रवाहांचे पुन्हा विभाजन करून त्यांतील अल्प प्रमाणात असणारे अंश वेगळे केले जातात. उदा., नॅप्थ्याचे महाविभाजन केल्यास त्यातून अनेक विद्राव मिळतात. वायु-तेलाच्या (केरोसीन काढून घेतल्यानंतर उरणाऱ्या तेलाच्या) अंशातून अधिक अल्पांश काढायचा झाल्यास त्याचे निर्वात अवस्थेत ऊर्ध्वपातन करतात.कारण या अंशाचा उत्कलन बिंदू खूप उच्च असतो. विभाजनानंतर मिळालेल्या पदार्थांवर बाजारातील मागणीनुसार (विनिर्देशनानुसार) निरनिराळे संस्कार केले जातात.हे संस्कार निरनिराळ्या कारखान्यांत भिन्न प्रकारचे असू शकतात.परिष्करण कार्याचा साधा आराखडा आ. ४ मध्ये दिला आहे.
औष्णिक व उत्प्रेरकी भंजन
डीझेल तेल व इंधन तेल यांच्या उत्कलन बिंदूंच्या कक्षेत उकळणाऱ्या अंशाची मागणी जास्त असते, असे बहुतेक देशांत आढळून आले आहे. म्हणून या अंशाचे औष्णिक अथवा उत्प्रेरकी भंजन करून त्यापासून गॅसोलीन, डीझेल तेलाचे घटक, औद्योगिक आणि घरगुती जळणासाठी लागणारा वायू इ. उत्पादांत रूपांतर करतात.
(अ) औष्णिक भंजन
या प्रक्रियेत उष्णतेचा उपयोग करून मोठ्या रेणूंचे लहान रेणूंत रूपांतर करतात. त्याच वेळी काही लहान विक्रियाशील रेणूही एकमेकांना जोडले जातात व त्यांपासून सशाख (शाखा असणाऱ्या) शृंखलायुक्त मध्यम रेणुभार असलेली संयुगे तयार होतात. स्थिर लहान रेणू भंजित गॅसोलिनाच्या स्वरूपात विक्रियकातून (विक्रिया ज्या उपकरणात घडवून आणतात त्यातून) बाहेर पडतात. या गॅसोलिनाचा ऑक्टेन–अंक (इंधनातील आयसो-ऑक्टेनाचे प्रमाण दर्शविणारे परिमाण, या अंकावरून एंजिनात इंधन जळताना होणाऱ्या स्फोटाचे प्रमाण समजते) विभाजन करून मिळालेल्या गॅसोलिनाच्या ऑक्टेन-अंकापेक्षा जास्त असतो. वायुरूप तेलाच्या पल्ल्यात असणारी काही उच्च रेणुभाराची संयुगे आणि काही वेळा कोकसुद्धा प्राप्त होतो. भंजन क्रियेत गॅसोलीन आणि इंधन तेल यांच्या उत्कलन बिंदूंच्या मधे उत्कलन बिंदू असणारी मध्यम रेणुभाराची इतर संयुगेही निर्माण होतात. या संयुगांचेही पुढे आणखी भंजन करतात. भंजन क्रियेत जर मोठ्या प्रमाणावर वायू निर्माण होत असतील, तर ती क्रिया ऊष्माग्राही होते नाहीतर ती ऊष्मादायी असते.
सरळ मिळविलेल्या ऊर्ध्वपातितांपेक्षा (ऊर्ध्वपातनाने मिळणाऱ्या पदार्थांपेक्षा) भंजन करून मिळविलेली ऊर्ध्वपातिते किंवा इंधन तेले यांचे प्रवाह बिंदू (ज्या किमान तापमानाला द्रव प्रवाही होतो असे तापमान) कमी असतात.कित्येकदा इंधन तेलाची श्यानता कमी करण्यासाठी कमी तापमानास अंश भंजन करतात. यास श्यानता भंजन म्हणतात. भंजन करून कोक क्वचितच मिळवितात. वायु-तेलाचे जास्तीत जास्त उत्पादन करणे व कोकिंग यंत्रसंचात औष्णिक भंजन अथवा उत्प्रेरकी भंजन करून कोक परत मिळविणे जास्त श्रेयस्कर असते.
