অর্থ প্রক্রিয়া অপরিশোধিত তেলের দ্রবীভূতকরণ বিভিন্ন হাইড্রোকার্বনগুলি বিভিন্ন তাপমাত্রায় ফুটে ওঠার বৈশিষ্ট্যকে কাজে লাগিয়ে ফ্র্যাকশনাল ডিস্টিলেশন ব্যবহার করে তাদের পৃথক করা হয়। ন্যাফথা এর মতো হালকা জিনিসগুলি সাধারণত 35 থেকে সম্ভবত 200 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় বাষ্পে পরিণত হয়, যেখানে ভারী অংশগুলি 550 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রায় তরল থেকে যায়। বর্তমানে, অনেক রিফাইনারি তাদের ভ্যাকুয়াম ডিস্টিলেশন ইউনিটগুলি 50 মিলিবারের চেয়ে কম চাপে চালায়। এই চাপ হ্রাস প্রকৃতপক্ষে স্ফুটনাঙ্ককে প্রায় 300 ডিগ্রি কমিয়ে দেয়, যা অত্যধিক তাপের কারণে ক্ষতি প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে। এই পদ্ধতিকে যা কার্যকর করে তোলে তা হল এটি পৃথক করা উপাদানগুলির আণবিক গঠনের পরিবর্তন না করেই প্রায় 95 শতাংশ পর্যন্ত বিশুদ্ধতা সহ প্রাথমিক ডিস্টিলেটগুলি উৎপাদন করতে সক্ষম হয়।
পাইরোলিসিস প্রক্রিয়াটি মূলত প্রায় 400 থেকে 800 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় উপাদানগুলি উত্তপ্ত করে কাজ করে যা এই র্যাডিক্যাল চেইন বিক্রিয়ার মাধ্যমে কার্বন-কার্বন এবং কার্বন-হাইড্রোজেন বন্ধনগুলি ভেঙে ফেলে। এটি ভারী পদার্থগুলিকে হালকা হাইড্রোকার্বন পণ্যে রূপান্তরিত করে। এটি যা দ্বারা পৃথক হয় তা হল এটি অণুগুলিকে এমনভাবে পরিবর্তিত করে যা পুনরুদ্ধার করা যায় না। যখন তাপমাত্রা প্রায় 750 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছায়, তখন বিটা সিশন নামে পরিচিত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ইথিলিন এবং মিথেনের সর্বোচ্চ উৎপাদন দেখা যায়। কিন্তু যদি তাপমাত্রা 1,000 ডিগ্রি অতিক্রম করে, তখন আরেকটি জিনিস ঘটে - উপাদানটি গ্রাফাইটে পরিণত হতে শুরু করে, যার অর্থ হল শেষে কম তরল পণ্য পাওয়া যায়। এই প্রক্রিয়া থেকে সম্ভব সবচেয়ে দরকারি আউটপুট উত্পাদন করার জন্য সঠিক তাপমাত্রা নির্ধারণ করা খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
2021 এর একটি গবেষণাপত্রে যা পেট্রোলিয়াম এক্সপ্লোরেশন অ্যান্ড প্রোডাকশন জার্নালে প্রকাশিত হয়েছিল, গবেষকরা প্রায় 250,000 ব্যারেল প্রতিদিন কাঁচা তেল প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত ঐতিহ্যগত বায়ুমণ্ডলীয় আংশিক পাতন এককগুলি এবং নতুন মডিউলার পাইরোলিসিস সিস্টেমগুলির তুলনা করেছেন যা প্রতিদিন মাত্র 500 টন প্লাস্টিকের আবর্জনা নিয়ে কাজ করে। গ্যাসোলিন তৈরিতে পাতন পদ্ধতি দক্ষতার সাথে 82% শক্তি অর্জন করতে সক্ষম হয়েছিল। অন্যদিকে, পাইরোলিসিস পদ্ধতি মাত্র 58% দক্ষতা অর্জন করতে পেরেছিল, যদিও এর সুবিধা ছিল যে এটি কেবলমাত্র ভোক্তা প্লাস্টিকের উপকরণ নিয়ে কাজ করে। এটি আকর্ষক কারণ হাইড্রোট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়ার পরে, এই পাইরোলিসিস তেলগুলি আসলে FCC এককগুলিতে 15 থেকে 20% হারে মিশ্রিত হওয়ার যোগ্যতা রাখে। এর ফলে প্রতি বছর প্রায় 12,000 ঘন মিটার ন্যাফথা কম ব্যবহার করা যেতে পারে, যা পুনর্নবীকরণ উপকরণগুলি তাদের অপারেশনে অন্তর্ভুক্ত করতে চাওয়া রিফাইনারিগুলির জন্য একটি উল্লেখযোগ্য খরচ সাশ্রয় হিসাবে দাঁড়ায়।
