ગૌણ નીપજનું વ્યવસ્થાપન

ગૌણ નીપજનું વ્યવસ્થાપન : રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં ઉત્પાદન દરમિયાન મુખ્ય નીપજની સાથે ઉત્પન્ન થતી ગૌણ નીપજનો ઇષ્ટતમ ઉપયોગ કરવાની વ્યવસ્થા.

કાર્બનિક રસાયણમાં મોટા ભાગની પ્રક્રિયાઓમાં મુખ્ય નીપજની સાથે ગૌણ નીપજ ઉત્પન્ન થાય છે. સામાન્ય રીતે અકાર્બનિક રસાયણમાં તેનું ઉત્પાદન બહુ ઓછી પ્રક્રિયામાં જોવા મળે છે. ક્યુમીન સાથે હવા અને ઉદ્દીપકની હાજરીમાં 130° સે તાપમાને પ્રક્રિયા કરતાં ક્યુમીનહાઇડ્રૉપૅરૉક્સાઇડ બને છે, જે આગળ 55° સે–60° સે તાપમાને 10 %થી 25 % H₂S0₄ની હાજરીમાં ફીનોલ અને એસિટોન આપે છે. ફીનોલ મુખ્ય જ્યારે એસિટોન ગૌણ નીપજ છે.

ફીનોલ પ્લાસ્ટિક-ઉદ્યોગમાં, દવા-ઉદ્યોગમાં, પૅરાસિટામોલ બનાવવામાં, સેલિસિલિક ઍસિડની બનાવટમાં, રંગ-ઉદ્યોગમાં, સાબુ-ઉદ્યોગમાં અને જંતુનાશક તરીકે વપરાય છે. એસિટોન પેઇન્ટ અને લાખ-ઉદ્યોગમાં તેમજ મિથાઇલઆઇસોબ્યુટાઇલકીટોન, મિથાઇલ- આઇસોબ્યુટાઇલકાર્બિનોલ, મિથાઇલમિથાક્રિલેટ અને બિસફીનોલ ‘A’ની બનાવટમાં સેલ્યુલોઝ એસેટેટના દ્રાવક તરીકે અને સામાન્ય દ્રાવક તરીકે મોટા પાયા પર ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. ગૌણ નીપજ કેટલીક વખતે મુખ્ય નીપજ પણ બની જાય છે. નીપજ મુખ્ય કે ગૌણ છે તે વપરાશની માત્રા પરથી નક્કી થાય છે.

બેન્ઝિનના નાઇટ્રેશન વખતે મૉનોનાઇટ્રોબેન્ઝિનની સાથે થોડા પ્રમાણમાં મેટા-ડાયનાઇટ્રોબેન્ઝિન બને છે.

અહીયાં મોનોનાઇટ્રોબેન્ઝિન મુખ્ય નીપજ છે, જ્યારે મેટાડાયનાઇટ્રોબેન્ઝિન ગૌણ નીપજ છે. પ્રક્રિયાને અંતે ડાયનાઇટ્રોનું પ્રમાણ 0.1 %થી પણ ઓછું હોવું જરૂરી છે, કારણકે નાઇટ્રોબેન્ઝિનના નિસ્યંદન દરમિયાન જો ડાયનાઇટ્રો સંયોજનનું પ્રમાણ વધી જાય તો મોટો ધડાકો થવાનો સંભવ છે, જે દરમિયાન ભારે જાનહાનિ થવા ઉપરાંત આખો સંયંત્ર (plant) પણ નાશ પામી શકે છે. ઝાયલોકેન અથવા લિડોકેન એક શ્રેષ્ઠ સ્થાનિક નિશ્ચેતક છે; તે બનાવવા 2, 6 – ઝાયલીડીન મુખ્ય રસાયણ છે. ઉદ્યોગમાં 2, 6 –ઝાયલીડીન મેળવવા મેટા-ઝાયલીનનું નાઇટ્રેશન કરી અને મળતા 2, 6 ડાયમિથાઇલનાઇટ્રો સંયોજનનું અપચયન કરતાં 2, 6 – ઝાયલીડીન બને છે. તેની પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે બતાવી શકાય :