भंजनासाठी बाष्पमय प्रावस्था वापरावयाची की मिश्र बाष्पद्रव प्रावस्था वापरावयाची, हे खनिज तेलाच्या रासायनिक गुणधर्मांवर अवलंबून असते. भंजनाचे तापमान व दाब, तसेच खनिज तेल भट्टीत किती काळ असते या सर्वांचा तयार होणाऱ्या उत्पादांच्या प्रकारांवर परिणाम होतो. भंजनाचे तापमान सामान्यत: ४००० से. असते, पण कित्येकदा ते सु. ८००० से. इतके उच्चही असू शकते. भंजन क्रिया काही सेकंदापासून ते कित्येक तासांपर्यंत चालते. भट्टीतील दाब सु.७० किग्रॅ./चौ.सेंमी. असतो. या दाबामुळे वाफ निर्माण होण्यास प्रतिबंध होतो. तसेच भंजित उत्पादांच्या गुणधर्मांवर आणि त्यांच्या उत्पादनावर परिणाम होतो.
खनिज तेल ऊर्ध्वपातकातून विक्रिया होणाऱ्या कप्प्यात पाठविले जाते कारण तेथे विक्रियेस जास्त वेळ मिळतो.त्यानंतर तेलामधून निघणारे निरनिराळे बाष्परूप पदार्थ ताबडतोब थंड करतात.यामुळे भंजन आवश्यकतेपेक्षा जास्त वेळ होत नाही.या बाष्पाचे विभाजन करून निरनिराळे उत्पाद तयार करतात.
विलंबित कोकिंग अथवा द्रव कोकिंग करून कोक तयार करण्यात येतो. द्रवरूप प्रावस्थेतील भंजनाचा काल वाढवितात व बहुवारिकीकृत (एकाच प्रकारच्या अनेक रेणूंचा संयोग होऊन तयार होणाऱ्या अधिक जटिल रेणुंनी बनलेले) व संघनित उत्पाद अधिक प्रमाणात मिळवितात.
(आ) उत्प्रेरकी भंजन
ही उत्प्रेरकाच्या सान्निध्यात जास्त तापमान व कमी दाबाखाली होणारी प्रक्रिया होय.उत्प्रेरकाच्या सान्निध्यात खनिज तेलाचे अपघटन होते आणि उत्प्रेरकाच्या पृष्ठभागावर जटिल विक्रिया होतात. या भंजनात विशिष्ट संयुगेच तयार होतात.औष्णिक भंजनाप्रमाणेच याही भंजनात बहुवारिकीकृत उत्पाद तयार होतात.ते कोकच्या स्वरूपात उत्प्रेरकाबरोबरच वेगळे काढले जातात. उत्प्रेरकाचा वापर केल्यामुळे मिळणाऱ्या उत्पादांची गुणवत्ता अधिक चांगली असते.
गॅसोलिन व मध्यम ऊर्ध्वपातिते यांची मागणी वाढली म्हणून औष्णिक भंजनाची प्रक्रिया शोधून काढण्यात आली.अमेरिकेत १९३५ च्या सुमारास हूड्री यांनी शोधून काढलेल्या दृढ स्तर उत्प्रेरकी भंजन पद्धतीचा वापर मोठमोठ्या कारखान्यांत करण्यात येऊ लागला.त्यापूर्वी जास्त ऑक्टेन–अंकाच्या गॅसोलिनाचे उत्पादन झाले नव्हते.गॅसोलिनाची मागणी जसजशी वाढू लागली तसतसे जास्त उत्पादन व्हावे म्हणून या प्रक्रियेत निरनिराळे बदल करण्यात आले.
पुनर्घटन
नॅप्थ्याचा ऑक्टेन–अंक वाढविण्यासाठी अथवा अ‍ॅरोमॅटिक संयुगे पुन्हा मिळविण्यासाठी करण्यात येणाऱ्या संस्कारांना पुनर्घटन म्हणतात.पुनर्घटनाचे औष्णिक आणि उत्प्रेरकी असे दोन प्रकार आहेत.