ক্রুড অয়েল ফিডস্টকের স্থিতিশীল স্ফুটনাঙ্ক এবং ন্যূনতম কার্বন অবশেষ থাকলে ডিস্টিলেশন প্রক্রিয়াটি সবচেয়ে ভালোভাবে কাজ করে। এটি মিশ্রণকে ন্যাফথা, ডিজেল জ্বালানি এবং বিভিন্ন অবশিষ্ট অংশগুলিতে পৃথক করা সহজ করে তোলে। অন্যদিকে, পিরোলিসিস প্রযুক্তি সেই উপকরণগুলির সাথে ভালো কাজ করে যা সহজে ক্র্যাক করা যায়, যা বড় পরিমাণে অণুগুলির শাখার উপর এবং তাদের হাইড্রোজেন থেকে কার্বন অনুপাতের উপর নির্ভর করে। যেমন পলিওলিফিন ভিত্তিক প্লাস্টিকের উদাহরণ নেওয়া যাক, 2022 সালে NREL-এর গবেষণা অনুসারে এই উপকরণগুলি সাধারণত পিরোলিসিসের সময় ইথিলিন এবং প্রোপিলিনের মতো দরকারি রাসায়নিকগুলিতে 75 থেকে 85 শতাংশ রূপান্তরিত হয়। আসলে তার চেয়েও ভালো, যা আমরা প্রায়শই ঐতিহ্যবাহী ক্রুড অয়েল উৎসগুলিতে পাই যেখানে সোজা চেইন অ্যালকেনগুলি পাওয়া যায়।
বর্জ্য প্লাস্টিক বা বায়োমাস থেকে উৎপন্ন পিরোলাইসিস তেলে 0.5–3.2% অক্সিজেন এবং 0.1–1.8% সালফার (ওজনে) থাকে, যার ফলে পরিশোধনের আগে ব্যয়বহুল হাইড্রোট্রিটমেন্টের প্রয়োজন হয়। প্লাস্টিকে যুক্ত ক্লোরিনযুক্ত যৌগ ক্ষয়কারী HCl তৈরি করে, যার জন্য বিশেষ প্রতিক্রিয়াশীল পদার্থ এবং গ্যাস স্ক্রাবিং সিস্টেমের প্রয়োজন হয়। অন্যদিকে, ক্রুড অয়েল ডিস্টিলেশনে উপস্থিত সালফার ভারী অংশে কেন্দ্রীভূত হয়, যা পরবর্তী ইউনিটগুলিতে পরিচালনা সহজ করে তোলে।
আর্থিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য প্রচলিত পেট্রোলিয়াম কাঁচামালের গঠন খুব স্থিতিশীল হয়ে থাকে। অন্যদিকে, পাইরোলিসিস তেলগুলি বিভিন্ন ধরনের মিশ্রিত বর্জ্য উপকরণকে ব্যবহারযোগ্য হাইড্রোকার্বনে পরিণত করার ক্ষেত্রে নতুন সম্ভাবনা নিয়ে আসে। 2024 এর কিছু সাম্প্রতিক গবেষণায় তরল অনুঘটক ক্র্যাকিং ব্যবস্থার উপর নজর দিয়ে দেখা গেছে যে প্রায় 10% পাইরোলিসিস তেল ভ্যাকুয়াম গ্যাস অয়েল-এর সাথে মিশ্রিত করে দিলে কোক গঠন প্রায় 18% কমে যায়, যা খুবই উল্লেখযোগ্য কারণ উৎপাদন একই স্তরে থাকে। তবুও, এখনও একটি সমস্যা হল এই পাইরোলিসিস তেলগুলি বিভিন্ন ধরনের অশুদ্ধি ধারণ করে। স্থিতিশীল কাঁচা তেল প্রক্রিয়াকরণের জন্য যে রিফাইনারিগুলি তৈরি করা হয়েছে, ডিপলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ার ফলে অবশিষ্ট অনুঘটকগুলি বেশিরভাগ প্রতিষ্ঠানের পক্ষে এগুলি ব্যবহার করা কঠিন করে তোলে।