આમાં મુખ્ય નીપજ 2, 6–ડાયમિથાઇલ નાઇટ્રોબેન્ઝિન છે જેના અપચયનથી 2, 6–ઝાયલીડીન મળે છે. 2, 4–ડાયમિથાઇલ નાઇટ્રોબેન્ઝિનના અને ડાયનાઇટ્રો મેટાઝાયલીન ગૌણ નીપજો છે. 2, 4–ડાયમિથાઇલ નાઇટ્રોબેન્ઝિનના અપચપનથી 2, 4–ઝાયલીડીન બને છે જે રંગ ઉદ્યોગમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે, જ્યારે ડાયનાઇટ્રો સંયોજન 0.1 %થી પણ ઓછો બનવો જોઈએ જેથી ધડાકો ન થાય.

અગાઉ દર્શાવેલ ફીનોલ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં બીજી એક ગૌણ નીપજ બિસ-ફીનોલ  બને છે, પણ તેનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. આથી ઘણી વખતે રાસાયણિક પ્રક્રિયા દરમિયાન મુખ્ય નીપજની સાથે એક અથવા તેથી વધુ ગૌણ નીપજો બનતી હોય છે. બિસફીનોલ–A 130° સે. અથવા તેથી વધુ તાપમાન લાવવા માટેના ઉષ્મિક પ્રવાહી (thermic fluid) તરીકે વપરાય છે. તે ઉપરાંત અન્ય રાસાયણિક સંયોજનોના કાચા રસાયણ તરીકે તે વપરાય છે. કેટલીક વખતે ગૌણ નીપજ હાનિકારક હોય છે, ત્યારે તેનું પ્રમાણ જેટલું બને તેટલું ઓછું કરવું જરૂરી બને છે અથવા તે ન જ બને તેવી રીતે પ્રક્રિયા કરવી જરૂરી હોય છે. ખાંડ ઉદ્યોગમાં ખાંડ એ મુખ્ય નીપજ છે, જ્યારે મોલેસીસ અને શેરડીના કૂચા એ બે ગૌણ નીપજ છે. મૉલૅસીસમાં 40 %થી વધુ ખાંડ હોય છે. તેનું આથવણ કરી તેમાંથી મુખ્ય નીપજ તરીકે ઔદ્યોગિક સ્પિરિટ (95 % ઇથેનોલ) મેળવવામાં આવે છે. તેના ઉપચયનથી ઍસેટાલ્ડિહાઇડ, ઍસિટિક ઍસિડ, ગ્લાયોક્ઝલ, અને ડાયઇથાઇલ ઈથર, ઇથિલિન ગ્લાયકોલ વગેરે આલ્કોહૉલનાં પાયાનાં રસાયણો બનાવી શકાય છે. આલ્કોહૉલના ઉત્પાદનમાં CO₂ બને છે. તેનો ઉપયોગ શુષ્ક બરફ (dry ice) બનાવવામાં તેમજ પીણાં બનાવવામાં થાય છે. આ ઉપરાંત મૉલૅસીસનું ગ્લાયકોલીસીસ થતાં લૅક્ટિક ઍસિડ મેળવી શકાય છે. આથી આલ્કોહૉલના ઉત્પાદન દરમિયાન 45 % CO₂, 45 % ઇથેનોલ અને 7 % લૅક્ટિક ઍસિડ મળે છે. આ ઉપરાંત તેમાં ગૌણ નીપજ તરીકે ફ્યુઝેલ ઑઇલ પણ મળે છે. સામાન્ય રીતે 2.3–2.7 ગૅલન બ્લૅક સ્ટ્રેપ મૉલૅસીસમાંથી 1 ગૅલન (3.8 લિટર) 190-પ્રૂફ આલ્કોહૉલ મળે છે. સાંદ્ર મૉલૅસીસના અવશેષનો ઉપયોગ પશુખાદ્ય તરીકે કરવામાં આવે છે. બિનસંકેન્દ્રિત અવશેષનો ઉપયોગ જમીનના ખાતર તરીકે કરવામાં આવે છે. હાલમાં આ અવશેષમાંથી બાયોગૅસ મેળવવામાં આવે છે. જ્યારે તેના અવશેષનો ઉપયોગ ખાતર તરીકે કરવામાં આવે છે. કૂચાનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે અથવા તેના કચરામાંથી કાગળ બનાવવામાં આવે છે. આ રીતે ખાંડ-ઉદ્યોગની ગૌણ નીપજનું વ્યવસ્થાપન કરવામાં આવે છે. ઍસિટિક ઍસિડ ઇથાઇલ આલ્કોહૉલની એક મુખ્ય નીપજ છે. તેને ઇથાઇલ આલ્કોહૉલના ઉદ્દીપકીય ઉપચયનથી મેળવવામાં આવે છે. ઍસિટિક ઍસિડનું આગળ ક્લોરિનેશન કરવામાં આવે છે જેમાં નીચે પ્રમાણે પદાર્થો મળે છે.