(अ)औष्णिक पुनर्घटन
हा प्रकार नॅप्थ्यापासून उच्च ऑक्टेन-अंक असणारे गॅसोलीन मिळविण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात वापरला जाणारा संस्कार होय. यामध्ये काही संयुगांची संरचना बदलली जाते. काही सरळ शृंखलायुक्त संयुगांचे सशाख शृंखलायुक्त संयुगांत रूपांतर होते.यामुळे गॅसोलिनाचा ऑक्टेन-अंक वाढतो.
भट्टीत उच्च तापमान व दाब वापरून हा संस्कार केला जातो. साधारणत: ७० किग्रॅ./चौ.सेंमी. दाबाखाली नॅप्था भट्टीतून बाहेर पडतो. उष्णतामान सामान्यत: ४००० ते ६७०० से. असते. कोक निर्माण होऊ नये म्हणून यावेळी भट्टीत असणाऱ्या वलयाच्या निर्गमनद्वारी द्रुतशीतन (जलद थंड) केलेली वाफ सोडतात. ऑक्टेन-अंक किती हवा यावर प्रक्रियेत करावयाचे बदल अवलंबून असतात. अपघटन जास्त झाल्यास गॅसोलीन मिळण्याचे प्रमाण कमी होते.
(आ) उत्प्रेरकी पुनर्घटन
कमी ऑक्टेन-अंक असलेल्या नॅप्थ्यापासून उच्च ऑक्टेन-अंक असलेले गॅसोलीन करण्यासाठी अथवा अ‍ॅरोमॅटिक संयुगांचे उत्पादन करण्यासाठी या प्रक्रियेचा उपयोग करतात. या प्रक्रियेत कित्येकदा उप-उत्पाद म्हणून हायड्रोजन मिळतो. हायड्रोजनी पुनर्घटन, अतिरिक्त पुनर्घटन, प्लॅटिनमी पुनर्घटन (प्लॅटिनम उत्प्रेरक म्हणून वापरून करण्यात येणारे पुनर्घटन, प्लॅटफॉर्मिंग), आवर्तनी पुनर्घटन इ. अनेक प्रकारच्या संस्कारांचा उपयोग सध्या उरत्प्रेकी पुनर्घटनामध्ये करण्यात येतो.
हायड्रोजनी पुनर्घटनाचा वापर प्रथम गॅसोलिनाची प्रत सुधारण्यासाठी जर्मनीमध्ये करण्यात आला. या प्रक्रियेसाठी वापरण्यात येणारे खनिज तेल योग्य दर्जाचे असल्यास त्यावर आधिक प्रक्रिया करून अत्यंत शुद्ध टोल्यूइन तयार करता येते, असे १९३९ साली समजले.दुसऱ्या महायुद्धाच्या वेळी स्फोटक पदार्थ बनविण्यासाठी लागणाऱ्या टोल्यूइनाचे महत्त्व वाढले व साहजिकच हायड्रोजनी पुनर्घटनाचा वापर जास्त प्रमाणात होऊ लागला. या प्रक्रियेत उत्प्रेरक म्हणून मॉलिब्डेना (मॉलिब्डेनम मूलद्रव्याचे ऑक्साइड) व वाहक म्हणून अ‍ॅल्युमिना (अ‍ॅल्युमिनियमाचे ऑक्साइड) यांचा उपयोग करतात. तापमान सु. ५३८० से., दाब सु. १० ते १४ किग्रॅ./ चौ.सेंमी. व सान्निध्यकाल साधारणत: १५ सेकंद असतो. प्रक्रिया कोणत्या परिस्थितीत व्हावी हे खनिज तेलावर अवलंबून असते. यासाठी अचल स्तर, प्रवाहित स्तर अथवा चल स्तर यांपैकी कोणत्याहि प्रकारांचे विक्रियक वापरतात.या सर्व विक्रियकांचे मूलतत्त्व एकच आहे.