যখন স্টিম ক্র্যাকারগুলি ন্যাফথা ফিডস্টকগুলির সাথে কাজ করে, তখন তারা সাধারণত 25 থেকে 30 শতাংশ লাইট অ্যালিফিনস উত্পাদন করে কারণ উপাদানটির স্থিতিশীল গঠন থাকে এবং ভালভাবে নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে কাজ করে। পাইরোলিসিস তেলগুলির ক্ষেত্রে বিষয়গুলি আরও জটিল হয়ে ওঠে। হাইড্রোট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়ার পরেও, এই উপাদানগুলি সাধারণত মাত্র 15 থেকে 20 শতাংশ লাইট অ্যালিফিনস দেয়। কেন? মূলত কারণ তাদের আণবিক গঠন বিস্তর পরিবর্তিত হয় এবং প্রায়শই ক্লোরাইডের মতো অশুদ্ধি ধারণ করে। 2023 সালে পেট্রোকেমিক্যাল ইনোভেশন কনসোর্টিয়াম থেকে প্রকাশিত একটি সাম্প্রতিক প্রতিবেদনে আরও একটি আকর্ষক তথ্য উঠে এসেছে। ন্যাফথার মতো একই পরিমাণ ইথিলিন উত্পাদনের জন্য, পাইরোলিসিস তেলগুলির প্রায় 10 থেকে 15 শতাংশ উচ্চতর ক্র্যাকিং তাপমাত্রা প্রয়োজন। এই তাপমাত্রার পার্থক্য অনেক প্লান্টের পক্ষে পরিচালন খরচ এবং দক্ষতার উপর বাস্তব প্রভাব ফেলে।
পাইরোলিসিস অয়েলে 1–3% সালফার এবং অক্সিজেনযুক্ত উপাদান থাকে, যা ডিস্টিলড ন্যাফথার (<0.5%) তুলনায় অনেক বেশি (NREL, 2022)। এই অশুদ্ধিগুলি কোকিং এবং ক্ষয় ত্বরান্বিত করে, পাইলট পরীক্ষায় 40–60% পর্যন্ত রিয়েক্টরের আয়ু কমিয়ে দেয়। অ্যাডভান্সড সালফার স্ক্রাবার এবং ডুয়াল-স্টেজ কোয়েঞ্চিং দিয়ে পুনঃসজ্জা করলে সহনশীলতা বাড়ে, কিন্তু ফুল-স্কেল আপগ্রেডের জন্য মূলধন ব্যয় 18 মিলিয়ন ডলারের বেশি হয়।
বর্জ্য প্লাস্টিক নিয়ে কাজ করার সময় পাইরোলিসিস কাঁচামালের জন্য খরচ প্রতি টনে প্রায় 20 থেকে 40 ডলার হয়, যা প্রতি টনে 600 থেকে 800 ডলারের বিশুদ্ধ ন্যাপথা খরচের তুলনায় অনেক কম। কিন্তু এখানে একটি বিষয় মনে রাখা দরকার। প্রক্রিয়াটি নিজেই উৎপাদিত প্রতি টনে 30 থেকে 50 শতাংশ বেশি শক্তি খরচ করে, তাই কাঁচামালের দাম যদি প্রতি টনে প্রায় 55 ডলারের নিচে থাকে তবেই কেবল আর্থিকভাবে এটি যৌক্তিক হয়। এনার্জি ট্রানজিশন ইনস্টিটিউটের কিছু মডেলিং কাজ অনুযায়ী, বায়ো-অয়েলগুলি এফসিসি (FCC) ইউনিটে মিশানোর ফলে মোট শক্তি চাহিদা প্রায় 22 শতাংশ কমে যায়। এটি খরচের দিক থেকে তুলনামূলক অবস্থান আরও ভালো করে তোলে এবং অধিকাংশ অপারেশনের জন্য যথেষ্ট উৎপাদন ক্ষমতা বজায় রাখে।
পাইরোলিসিসের প্রক্রিয়া আমাদের সার্কুলার অর্থনীতির নীতিগুলির দিকে এগিয়ে নিয়ে যায় কারণ এটি সেই সমস্ত অপরিবর্তনীয় অপুনঃনির্মেয় প্লাস্টিক এবং পুরানো রাবার জাতীয় জিনিসগুলিকে পুনরায় কিছু দরকারি জিনিসে পরিণত করে - মূলত হাইড্রোকার্বন যা সাধারণ আংশিক পাতন পদ্ধতি দিয়ে কাজ করা যায় না। এই পদ্ধতির মাধ্যমে প্রায় 85% প্লাস্টিকের আবর্জনা পুনরুদ্ধার করা হয়, যার অর্থ হল যে আরও কম পরিমাণে ল্যান্ডফিলে যায়। তদুপরি, উৎপাদিত তেলগুলির শক্তির উপাদান প্রায় 38 থেকে 45 মেগাজুল প্রতি