তেল ও গ্যাস শিল্পে চুল্লি (Reactor) কী? কার্যকারিতা, প্রকারভেদ এবং ব্যবহার

একটি পেট্রোলিয়াম শিল্পে রিঅ্যাক্টর হল একটি ভারী-শুল্ক, চাপযুক্ত শিল্প পাত্র যা নিয়ন্ত্রিত রাসায়নিক এবং অনুঘটক বিক্রিয়াগুলি ধারণ করার জন্য প্রকৌশলী করা হয়েছে যা অপরিশোধিত অপরিশোধিত তেলকে উচ্চ-মূল্যের জ্বালানী, লুব্রিকেন্ট এবং পেট্রোকেমিক্যাল ফিডস্টকে রূপান্তরিত করে। প্রায়শই একটি শোধনাগারের "হৃদয়" হিসাবে বর্ণিত, এই অত্যাধুনিক বিক্রিয়া পাত্রগুলি আণবিক রূপান্তরকে অপ্টিমাইজ করতে, সালফারের মতো অপদ্রব্য দূর করতে এবং পণ্যের ফলন সর্বাধিক করার জন্য চরম তাপমাত্রা, উচ্চ অভ্যন্তরীণ চাপ এবং জটিল বহু-পর্যায়ের তরল গতিবিদ্যা পরিচালনা করে।

ভূমি থেকে নিষ্কাশিত অপরিশোধিত তেল হল হাইড্রোকার্বনের একটি জটিল মিশ্রণ যা ব্যাপক প্রক্রিয়াকরণ ছাড়া সরাসরি ব্যবহার করা যায় না। রিঅ্যাক্টরগুলি কয়েকটি মৌলিক পদ্ধতির মাধ্যমে এই কাঁচা ভগ্নাংশগুলিকে আপগ্রেড করার জন্য প্রয়োজনীয় ভারী উত্তোলন সম্পাদন করে:

• আণবিক ক্র্যাকিং: বড়, ভারী হাইড্রোকার্বন অণুগুলিকে ছোট, অত্যন্ত মূল্যবান হালকা ভগ্নাংশে ভাঙা, যেমন গ্যাসোলিন এবং ডিজেল।
• হাইড্রোট্রিটিং এবং পরিশোধন: কঠিন অনুঘটকের উপস্থিতিতে হাইড্রোজেন গ্যাস প্রবর্তন করে সালফার, নাইট্রোজেন এবং ভারী ধাতুর মতো অবাঞ্ছিত অপদ্রব্যগুলি সরিয়ে ফেলা, কঠোর পরিবেশগত মান পূরণকারী পরিষ্কার-জ্বালানী নিশ্চিত করা।
• রিফর্মিং এবং আইসোমারাইজেশন: জ্বালানীর কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য কম-অকটেন সরল-চেইন হাইড্রোকার্বনগুলিকে উচ্চ-অকটেন অ্যারোমেটিক্স এবং শাখাযুক্ত আইসোমারে পুনর্গঠন করা।

প্রয়োজনীয় নির্দিষ্ট রাসায়নিক রূপান্তরের উপর নির্ভর করে, শোধনাগারগুলি স্বতন্ত্র রিঅ্যাক্টর কনফিগারেশন স্থাপন করে:

একটি FCCU একটি ফ্লুইডাইজড বেড রিঅ্যাক্টর ব্যবহার করে যেখানে সূক্ষ্ম কঠিন অনুঘটক কণাগুলি গরম হাইড্রোকার্বন বাষ্পের ঊর্ধ্বমুখী প্রবাহে স্থগিত থাকে, যা ফুটন্ত তরলের মতো আচরণ করে।

• প্রয়োগ: উচ্চ-অকটেন গ্যাসোলিন এবং হালকা ওলেফিনে ভারী গ্যাস তেল ভাঙা।
• মূল সুবিধা: ব্যতিক্রমী তাপ এবং ভর স্থানান্তর, অবিচ্ছিন্ন অনুঘটক পুনর্জন্ম এবং উচ্চ থ্রুপুট সক্ষম করে।

এগুলি হল ভারী-প্রাচীরযুক্ত, উচ্চ-চাপের ফিক্সড বেড রিঅ্যাক্টর যা কঠিন অনুঘটক পেলেট দিয়ে প্যাক করা হয় যার মাধ্যমে তরল হাইড্রোকার্বন এবং হাইড্রোজেন গ্যাস নিচের দিকে প্রবাহিত হয়।