इ.स.१९४९ च्या सुमारास उत्प्रेरक म्हणून प्लॅटिनम वापरणाऱ्या प्लॅटिनमी पुनर्घटन प्रक्रियेचा उदय झाला. या प्रक्रियेमुळे नॅप्थ्यापासून उच्च ऑक्टेन-अंकाची गॅसोलिने व उच्च प्रतीचे एकत्रित घटक मिळविणे शक्य झाले. याशिवाय वरील प्रकियेतून मिळणाऱ्या हायड्रोजनाचा उपयोग परिष्करणाच्या इतर प्रक्रियांत अथवा खनिज तेल रसायन प्रक्रियेत किफायतशीरपणे करता येऊ लागला. अपुनरुज्जिवित दृढस्तर प्लॅटिनमी पुनर्घटन प्रक्रियेचे प्रमुख वैशिष्ट्य म्हणजे तोच उत्प्रेरक कित्येक वर्षे वापरता येतो.
तापमान ४६०० ते ५२०० से. व दाब १५ ते ५० किग्रॅ./ चौ.सेंमी. असताना प्लॅटिनमी पुनर्घटनाची प्रक्रिया होते.अ‍ॅरोमॅटिक संयुगांचे उत्पादन करण्यासाठी कमी दाब व ऑक्टेन–अंक सुधारण्यासाठी जास्त दाब वापरतात.अधिकांश उत्प्रेरकी पुनर्घटनात खालील मुख्य प्रक्रिया होतात. (१) C6 – वलय असलेल्या नॅप्थिनांचा हायड्रोजननिरास (हायड्रोजन काढून टाकण्याची क्रिया), (२) इतर नॅप्थिनांचे समघटकीकरण होणे (एकच रासायनिक संघटन असलेली पण रेणूतील अणूंची मांडणी भिन्न असलेली संयुगे तयार होणे) आणि त्यांचा हायड्रोजननिरास होऊन अ‍ॅरोमॅटिक संयुगे तयार होणे, (३) पॅरोफिनांच्या वलयातील हायड्रोजनाचा निरास, (४) पॅराफिनांचे समघटकीकरण, (५) पॅराफिनांचे हायड्रोजनी भंजन. यांपैकी पहिल्या तीन प्रक्रिया महत्त्वाच्या आहेत. बाकीच्या दोन कमी तापमान व जास्त दाब असेल तेव्हाच महत्त्वाच्या ठरतात.
हायड्राेजनी पुनर्घटन व प्लॅटिनमी पुनर्घटन या प्रक्रियांत निरनिराळ्या सुधारणा करून परिष्करणाच्या इतर पद्धती शोधून काढण्यात आल्या आहेत. भंजन प्रक्रियेत वायु-तेल व क्षपित [ क्षपण] तेल यांचा उपयोग होतो व पुनर्घटन प्रक्रियेत नॅप्थ्यांचा उपयोग होतो. भंजनामुळे जास्त गॅसोलीन मिळविता येते, परंतु गॅसोलिनाची प्रत सुधारण्यासाठी पुनर्घटन तंत्र वापरावे लागते.
अल्किलीकरण
मुख्यत: सशाख शृंखला असणाऱ्या पॅराफिनांचा उपयोग करून जास्त ऑक्टेन-अंकांची वैमानिकी गॅसोलिने या प्रक्रियेचा वापर करून तयार करण्यात येतात. भंजन यंत्रसंचात मिळणाऱ्या ब्युटिलीन व आयसोब्युटेन यांच्याबरोबर सल्फ्यूरिक अम्लाचा उत्प्रेरक म्हणून उपयोग करून नियंत्रित दाब व तापमानाखाली ही प्रक्रिया होते. आयसोब्युटेन आणि ओलेफीन यांचे मिश्रण करून मोटारीत इंधन म्हणून वापरण्यात येणारी अल्किलेटे तयार करतात. अल्किलेटांच्या उत्पादनासाठी सल्फ्यूरिक अम्ल, हायड्रोक्लोरिक अम्ल, हायड्रोप्ल्यूओरिक अम्ल इत्यादींचा उत्प्रेरक म्हणून उपयोग करतात.
