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कच्चा तेल वायुमंडलीय एवं निर्वात आसवन इकाई: तकनीकी विवरण एवं प्रतिस्पर्धी लाभवायुमंडलीय एवं निर्वात आसवन इकाई (AVDU) कच्चे तेल के संस्करण में मूलभूत पहला कदम है। इसे अक्सर "रिफाइनरी का हृदय" कहा जाता है...
कच्चे तेल के वायुमंडलीय और निर्वात आसवन इकाई: तकनीकी विवरण और प्रतिस्पर्धी लाभ
वायुमंडलीय और निर्वात आसवन इकाई (AVDU) कच्चे तेल के शोधन में मूलभूत पहला कदम है। इसे अक्सर "रिफाइनरी का दिल" कहा जाता है, इसका मुख्य कार्य कच्चे तेल में हाइड्रोकार्बन के जटिल मिश्रण को उनके क्वथनांक के आधार पर अलग-अलग अंशों या "कट्स" में अलग करना है। यह प्रारंभिक अलगाव सभी अनुवर्ती प्रसंस्करण इकाइयों के लिए आवश्यक नींव प्रदान करता है।
यह लेख रिफाइनरी बुनियादी ढांचे के इस महत्वपूर्ण हिस्से के तकनीकी जटिलताओं और महत्वपूर्ण लाभों में गहराई से जाता है।
प्रक्रिया को तार्किक रूप से दो चरणों में विभाजित किया गया है: वायुमंडलीय आसवन और निर्वात आसवन।
आसवन स्तंभों में प्रवेश करने से पहले कच्चे तेल से नमक हटाना आवश्यक है। कच्चे तेल में आमतौर पर पानी, अकार्बनिक लवण (मुख्य रूप से सोडियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे क्लोराइड) और अवसाद होते हैं।
प्रक्रिया: नमक को घोलने के लिए कच्चे तेल को गर्म किया जाता है और ताजे पानी के साथ मिलाया जाता है। मिश्रण को फिर एक डीसॉल्टर वेस्सेल में भेजा जाता है, जहां एक उच्च-वोल्टेज इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र लागू किया जाता है। यह क्षेत्र छोटी पानी की बूंदों को बड़ी बूंदों में संगोष्ठित करने में सहायता करता है, जो नीचे बैठ जाती हैं और निकाल दी जाती हैं।
उद्देश्य: डाउनस्ट्रीम इकाइयों में गंदगी, संक्षारण और उत्प्रेरक विषाक्तता को रोकने के लिए नमक को हटाना महत्वपूर्ण है। नमक को गर्म करने पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) बना सकता है, जिससे आसवन कॉलम के ऊपरी भागों में गंभीर संक्षारण हो सकता है।
डीसॉल्टेड कच्चे तेल को एक श्रृंखला में हीट एक्सचेंजर (प्री-हीट ट्रेन) और एक डायरेक्ट-फायर्ड भट्ठी (जिसे पाइपस्टिल हीटर या भट्ठी कहा जाता है) में लगभग 350 डिग्री सेल्सियस - 380 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है।
फिर गर्म, आंशिक रूप से वाष्पित कच्चे तेल को वायुमंडलीय आसवन कॉलम में डाला जाता है। यह एक बड़ा, बेलनाकार पात्र है जो वायुमंडलीय दबाव से थोड़ा अधिक दबाव पर संचालित होता है ताकि हवा के प्रवेश को रोका जा सके।
आंतरिक संरचना: कॉलम में ऊपर जाने वाले वाष्प और नीचे आ रहे तरल के बीच द्रव्यमान और ऊष्मा स्थानांतरण को सुगम बनाने के लिए कई क्षैतिज ट्रे या पैकिंग लगी होती है।
अंशीकरण: जैसे-जैसे वाष्प ऊपर उठती है, यह ठंडी हो जाती है। उच्च क्वथनांक वाले घटक निचली ट्रे पर संघनित हो जाते हैं, जबकि हल्के घटक ऊपर की ओर बढ़ते रहते हैं। विभिन्न ऊंचाइयों से साइड स्ट्रीम निकाले जाते हैं ताकि विशिष्ट अंश प्राप्त किए जा सकें:
लाइट एंड्स: गैसें (C1-C4) और हल्का नैफ़्था कॉलम के शीर्ष से बाहर निकलते हैं।
भारी नैफ़्था: शीर्ष के पास से लिया जाता है, जो गैसोलीन के लिए पूर्ववर्ती है।
केरोसिन / जेट ईंधन: निचले भाग से लिया जाता है, जो मध्यम क्वथनांक वाला अंश है।
डीजल / गैस ऑइल: और भी निचले भाग से लिया जाता है।
पुनर्वर्तन: ऊपरी तरल से संघनित तरल का एक भाग कॉलम के शीर्ष पर वापस पंप किया जाता है। यह शीर्ष उत्पादों के तापमान को नियंत्रित करने और अलगाव दक्षता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।
तल उत्पाद: वायुमंडलीय कॉलम के तल से अवशेष, जिसे वायुमंडलीय अवशिष्ट तेल या "लॉन्ग रेसिड्यू" कहा जाता है, वायुमंडलीय दबाव पर बिना क्रैकिंग (तापीय अपघटन) के वाष्पीकृत करने के लिए बहुत भारी होता है। इस अवशेष को वैक्यूम आसवन इकाई में डाला जाता है।
वायुमंडलीय अवशेष से भारी अणुओं को बिना क्रैक किए वाष्पीकृत करने के लिए, दबाव को काफी कम कर दिया जाता है।
प्रक्रिया: वायुमंडलीय अवशेष को एक वैक्यूम भट्ठी में लगभग 380°C - 420°C तक गर्म किया जाता है और वैक्यूम आसवन कॉलम में डाला जाता है। यह कॉलम उच्च वैक्यूम में संचालित होता है (10 से 40 mmHg का निरपेक्ष दबाव), जो हाइड्रोकार्बन के क्वथनांक को काफी कम कर देता है।
वैक्यूम बनाना: वैक्यूम मुख्य रूप से भाप इजेक्टर की एक श्रृंखला द्वारा बनाए रखा जाता है (अक्सर तरल वलय वैक्यूम पंप के बाद)। भाप इजेक्टर वेंटुरी प्रभाव का उपयोग कॉलम ओवरहेड से गैसों (हवा और हल्के हाइड्रोकार्बन) को खींचने के लिए करते हैं।
आंतरिक संरचना: कॉलम में दबाव में गिरावट को कम करने के लिए ट्रे के स्थान पर कम दबाव वाले संरचित पैकिंग का उपयोग किया जाता है। कॉलम का व्यास भी वायुमंडलीय कॉलम की तुलना में अधिक होता है।
आंशिकरण: कॉलम अवशेष को निम्न में अलग करता है:
वैक्यूम गैस ऑइल (VGO): साइड स्ट्रीम के रूप में निकाला जाता है; ये तरल उत्प्रेरक क्रैकिंग (FCC) और हाइड्रोक्रैकर इकाइयों के लिए मुख्य कच्चा माल हैं।
वैक्यूम अवशेषी तेल / "लघु अवशेष": निचला उत्पाद, जिसका उपयोग अक्सर बिटुमेन उत्पादन, ईंधन तेल मिश्रण या कोकर इकाई के लिए कच्चा माल के रूप में किया जाता है।
एक आधुनिक AVDU के डिज़ाइन और संचालन से कई महत्वपूर्ण लाभ होते हैं:
आधुनिक एवीडीयू ऊष्मा एकीकरण में निपुणता के उदाहरण हैं। ऊष्मा विनिमयकों का एक विस्तृत नेटवर्क ("प्री-हीट ट्रेन") गर्म उत्पाद स्ट्रीम का उपयोग आने वाले ठंडे कच्चे तेल को प्री-हीट करने में करता है। इससे भट्टियों की ईंधन खपत में काफी कमी आती है, जिससे संचालन लागत और रिफाइनरी के कार्बन फुटप्रिंट में कमी आती है। भट्ठी के तुरंत बाद ट्रांसफर लाइन एक्सचेंजर (टीएलई) का उपयोग करने से उच्च स्तरीय ऊष्मा को और अधिक प्रभावी ढंग से कैप्चर किया जा सकता है।
एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई एवीडीयू कई प्रकार के कच्चे तेल स्लेट्स (हल्के मीठे से लेकर भारी खराब कच्चे तेल तक) को संसाधित कर सकती है। ऑपरेटर मुख्य मापदंडों - भट्टी के आउटलेट तापमान, पुनर्निर्देश अनुपात और ड्रॉ दरों में समायोजन करके सबसे मूल्यवान उत्पादों की उपज को अनुकूलित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, ईंधन तेल के बजाय डीजल की अधिकतम उपज) बाजार की मांग और कच्चे माल के आधार पर।
एवीडीयू विशेषज्ञ डाउनस्ट्रीम इकाइयों के लिए शुद्ध और अलग-अलग कच्चे माल प्रदान करता है:
उच्च ऑक्टेन गैसोलीन के लिए नैफ़्था कैटालिटिक रीफॉर्मर्स में।
गैस ऑयल को सल्फर निकालने के लिए हाइड्रोट्रीटर्स में भेजा जाता है।
भारी अणुओं को गैसोलीन और डीजल में तोड़ने के लिए वीजीओ को एफसीसी या हाइड्रोक्रैकर्स में भेजा जाता है।
इन जटिल माध्यमिक इकाइयों की दक्षता और आयु के लिए इस प्रारंभिक साफ स्प्लिटिंग आवश्यक है।
आधुनिक इकाइयों में वितरित नियंत्रण प्रणाली (DCS) और एडवांस्ड प्रोसेस कंट्रोल एल्गोरिथ्म सुसज्जित हैं। APC की अनुमति देता है:
सख्त गुणवत्ता नियंत्रण: उत्पाद विनिर्देशों (उदाहरण: फ्लैश पॉइंट, उबलते रेंज) को लगातार बनाए रखना।
अधिकतम थ्रूपुट: कच्चे तेल की प्रसंस्करण दरों को अधिकतम करने के लिए सुरक्षित रूप से कॉलम हाइड्रोलिक सीमाओं को धक्का देना।
ऊर्जा उपयोग में अनुकूलन: सबसे कम ऊर्जा लागत के लिए संचालन में गतिशील समायोजन।
वैक्यूम यूनिट, विशेष रूप से, महत्वपूर्ण मूल्य जोड़ती है। वायुमंडलीय के स्थान पर वैक्यूम आसवन का उपयोग करके, एक रिफाइनरी कम मूल्य वाले अवशेष ईंधन तेल को उच्च मूल्य वाले VGO में परिवर्तित कर सकती है, जिसे फिर परिवहन ईंधन (पेट्रोल, डीजल, जेट ईंधन) में अपग्रेड किया जाता है। इससे कच्चे तेल के प्रत्येक बैरल से मूल्यवान उत्पादों की कुल उपज में काफी वृद्धि होती है।
जबकि यह संक्षारण और गंदगी के अधीन है, AVDU एक मजबूत और सिद्ध तकनीक है। उचित सामग्री का चयन (उदाहरण के लिए, संक्षारण प्रतिरोध के लिए क्लैड ट्रे), प्रभावी रासायनिक उपचार (उदाहरण के लिए, एंटीफॉलेंट, संक्षारण रोधी) और पूर्ण रखरखाव के साथ, ये यूनिट मुख्य बंद होने (टर्न आराउंड) के बीच 3 से 5 वर्षों तक लगातार चल सकती हैं, जिससे रिफाइनरी की उपलब्धता बनी रहती है।
वायुमंडलीय और निर्वात आसवन इकाई रसायन इंजीनियरी की एक अद्वितीय कृति है जो मूलभूत भौतिक सिद्धांतों को अत्याधुनिक तकनीक के साथ संयोजित करती है। इसके तकनीकी लाभ - अतुलनीय ऊर्जा दक्षता और परिचालन लचीलेपन से लेकर पूरे आधुनिक रिफाइनरी के लिए आवश्यक आधार प्रदान करने तक - कच्चे तेल को वैश्विक अर्थव्यवस्था को संचालित करने वाले महत्वपूर्ण उत्पादों में परिवर्तित करने की अपरिहार्य भूमिका को सुदृढ़ करती है। सामग्री, प्रक्रिया नियंत्रण और ऊष्मा एकीकरण में निरंतर सुधार यह सुनिश्चित करता है कि यह दक्षता और विश्वसनीयता के लिए एक मानक के रूप में बनी रहे।
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