কিলোগ্রাম পর্যন্ত হয়, যা আমরা সাধারণ ন্যাফথার পণ্যগুলিতে দেখি। কিছু নতুন অনুঘটকের উন্নয়ন এমনকি আরও ভাল করে তুলছে। লাল কাদা বা এই Co/SBA-15 যৌগগুলির মতো উপকরণগুলি সালফারের মাত্রা 0.5 ওজন শতাংশের নীচে নামিয়ে আনতে সাহায্য করে, তাই অন্যান্য রাসায়নিক পুনর্নবীকরণ প্রক্রিয়াগুলির সাথে মিশ্রিত হওয়ার সময় এগুলি অনেক ভালভাবে কাজ করে। আমরা কিছু পরীক্ষা দেখেছি যেখানে মেডিকেল গ্রেড প্লাস্টিকের আবর্জনা সফলভাবে রূপান্তর করা হয়েছিল, যা দেখায় যে পাইরোলিসিস প্রায় 20 থেকে 30% পারম্পরিক জীবাশ্ম জ্বালানির প্রতিস্থাপন করতে পারে FCC ইউনিটগুলিতে। তবুও, অধিকাংশ রিফাইনারিগুলি এই প্রযুক্তির সাথে লড়াই করে থাকে। অর্ধেকের কম প্রকৃতপক্ষে পাইরোলিসিস অয়েল বা বায়ো-অয়েলগুলি প্রক্রিয়া করতে পারে না অথবা তাদের নিয়মিত পরিচালনার পাশাপাশি প্রথমে ব্যয়বহুল সরঞ্জাম আপগ্রেড ছাড়া কাজ করতে পারে না।
পাইরোলিসিস তেলে উচ্চ লিমোনিন এবং BTX সামগ্রী এটিকে ভার্জিন-গ্রেড পলিমার উত্পাদনের উপযুক্ত করে তোলে। প্রতি টন বর্জ্য টায়ার প্রক্রিয়াকরণে 450–600 কেজি তেল উৎপন্ন হয়, যা স্টাইরিন উৎপাদনে 30% ক্রুড উদ্ভূত কাঁচামালের প্রতিস্থাপনের পক্ষে যথেষ্ট।
জিওলাইট-ভিত্তিক অনুঘটকগুলি 500°C তাপমাত্রায় হালকা ওলিফিনগুলিতে 80% পলিওলিফিন রূপান্তর অর্জন করে, যা তাপীয় পাইরোলিসিসের তুলনায় চার গুণ বেশি দূষণ সহনশীলতা প্রদর্শন করে। এর ফলে প্রতি টনে $40–60 প্রক্রিয়াকরণের আগে খরচ কমে, যা স্কেলযোগ্যতা উন্নত করে।
ভ্যাকুয়াম গ্যাস অয়েলযুক্ত 10% পাইরোলিসিস তেল মিশ্রণ করলে প্রোপিলিনের উৎপাদনে 12% বৃদ্ধি পায়। তবে, 50 ppm এর বেশি ক্লোরাইড স্তর ক্ষয়ের ঝুঁকি তৈরি করে, যা নিরাপদ একীকরণের জন্য প্রতিক্রিয়াকারী আপগ্রেডের জন্য $2–4 মিলিয়ন খরচ হয়।
পিরোলিসিস প্রক্রিয়ায় পণ্যগুলি কীভাবে বিতরণ হয় তা মূলত তিনটি প্রধান নিয়ামকের উপর নির্ভর করে: তাপমাত্রা যা সাধারণত ৪৫০ থেকে ৮০০ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়, চাপের পরিস্থিতি যা সাধারণ বায়ুমণ্ডলীয় স্তর থেকে শুরু করে মধ্যম শ্রেণির শূন্যস্থান পর্যন্ত হতে পারে, এবং উপকরণগুলি রিয়েক্টরে কতক্ষণ থাকে যা সাধারণত অর্ধেক সেকেন্ড থেকে ত্রিশ সেকেন্ডের মধ্যে হয়ে থাকে। যখন আমরা তাপমাত্রা বাড়িয়ে দেই, তখন আমরা বেশি পরিমাণে গ্যাস উৎপাদন করি, বিশেষত ইথিলিন এবং প্রোপিলিনের ১৫ থেকে ২০ শতাংশ উপজাত দেখা যায়। যারা তরল তেলের সর্বোচ্চ উপজাত অর্জনে আগ্রহী, তাদের কাছে ৫০০ থেকে ৬৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা সবচেয়ে ভালো কাজ করে। প্রক্রিয়াটি দ্রুত গতিতে চালানো হলে মোমের মতো ভারী যৌগিক পদার্থগুলি বজায় রাখতে সাহায্য করে কারণ এটি তাদের আরও ভেঙে দেওয়া থেকে আটকায়। কিন্তু যদি কোনো জিনিস খুব বেশি সময় ধরে রাখা হয়, তবে সেই জটিল অণুগুলি ছোট ছোট এবং কম স্থিতিশীল উপাদানে পরিণত হয় যা বাণিজ্যিকভাবে কম কার্যকর।