समघटकीकरण
एन-ब्युटेनापासून मुख्यत्वेकरून आयसोब्युटेनाचे उत्पादन करण्यासाठी शोधून काढण्यात आलेल्या या प्रकियेचा उपयोग मोटार-गॅसोलिनाचे घटक म्हणून वापरण्यात येणाऱ्या जास्त ऑक्टेन-अंक असणाऱ्या समघटकांच्या उत्पादनासाठीही करतात. ब्युटेनाचे आयसोब्युटेनामध्ये रूपांतर करण्यासाठी निर्जल अ‍ॅल्युमिनियम क्लोराइडाचा उत्प्रेरक म्हणून उपयोग करतात. या प्रक्रियेसाठी तापमान १२०० ते १५००से. व दाब सु.११ ते १४ किग्रॅ./चौ.सेंमी. यांची आवश्यकता असते.
बहुवारिकीकरण
उत्प्रेरकी व पुनर्घटन यंत्रसंचातून प्राप्त होणाऱ्या ओलेफिनी वायूचे व प्रोपिलीन अथवा ब्युटिलीन असणाऱ्या द्रवांचे अनुरूप उत्प्रेरक वापरून बहुवारिकीकरण केले जाते. या प्रक्रियेमुळे जास्त प्रत्याघाती (एंजिनात इंधन जळत असताना आघातासारखे ठोके उत्पन्न होण्यास प्रतिबंध करण्याचा) गुणधर्म असणारी संयुगे प्राप्त होतात.तथापि बहुवारिकीकृत गॅसोलीन अल्किलेटांपेक्षा कमी प्रतीचे असते.म्हणून गॅसोलीन ऑक्टेने कमी प्रमाणात उपलब्ध असणाऱ्या देशांत बहुवारिकीकरणाचा मर्यादित स्वरूपात उपयोग केला जातो. या प्रक्रियेचा खनिज तेल रसायने तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापर करण्यात येतो.
विद्रावक परिष्करण
मुख्यत्वे वंगणाच्या तेलाच्या अंशातून मेण काढून टाकण्यासाठी आणि उत्प्रेरकी भंजनासाठी संभरणे तयार करण्यासाठी विद्रावक परिष्करणाचा उपयोग करण्यात येतो.
गॅसोलिनामधील सरळ शृंखला असलेली अ‍ॅलिफॅटिक हायड्रोकार्बने वेगळी करून गॅसोलिनाचा ऑक्टेन–अंक वाढविणाऱ्या परिष्करणाच्या इतरही काही पद्धती शोधून काढण्यात आल्या आहेत.
वर वर्णन केलेल्या निरनिराळ्या परिष्करण प्रक्रियांद्वारे खनिज तेलापासून मिळणाऱ्या विविध पदार्थांमध्ये अशुद्ध द्रव्ये असतात. हे पदार्थ बाजारात विक्रीसाठी पाठविण्यास योग्य करण्याकरिता त्यांतील अशुद्ध द्रव्ये काढून टाकणे इष्ट असते. याकरिता या पदार्थांवर विविध प्रक्रिया करण्यात येतात. या प्रक्रियांचे उद्देश मुख्यत्वे गंधक आणि त्याची संयुगे काढून टाकणे, पदार्थांत तयार होणारा गोंद काढून टाकणे वा तो तयार होण्यास प्रतिबंध करणे, संक्षारणास प्रतिबंध करण्याची क्षमता सुधारणे, प्रकाशाची क्रिया होण्यास प्रतिबंध करणे, वास व रंग सुधारणे इ. असतात.
आसाममधील दिग्बोई येथील खनिज तेलातून मिळणारे विविध पदार्थ व त्यांचे प्रमाण पुढीलप्रमाणे आहे : गॅसोलीन (मोटार स्पिरिट) २३%, केरोसीन २२%, डीझेल तेल १३%, इंधन तेल ११%, मेण १०% इतर १९%. खनिज तेलापासून हे पदार्थ मिळविताना २% पर्यंत मालाची घट होते.
भारतातील परिष्करण
भारतात खनिज तेलाचे नऊ परिष्करण कारखाने असून दहावा कारखाना कलकत्त्याजवळ हल्डिया येथे उभारला जात आहे. भारताची परिष्करण क्षमता दरवर्षी सु. २·३ कोटी टन असून ती २·५ कोटी टनांपर्यंत वाढविण्यात येणार आहे. सु. ८५ लक्ष टन तेल खाजगी आणि बाकीचे सरकारी क्षेत्रातील कारखान्यांत परिष्कृत होते.