આથી ઍસિટિક ઍસિડમાંથી મૉનોક્લોરોઍસિટિક ઍસિડના ઉત્પાદન વખતે HCl વાયુ, ડાયક્લોરો અને ટ્રાયક્લોરો ઍસિટિક ઍસિડ ગૌણ નીપજ તરીકે મળે છે. HCl વાયુને પાણીથી સાફ (scrub) કરી અને 35 %–36 %નો સાંદ્ર હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડ મેળવવામાં આવે છે જે રસાયણ-ઉદ્યોગના એક અગત્યના ઍસિડ તરીકે ઉપયોગી છે. મૉનોક્લોરોઍસિટિક ઍસિડનું સ્ફટિકીકરણ કર્યા પછી સેન્ટ્રીફ્યૂઝથી તેને છૂટો પાડી, સૂકવી અને મુખ્ય નીપજ તરીકે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. જ્યારે માતૃદ્રાવણમાંની ગૌણ નીપજ ડાયક્લોરો, ટ્રાયક્લોરો અને થોડા પ્રમાણમાં મૉનોક્લોરોઍસિટિક ઍસિડનો ઉપયોગ કરી તેમાંથી EDTA નામનું ઉપયોગી રસાયણ મેળવવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત તે માતૃદ્રાવણને વધુ ઠંડું પાડી તેમાંથી જેટલો બને તેટલો મોનોક્લોરોઍસિટિક ઍસિડ છૂટો પાડવામાં આવે છે, ત્યારપછી રહેલા પદાર્થને મિથેનોલ, સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ અથવા ઇથેનોલ, સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથે પ્રક્રિયા કરી એસ્ટર બનાવી શકાય છે. મિથાઇલ ડાયક્લોરો ઍસેટેટ અને ટ્રાયક્લોરો ઍસેટેટના વચ્ચે 14° સેથી 15° સે.ના ઉ. બિં. વચ્ચેનો તફાવત છે. તેમને વિભાજન-સ્તંભ (fractionating column) વાપરી વિભાગીય નિસ્યંદન કરતાં બંને ઍસ્ટરો છૂટાં પાડી શકાય છે. તે બન્ને ઉપયોગી રસાયણો છે. તે પ્રમાણે ઇથાઇલડાયક્લોરો અને ઇથાઇલટ્રાયક્લોરો ઍસેટેટ પણ છૂટાં પાડી શકાય છે. આથી મૉનોક્લોરોઍસિટિક ઍસિડના ઉત્પાદન વખતે મળતી ગૌણ નીપજનું વ્યવસ્થાપન કરી અન્ય ઉપયોગી રસાયણો મેળવવામાં આવે છે. આ ઉપરાંત ક્લોરિનેશન માટે વપરાતો ક્લોરિન વાયુ કૉસ્ટિક સોડાના ઉત્પાદન દરમિયાન બનતી ગૌણ નીપજ છે. પાણીને જીવાણુરહિત કરવા માટે પણ તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. કૉસ્ટિક સોડાના ઉત્પાદન દરમિયાન H₂ વાયુ પણ ઉત્પન્ન થાય છે. તે કૉસ્ટિક સોડાના ઉત્પાદનમાં બીજી ગૌણ નીપજ છે. તેની N₂ વાયુ સાથે પ્રક્રિયા કરીને એમોનિયા વાયુ બનાવી શકાય છે. એ એક અગત્યનો બેઇઝ છે, અને રસાયણ ઉદ્યોગમાં ટનબંધી વપરાશમાં લેવાય છે, તેની H₂SO₄ સાથે પ્રક્રિયા કરતાં (NH₄)₂ SO₄ એક અતિ અગત્યનું ખાતર બને છે. NH₃ના ઉપચયનથી નાઇટ્રિક ઍસિડ બનાવી શકાય છે જેમાંથી નાઇટ્રેટ ખાતરો બનાવી શકાય છે. વનસ્પતિ ઘી બનાવવામાં H₂ વપરાય છે. તે રસાયણ-ઉદ્યોગનો એક અગત્યનો અપચયક (reducing agent) છે. ઇથેનોલના પાયાના ઉદ્યોગમાં ઍસેટાલ્ડિહાઇડ પણ એક પદાર્થ છે. ઇથાઇલ આલ્કોહૉલના અંશત: ઉપચયનથી તે મળે છે :