জেএসএম-5 জিওলাইট বা অ্যালুমিনা-সিলিকেটসহ অনুঘটকগুলি 15–40% নির্বাচন ক্ষমতা বাড়িয়ে কাঙ্ক্ষিত পণ্যগুলির দিকে বিয়োজনের পথ নির্দেশ করে। অ্যাসিড অনুঘটকগুলি হালকা ওলিফিন উৎপাদন বৃদ্ধি করে (65–80% ইথিলিন নির্বাচন ক্ষমতা) এবং জৈব খাদ্যে অক্সিজেনযুক্ত পদার্থগুলি দমন করে। জৈব ভরের সাথে প্লাস্টিকের সহ-পাইরোলাইসিস মোমের সান্দ্রতা 30% কমিয়ে দেয়, পুরানো রিফাইনিং অবকাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যতা উন্নত করে।
হাইড্রোট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়া পাইরোলিসিস তেলের অক্সিজেন এবং সালফার সামগ্রীর প্রায় 90 থেকে 95 শতাংশ অপসারণ করে, যা এটিকে পাতিত ক্রুড ফ্র্যাকশনগুলির কাছাকাছি স্থিতিশীল করতে সাহায্য করে। কিন্তু এখানে একটি বিষয় রয়েছে। চিকিত্সার পরেও এই তেলগুলির মধ্যে সাধারণ ভির্জিন ন্যাফথার তুলনায় প্রায় দুই বা এমনকি তিন গুণ বেশি সমযোজী যৌগ থাকে, তাই অতিরিক্ত প্রক্রিয়াকরণ ছাড়া এগুলিকে সরাসরি পলিওলিফিন উত্পাদনের মতো কাজে ব্যবহার করা যায় না। পাতিত কাঁচা তেল বিদ্যমান অবকাঠামোর সাথে ভালো কাজ করে, কিন্তু যখন আমরা উন্নত পাইরোলিসিস তেলগুলি দেখি, তখন সেগুলি আসলে কিছু আলাদা কিছু নিয়ে আসে। তাদের অণুগুলি আরও বৈচিত্র্যময়, যা কার্বন ফাইবারের প্রাক-রাসায়নিক উপাদান তৈরির মতো কিছু বিশেষ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সম্ভাবনা খুলে দেয়। এমন নমনীয়তা সত্ত্বেও এদের সাথে কাজ করার সময় যেসব চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হতে হয় তা এদের আকর্ষণীয় করে তোলে।
পাতন একটি পদার্থের পৃথকরণ প্রক্রিয়া যা হাইড্রোকার্বনগুলিকে আলাদা করতে স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্য ব্যবহার করে, যেখানে অণুগুলির গঠন অপরিবর্তিত থাকে। অন্যদিকে, পাইরোলিসিস তাপীয় বিয়োজন জড়িত থাকে, যেখানে মূল শৃঙ্খল বিক্রিয়ার মাধ্যমে অণুগুলির গঠন চিরস্থায়ীভাবে পরিবর্তিত হয়ে যায়।
পাইরোলিসিস নিষ্ক্রিয় প্লাস্টিক এবং বর্জ্য উপকরণগুলিকে ব্যবহারযোগ্য হাইড্রোকার্বনে রূপান্তর করে স্থায়িত্বের প্রতি অবদান রাখে, এর ফলে ল্যান্ডফিল বর্জ্য কমে যায় এবং সার্কুলার অর্থনীতির নীতিগুলি সমর্থিত হয়।
পাইরোলিসিস তেলে পরিবর্তনশীল দূষণকারী এবং অশুদ্ধি থাকে, যেমন উচ্চ সালফার এবং ক্লোরাইডের মাত্রা, যা তাদের কম স্থিতিশীল করে তোলে এবং এই অশুদ্ধিগুলি কার্যকরভাবে পরিচালনা করতে পাতন ব্যবস্থার বিদ্যমান অংশগুলির পুনর্গঠনের দরকার হয়, যা খরচ বহুল।
2024-09-25
2024-09-18
2024-09-12
2024-09-05
2024-08-30
2024-08-23
কপিরাইট © ২০২৫ শাংগিউ আওটেওয়েই পরিবেশ সংরক্ষণ উপকরণ কো., লিমিটেড গোপনীয়তা নীতি