स्वातंत्र्यपूर्व काळात ३ लक्ष टन क्षमतेचा छोटा परिष्करण कारखाना दिग्बोई येथे होता. १९५१ मध्ये स्टँडर्ड व्हॅक्यूम ऑइल कंपनी व बर्माशेल कंपनी यांच्याबरोबर मुंबईजवळ कारखाने सुरू करण्याबाबत करार करण्यात आले. त्यानंतर विशाखापटनम् येथे त्याच धर्तीवर पण लहान कारखाना काढण्याबाबत कॅलटेक्स कंपनीबरोबर करार करण्यात आला.
परिष्करण उद्योगाचा विकास करण्यासाठी १९५९ मध्ये इंडियन रिफायनरीज लि.नावाची कंपनी सरकारी क्षेत्रात स्थापन करण्यात आली.नंतर ही कंपनी इंडियन ऑइल कॉर्पोरेशनमध्ये विलीन करण्यात आली. रूमानियाच्या साहाय्याने गौहातीजवळ नूनमती येथे व रशियाच्या साहाय्याने उत्तर बिहारमध्ये बरौनी येथे परिष्करण कारखाने सुरू करण्यात आले. १९६५ मध्ये नूनमती परिष्करण कारखान्याच्या क्षमतेची वाढ करण्यासाठी रशियाबरोबर करार करण्यात आला. त्याच वर्षी गुजरातेतील कोयाली परिष्करण कारखान्याची क्षमता ३० लक्ष टनांपर्यंत वाढविण्याचा करार करण्यात आला.
अमेरिकेतील फिलिप्स कंपनीच्या साहाय्याने कोचीन येथे २५ लक्ष टन क्षमतेचा कारखाना काढण्यात आलेला आहे. यातील उत्पादांच्या वाहतुकीसाठी एर्नाकुलम् बंदारापर्यंत सु. ७५ सेंमी. व्यासाचे दुमार्गी नळ टाकण्यात आलेले आहेत. १९६५ मध्ये नॅशनल इराणीयन ऑइल कंपनी व पॅन अमेरिकन इंटरनॅशनल कंपनी यांच्याबरोबर झालेल्या करारांनुसार मद्रास येथे कारखाना उभारण्यात आलेला आहे. तसेच रूमानियाच्या साहाय्याने हल्डिया येथे २५ लक्ष टन क्षमतेचा कारखाना ६७·५ कोटी रुपये खर्च करून उभारण्यात येत आहे. बोंगाईगाव (आसाम) येथे १० लक्ष टन क्षमतेचा कारखाना उभारण्याची योजना असून हा कारखाना १९७६ मध्ये उत्पादनक्षम होणार आहे व त्यासाठी १५ कोटी रुपये खर्च करण्यात येणार आहेत. मथुरा (उत्तर प्रदेश) येथे ६० लक्ष टन क्षमतेचा कारखाना उभारण्याची योजना असून १९७८ मध्ये तो उत्पादनक्षम होईल आणि
त्यासाठी २१७ कोटी रुपये खर्च येईल, असा अंदाज आहे. भारतातील परिष्करण कारखान्यांसंबंधीची माहिती कोष्टक क्र. २ मध्ये दिलेली आहे. १९७४ साली एस्सो कंपनीचे भाग भारत सरकारने विकत घेतले असून या कंपनीचे ‘हिंदुस्थान पेट्रोलियम कॉर्पोरेशन’ असे नामांतरण करण्यात आलेले आहे.
एंजिनिअर्स इंडिया लि., ही १९६५ साली स्थापन झालेली भारतीय संस्था नवीन परिष्करण कारखान्यांच्या नियोजनाबद्दल आणि आधीच अस्तित्वात असणाऱ्या कारखान्यांचा विकास व विस्तार यांबाबत सल्ला देण्याचे कार्य करते. तसेच ही संस्था उद्योगधंद्यासाठी लागणारी अभियांत्रिकी मदत करते.
लेखक : र.पां.आगस्ते ; दि.रा.गाडेकर ; चं.स.टोणगावकर ;अ.ना.ठाकूर ; र.वि.जोशी, ;ह.कृ.जोशी
स्त्रोत : मराठी विश्वकोश
अंतिम सुधारित : 4/18/2020
