آشنایی با مهمترین مواد موجود در زنجیره ارزش صنعت پتروشیمی(ماده_شماره_8)
مقدمه و بیان مسئله
صنعت پتروشیمی یکی از حوزههای مهم صنعتی است که نقش بسیار مهمی در تأمین مواد اولیه، برای تولید محصولات شیمیایی و پلاستیکی دارد. این صنعت در ایران، با تأخیر ۵۰ساله به بهرهبرداری از نفت رسیده است و این وقفه در شروع و خودکفایی صنعت، سبب رنج کشور از دو مشکل خامفروشی و عدم توسعه متناسب صنعت پتروشیمی شده است. در حال حاضر بیشترین صادرات غیرنفتی ایران از طریق صنعت پتروشیمی است؛ بااینوجود هر تن محصول پتروشیمی به طور متوسط بین 300 تا 400 دلار ارزش دارد در حالی که این عدد در کشور عربستان 40 درصد و در کشورهای با دانش فنی بالا، مانند کره جنوبی و آلمان تا 600 درصد بیشتر است. از سوی دیگر ارزش مواد وارداتی پتروشیمی بیش از دو برابر محصولات صادراتی است. بنابراین توسعه دانشفنی ساخت مواد پتروشیمی در تکمیل زنجیره اصلی آن، یک گام اساسی در افزایش صادرات و درآمدزایی در این صنعت است. با این مقدمه در سلسله مقالات آتی به معرفی برخی محصولات پتروشیمی دارای ارزش افزوده مناسب و امکان پاسخگویی به نیاز وارداتی کشور پرداخته خواهد شد. یکی از مواد و محصولات مهم در تکمیل زنجیره ارزش، ماده اتیلن وینیل استات است.
معرفی ماده اتیلن وینیل استات
اتیلن وینیل استات ( Ethylene Vinyl Acetate-EVA)، کوپلیمری از اتیلن و وینیل استات است. این ماده یک پلیمر گرمانرم، بهشدت الاستیک (کشسان) و چقرمه(Tough) (سخت) است که از شفافیت و براقیت عالی با بوی کم برخوردار است. EVA بر اساس درصد وزنی وینیل استات (VA- Vinyl Acetate) موجود به سه دسته تقسیم میشود؛ دسته اول، نوعی از پلیاتیلن است که دارای حدود 4 درصد وینیل استات بوده و در اصطلاح به آن پلیاتیلن اصلاح شده با وینیل استات گفته میشود. این ماده که بهطورکلی غیرسمی است و به دلیل انعطافپذیری و براق بودن برای تولید فیلم مناسب است. دسته دوم، کوپلیمرهایی هستند که درصد وزنی وینیل استات موجود در آنها بین 4 تا 30 درصد بوده و نوعی ماده انعطافپذیر و لاستیک مانند (ترموپلاستیک الاستومر یا TPE-Thermoplastic Elastomer) محسوب میشوند. بیشترین کاربرد این گروه از مواد EVA در تولید چسبهاست. دسته سوم این مواد، دارای بیش از 40 درصد وینیل استات هستند که بهعنوان لاستیک اتیلن وینیل استات شناخته میشوند. در جدول 1، برخی از مشخصات اتیلن وینیل استات، ذکر شده است.
شکل 1 ساختار مولکولی ماده اتیلن وینیل استات (EVA)
جدول 1 مشخصات اتیلن وینیل استات (EVA)
مطالعات بازار ماده اتیلن وینیل استات
در حال حاضر بازار جهانی ماده اتیلن وینیل استات، بیش از 1.1 میلیارد دلار و سرعت رشد این بازار حدود 4 درصد است که نشاندهنده مصرفی بالای آن در سالهای آتی است. در شکل 2، اندازه بازار جهانی اتیلن وینیل استات از سال 2023 تا سال 2032، نشان داده شده است. همچنین، تامین این ماده با قیمت جهانی هر تن بیش از 1700 دلار، کاملا از طریق واردات و هر تن با قیمت 2100 دلار صورت میپذیرد. برآوردهای اولیه، نشاندهنده واردات 24.5 میلیون دلاری (حدود 11.7 هزار تن در سال) این ماده در کشور است. قیمت بالا نسبت به هر تن، نشاندهنده ارزش مناسب توسعه دانش فنی این محصول است.
شکل 2 اندازه بازار جهانی ماده اتیلن وینیل استات 2032-2023 به همراه رشد سالانه
شکل 3 ارزش واردات و صادرات ماده اتیلن وینیل استات طی سالهای 1385 تا 1398 (میلیون دلار)
روش تولید ماده اتیلن وینیل استات
در روش اول، استیک اسید و اتیلن با کاتالیست پالادیوم واکنش میدهد و اتیلن وینیل استات تولید میشود (شکل 4).
شکل 4 فرایند تولید ماده اتیلن وینیل استات (EVA)
در روش دوم، با حرارت دادن به دی استات و تجزیه آن اتیلن وینیل استات به دست میآید. در این روش رادیکالهای ناپایدار به وجود میآیند که فرآیند تولید اتیلن وینیل استات را بسیار سختتر میکند.
از بزرگترین تولیدکنندگان اتیلن وینیل استات میتوان به شرکتهای Hanwha Solutions، Dow، Formosa Plastics Corporation و Exxon Mobil Corporation اشاره کرد.
کاربردهای ماده اتیلن وینیل استات
مشخصات فیزیکی و شیمیایی مناسب، این ترکیب را به ماده اولیه مهمی جهت استفاده در صنایع مختلف تبدیل کرده است. به طور کلی موارد مصرف این ماده را می توان در دسته بندی های ذیل قرار داد:
- تولید رنگ، پوشش و چسب
- تولید زیره کفش و لوازم ورزشی
- ساخت تجهیزات ماهیگیری
- تولید قطعات خودرو
- کشاورزی، پزشکی و دارو
- تولید پانلهای خورشیدی
- صنایع تولید اسباببازی
- تولید شلنگ و لوله انعطافپذیر
- صنعت خودروسازی
- صنعت بستهبندی و کاغذسازی
- صنعت الکترونیک و برق
شکل 5 برخی از کاربردهای ماده اتیلن وینیل استات
در شکل 6 سهم بازار جهانی ماده اتیلن وینیل استات، براساس کاربرد، از سال 2022 تا سال 2035 نشان داده شده است.
شکل 6 سهم بازار جهانی ماده اتیلن وینیل استات 2035-2022
جمعبندی
باتوجهبه میزان بالای واردات ماده اتیلن وینیل استات به کشور، ساخت یک واحد کوچکمقیاس دانشبنیان تولید این ماده، برای رفع نیاز داخلی در پارکهای شیمیایی کافی و قابلتوجیه است. بنابراین، در صورت کسب دانش فنی، تجاریسازی این محصول، با سرمایهگذاری متوسط امکانپذیر است. قیمت بالا 1700 دلاری در هر تن از این ماده نشاندهنده ارزش بالای آن برای کاهش واردات و حتی توسعه صادراتی این محصول است. از سوی دگر بازار بیش از 1.1 میلیارد دلاری و رشد سالانه 4 درصدی آن، جذابیت اقتصادی مناسبی را برای بررسی بیشتر توسعه این محصول ایجاد میکند.