मोनोएथिलीन ग्लाइकोल की तैयारी के तरीके

मोनोएथिलीन ग्लाइकोल (मेग) एक महत्वपूर्ण औद्योगिक यौगिक है जिसका उपयोग पॉलिएस्टर फाइबर, एंटीफ्रीज और पॉलीइथिलीन टेफ्थेलेट (पालतू) रेजिन के उत्पादन में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। कई उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण है, यह समझना जरूरीमोनोएथिलीन ग्लाइकोल की तैयारी के तरीके. इस लेख में, हम मेग की निर्माण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले प्रमुख तरीकों पर चर्चा करेंगे, जो औद्योगिक उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले विभिन्न दृष्टिकोणों की व्यापक समझ प्रदान करेंगे।

एथिलीन ऑक्साइड हाइड्रोलिसिस: सबसे आम तरीका

मोनोएथिलीन ग्लाइकोल (meg) तैयार करने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि हैएथिलीन ऑक्साइड हाइड्रोलिसिस. इस विधि में प्राथमिक उत्पाद के रूप में मेग उत्पन्न करने के लिए नियंत्रित स्थितियों के तहत पानी के साथ एथिलीन ऑक्साइड (ओ) का हाइड्रेशन शामिल है। प्रतिक्रिया आमतौर पर इस प्रकार होती हैः

[ सी2 एच4 ओ2 ओ →2 ओह ]

एथिलीन ऑक्साइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, और मोनोएथिलीन ग्लाइकोल बनता है। हालांकि, प्रतिक्रिया में डाइएथिलीन ग्लाइकोएल (डीजी) और ट्राइएथिलीन ग्लाइकोल (टीजी) ग्लाइकोल (टीजी) को भी प्रतिफल देती है, इसलिए अवांछित ग्लाइकोल्स को कम करते हुए मेग की उपज को अधिकतम करने के लिए प्रतिक्रिया की स्थिति महत्वपूर्ण है।

प्रक्रिया आम तौर पर एक उत्प्रेरक (आमतौर पर एक एसिड या आधार) का उपयोग करती है और उच्च तापमान (150-200 पेडसी) और दबावों पर संचालित होती है। उत्प्रेरक प्रौद्योगिकी और प्रक्रिया अनुकूलन में प्रगति ने इस पद्धति की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि की है, जिससे यह आधुनिक मेग उत्पादन में प्रमुख प्रक्रिया बन गई है।

प्रमुख विचार:

• प्रतिक्रिया नियंत्रणतापमान, दबाव और पानी से एथिलीन ऑक्साइड अनुपात को मेग आउटपुट को अनुकूलित करने के लिए सावधानीपूर्वक प्रबंधित किया जाना चाहिए।
• उप-उत्पाद प्रबंधनडीग और टेग के उत्पादन का प्रबंधन इस विधि में एक प्रमुख चुनौती है, क्योंकि इन उप-उत्पादों को अलग और ठीक से संभालने की आवश्यकता है।

2. एथिलीन का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण

एक और आममोनोएथिलीन ग्लाइकोल की तैयारी की विधिएथिलीन ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए एथिलीन का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण शामिल है, जो बाद में मेग के लिए हाइड्रेटेड है, जो पहले विधि के समान है। एथिलीन ऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए सिल्वर-आधारित उत्प्रेरक पर ऑक्सीजन या हवा का उपयोग करके ऑक्सीडाइज्ड होता है, जो तब मेग का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड होता है।

इस विधि को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता हैः

• चरण 1: एथिलीन का ऑक्सीकरणएथिलीन ऑक्साइड बनाने के लिए एक सिल्वर उत्प्रेरक की उपस्थिति में एथिलीन ऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है।

  [ 2 सी2 एच4 ओ2 → 2 सी2h_4o ]

• चरण 2: एथिलीन ऑक्साइड का हाइड्रेशनप्रत्यक्ष एथिलीन ऑक्साइड हाइड्रेशन प्रक्रिया में, इथिलीन ऑक्साइड जल का उत्पादन करने के लिए पानी के साथ हाइड्रेटेड होता है।

इस विधि का लाभ एक प्रारंभिक सामग्री के रूप में एथिलीन की उपलब्धता है, जो हाइड्रोकार्बन के क्रैकिंग से प्राप्त किया जा सकता है, जिससे इस प्रक्रिया को पेट्रोकेमिकल उद्योगों के साथ अत्यधिक एकीकृत किया जा सकता है। एक सिल्वर उत्प्रेरक का उपयोग यह सुनिश्चित करता है कि प्रतिक्रिया उच्च रूपांतरण दक्षता के साथ चुनिंदा रूप से होती है।

प्रमुख विचार:

• उत्प्रेरक दीर्घायुऑक्सीकरण चरण में उपयोग किए जाने वाले चांदी उत्प्रेरक को विस्तारित उपयोग के बाद सावधानीपूर्वक निगरानी और प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
• ऊर्जा तीव्रतायह विधि ऊर्जा-गहन है, विशेष रूप से पहले ऑक्सीकरण चरण में, महत्वपूर्ण गर्मी प्रबंधन और ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है।

बायोमास से नवीकरणीय एथिलीन ग्लाइकोल उत्पादन

हाल के वर्षों में, रासायनिक उद्योग और उत्पादन में एक महत्वपूर्ण बिंदु बन गया है,मोनोएथिलीन ग्लाइकोल (मेग)नवीकरणीय स्रोतों से कर्षण प्राप्त होता है। एक उभरती हुई विधि बायोमास (जैसे गन्ना, मकई, या सेल्युलोसिक सामग्री) को मेग में परिवर्तित करना है। इस विधि में कई चरण शामिल हैं, जैसेः

1. किण्वनजैव ईंधन इथेनॉल का उत्पादन करने के लिए किण्वित किया जाता है, जो एथिलीन का नवीकरणीय स्रोत है।

2. इथेनॉल से एथिलीन प्रक्रियाएथेलीन का उत्पादन करने के लिए इथेनॉल निर्जलित है, जो मेग के उत्पादन के लिए एक प्रमुख फीडस्टॉक है।

3. एथिलीन ऑक्साइड और हाइड्रेशनएथिलीन को फिर एथिलीन ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, जो पहले वर्णित पारंपरिक प्रक्रियाओं के बाद मेग का उत्पादन करने के लिए हाइड्रेटेड है।

इसमोनोएथिलीन ग्लाइकोल की तैयारी की जैव-आधारित विधिपेट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के लिए पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करता है और जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करता है। यह ब्राजील और संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे प्रचुर बायोमास तक पहुंच वाले क्षेत्रों में तेजी से लोकप्रिय हो गया है।

प्रमुख विचार:

• स्थिरताइस विधि का कार्बन पदचिह्न पारंपरिक तरीकों की तुलना में काफी कम है, जिससे यह हरित रसायन विज्ञान के लिए आकर्षक हो जाता है।
• लागत और दक्षताअपने पर्यावरणीय लाभों के बावजूद, यह विधि पेट्रोकेमिकल मार्गों की तुलना में प्रसंस्करण की लागत और कम दक्षता के कारण अधिक महंगी हो सकती है।

अन्य उभरते तरीके

इन अच्छी तरह से स्थापित तरीकों के अलावा, शोधकर्ता मेग के उत्पादन के लिए नई तकनीकों की खोज कर रहे हैं, जैसे कि कार्बन डाइऑक्साइड (Co2) का प्रत्यक्ष उत्प्रेरक रूपांतरण. यह विधि, यदि वाणिज्यिक रूप से, एक कच्चे माल के रूप में, एक ग्रीनहाउस गैस का उपयोग करके मेग के लिए एक स्थायी मार्ग प्रदान कर सकती है। हालांकि, यह तकनीक अभी भी अपने शुरुआती चरणों में है और इसे पैमाने पर व्यवहार्य होने से पहले उत्प्रेरक विकास और प्रक्रिया अनुकूलन में महत्वपूर्ण प्रगति की आवश्यकता है।

प्रमुख विचार:

• अनुसंधान और विकासयह विधि अभी भी प्रयोगात्मक चरण में है और अभी तक व्यावसायिक परिपक्वता तक नहीं पहुंची है।
• संभावित प्रभावयदि सफल होता है, तो यह Co2 उत्सर्जन से संबंधित पर्यावरणीय चिंताओं को दूर करके मेग के उत्पादन में क्रांति ला सकता है।

निष्कर्ष

केमोनोएथिलीन ग्लाइकोल की तैयारी के तरीकेमहत्वपूर्ण रूप से विकसित हुआ है, पारंपरिक एथिलीन ऑक्साइड हाइड्रोलिसिस अपनी दक्षता और मौजूदा पेट्रोकेमिकल बुनियादी ढांचे के साथ एकीकरण के कारण प्रमुख प्रक्रिया बनी हुई है। हालांकि, नए दृष्टिकोण, जैसे जैव-आधारित उत्पादन और उभरती प्रौद्योगिकियों जैसे नए दृष्टिकोण रुचि प्राप्त कर रहे हैं क्योंकि उद्योग अधिक टिकाऊ प्रथाओं की ओर बढ़ रहा है। प्रत्येक विधि के अपने फायदे और चुनौतियां हैं, लेकिन एक साथ वे मेग उत्पादन की गतिशील प्रकृति और वैश्विक औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए इसके महत्व को दर्शाते हैं।