ઍસેટાલ્ડિહાઇડનું 56 % નાઇટ્રિક ઍસિડ વડે ઉપચયન કરતાં મુખ્ય નીપજ તરીકે ગ્લાયૉક્ઝલ મળે છે :

આ રીતે ગ્લાયૉક્ઝલ એક મુખ્ય નીપજની સાથે આશરે 10 % મંદ ઍસિટિક ઍસિડ, 6 % ગ્લાયોક્ઝેલિક ઍસિડ વગેરે અન્ય ગૌણ નીપજો પણ બને છે. ઍસિટિક ઍસિડને સોડાઍશથી તટસ્થ (neutral) કરી તેમાંથી નિર્જળ સોડિયમ ઍસિટેટ બનાવવામાં આવે છે જે રંગ ઉદ્યોગના રસાયણ તરીકે ઉપયોગી છે. રેઝિનનો ઉપયોગ કરી ગ્લાયૉક્ઝેલિક ઍસિડ પણ છૂટો પાડી શકાય. વેનિલિન, ઇથાઇલ વેનિલિન, એલેનટૉઇન, સુનિલડેક વગેરે પદાર્થો માટે એક કાચા રસાયણ તરીકે એ ઉપયોગી છે. ગ્લાયોક્ઝલના ઉપચયનથી પણ ગ્લાયૉક્ઝેલિક ઍસિડ બનાવી શકાય છે, પણ તેમાં સાથે થોડા પ્રમાણમાં ઑક્ઝેલિક ઍસિડ પણ બને છે.

પ્રક્રિયા દરમિયાન બનેલી ગૌણ નીપજ ઑક્ઝેલિક ઍસિડને વિભાગીય સ્ફટિકીકરણથી છૂટો પાડી શકાય છે. તેનું આગળ શુદ્ધીકરણ કરી, તેનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આમ રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં મુખ્ય નીપજની સાથે ગૌણ નીપજ હંમેશાં બનતી હોય છે. તેમ છતાં ગૌણ નીપજ જેમ બને તેમ ઓછી બને અથવા ના બને તે પ્રમાણે રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરવાની આવશ્યકતા હોય છે. ગૌણ નીપજનો ઉપયોગ હંમેશાં શોધવો જ પડે તેવી સ્થિતિ હોય છે. રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં મુખ્ય નીપજની કિંમત જેમ બને તેમ નીચે લાવવામાં આવે તો જ તે સામાન્ય પ્રજાને સસ્તા દરે મળે. આ ઉપરાંત પદાર્થની ગુણવત્તા પણ જળવાવી જોઈએ. તે માટે તેના ઉત્પાદન દરમિયાન તેનું શુદ્ધીકરણ જરૂરી બને છે. તેમાં ગૌણ નીપજનું પ્રમાણ નહિવત જ હોવું જરૂરી છે. ઉત્પાદન દરમિયાન કોઈ કારણસર જો ગૌણ નીપજનું પ્રમાણ મુખ્ય નીપજ કરતાં વધુ હોય અને ગૌણ નીપજનો ઉપયોગ ન હોય તો મુખ્ય નીપજ મોંઘી બની જાય અથવા તેનું ઉત્પાદન અશક્ય બની જાય. આ કારણસર રાસાયણિક ઉત્પાદન વખતે ગૌણ નીપજનું વ્યવસ્થાપન એક અગત્યની પ્રક્રિયા બની જાય છે. ગૌણ નીપજના વ્યવસ્થાપનથી પર્યાવરણ દૂષિત થતું અટકે છે તે સૌથી મોટો લાભ છે.

પ્રવીણસાગર સત્યપંથી