• প্রয়োগ: সালফার অপসারণ (ডিসালফারাইজেশন), ওলেফিনের সম্পৃক্তি, এবং উচ্চ চাপে ভারী ফিডস্টক ক্র্যাকিং।
• মূল সুবিধা: তাপমাত্রার নিয়ন্ত্রণে ব্যতিক্রমী নির্ভুলতা এবং গভীর অপদ্রব্য অপসারণ।

উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত ফিক্সড-বেড কনফিগারেশন ব্যবহার করে, রিফর্মারগুলি ন্যাপথা ফিডস্টকগুলিকে অ্যারোমেটিক-সমৃদ্ধ রিফর্মেটে পুনর্গঠন করে।

• প্রয়োগ: গ্যাসোলিনের অকটেন রেটিং বৃদ্ধি এবং উপজাত হিসাবে মূল্যবান হাইড্রোজেন তৈরি করা।

প্রশ্ন: কেন রিঅ্যাক্টরগুলিকে একটি পেট্রোলিয়াম শোধনাগারের "হৃদয়" হিসাবে বিবেচনা করা হয়?

উত্তর: স্টোরেজ ট্যাঙ্ক বা ডিসটিলেশন কলামের বিপরীতে—যা প্রাথমিকভাবে স্ফুটনাঙ্কের উপর ভিত্তি করে তরল ধারণ করে বা শারীরিকভাবে পৃথক করে—রিঅ্যাক্টরগুলি হাইড্রোকার্বনের রাসায়নিক কাঠামোকে সক্রিয়ভাবে পরিবর্তন করে। তারা গুরুত্বপূর্ণ রূপান্তরগুলি সম্পাদন করে যা কম-মূল্যের ভারী অপরিশোধিত ভগ্নাংশকে উচ্চ-চাহিদার পরিবহন জ্বালানী এবং রাসায়নিক ফিডস্টকে পরিণত করে।

প্রশ্ন: ক্যাটালাইটিক ক্র্যাকিং এবং হাইড্রোক্র্যাকিং রিঅ্যাক্টরের মধ্যে পার্থক্য কী?

উত্তর: ক্যাটালাইটিক ক্র্যাকিং (যেমন FCC) উচ্চ তাপমাত্রায় অনুঘটক ব্যবহার করে হাইড্রোজেন যোগ না করে ভারী হাইড্রোকার্বনগুলিকে ভেঙে দেয়, সাধারণত কম চাপে পরিচালিত হয়। হাইড্রোক্র্যাকিং ক্র্যাকিংকে উচ্চ-চাপের হাইড্রোজেন পরিবেশ এবং বিশেষ অনুঘটকের সাথে একত্রিত করে, যা শোধনাগারগুলিকে ভারী, সালফার-সমৃদ্ধ ফিডস্টকগুলিকে পরিষ্কার ডিজেল এবং জেট জ্বালানীতে রূপান্তর করতে দেয়।

প্রশ্ন: পেট্রোলিয়াম এবং গ্যাস রিঅ্যাক্টরের ভিতরে অনুঘটকগুলি কীভাবে কাজ করে?

উত্তর: অনুঘটকগুলি বিশেষ পদার্থ (প্রায়শই প্ল্যাটিনাম, প্যালাডিয়াম, নিকেল বা জিওলাইটসের মতো ধাতু) যা রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারকে ত্বরান্বিত করে এবং প্রক্রিয়াটিতে ব্যবহৃত না হয়েই কাঙ্ক্ষিত পণ্য আউটপুটের দিকে নির্বাচনকে চালিত করে। সময়ের সাথে সাথে, তারা কার্বন জমা ("কোক") জমা করে এবং অবশ্যই পুনর্জন্ম বা প্রতিস্থাপন করতে হবে।

প্রশ্ন: পেট্রোলিয়াম শোধনাগার রিঅ্যাক্টরগুলি কী অপারেটিং অবস্থার সম্মুখীন হয়?

উত্তর: হাইড্রোকার্বনের প্রতিক্রিয়াশীল প্রকৃতির কারণে, এই রিঅ্যাক্টরগুলি চরম অভ্যন্তরীণ চাপ (হাইড্রোক্র্যাকারগুলিতে প্রায়শই ২,০০০ পিএসআই অতিক্রম করে) এবং উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (৪০০°C থেকে ৬০০°C বা তার বেশি) সহ্য করতে সক্ষম শক্তিশালী চাপযুক্ত পাত্র হিসাবে প্রকৌশলী করা হয়, কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য API মানগুলির মতো কঠোর পরিদর্শন প্রোটোকল প্রয়োজন।