آشنایی با مهمترین مواد موجود در زنجیره ارزش صنعت پتروشیمی(ماده_شماره_10)
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 فنل است.
معرفی ماده فنل
فنل(Phenol)، یک ترکیب آلی آروماتیک است که نوعی الکل نیز محسوب میشود. این ماده یکی از قدیمیترین مواد ضدعفونیکننده است که ابتدا از زغالسنگ استخراج شد. اما امروزه در مقیاس صنعتی از مشتقات نفتی به دست میآید. از نامهای دیگر آن میتوان به کربولیک اسید، فنیلیک اسید، هیدروکسی بنزن و فنیک اسید اشاره کرد. فنل، یک ماده صنعتی بسیار مهم است که برای تولید بسیاری از مواد و ترکیبات مورداستفاده قرار میگیرد. این ماده بهصورت طبیعی تولید میشود و محصول تجاری آن بهصورت مایع است. همچنین، بوی قابلتشخیص، شیرین و تیزی دارد که میتوان در مقادیر بسیار کم آن را بویید و چشید. در جدول 1، به برخی از مشخصات ماده فنل اشاره شده است.
شکل 1 ساختار مولکولی ماده فنل
جدول 1 مشخصات ماده فنل
مطالعات بازار ماده فنل
در حال حاضر بازار جهانی ماده فنل، بیش از 27.5 میلیارد دلار و سرعت رشد این بازار حدود 5.2 درصد است که نشاندهنده مصرفی بالای آن در سالهای آتی است. در شکل 2، اندازه بازار جهانی فنل از سال 2023 تا سال 2032، نشان داده شده است. همچنین، تامین این ماده با قیمت جهانی هر تن بیش از 1000 دلار، کاملا از طریق واردات و هر تن با قیمت 1000 دلار صورت میپذیرد. برآوردهای اولیه، نشاندهنده واردات 8 میلیون دلاری (حدود 4.8 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 فنل 2032-2023 به همراه رشد سالانه
شکل 3 ارزش واردات ماده فنل طی سالهای 1385 تا 1398 (میلیون دلار)
روش تولید ماده فنل
بهطورکلی تولید فنل با بهرهگیری از سه روش گوناگون انجام میشود که عبارتاند از:
روش اول: بهگونهای است که ابتدا بنزن و پروپیلن با یکدیگر ترکیب شده و سپس واکنش شیمیایی کیومن رخ میدهد. در مرحله بعد، جهت ساخت هیدروپراکسید، ماده کیومن طی مراحلی مورد اکسایش قرار گرفته و سپس از کاتالیست اسیدی عبور میکند. در نهایت پس از اتمام مرحله پایانی، استون تولید میشود. همچنین این روش یکی از بهصرفهترین شیوهها جهت ساخت این ماده شیمیایی است که از محصولات جانبی آن میتوان به استون نیز اشاره کرد.
روش دوم: این روش، کمتر از سایر روشها مورداستفاده قرار میگیرد و بهگونهای است که در آن از مواد بنزن و هیدرولیز کلر جهت تولید فنول استفاده میشود.
روش سوم: اغلب طی دو مرحله انجام شده و فرایند آن بر مبنای اکسیداسیون مایع تولوئن است. این شیوه بهگونهای است که در وهله اول تولوئن در مجاورت هوا قرار گرفته و سپس اکسید میشود. طی این فرایند، اسید بنزوئیک تولید شده و پس از اکسایش، به ماده فنول تبدیل میشود.
شکل 4 فرایند تولید ماده فنل
از بزرگترین تولیدکنندگان فنل میتوان به شرکتهای INEOS ، Capital Resin Corporation، Shell Global، Shiv Shakti India و JFE Chemical Corporation اشاره کرد.
کاربردهای ماده فنل
فنول در بسیاری از صنایع بهعنوان ماده اولیه کاربرد دارد. برخی از موادی که از این ماده تولید میشوند عبارتاند از:
- ماده اولیه برای ساخت پلاستیک، اسباببازی
- ماده اولیه در شویندهها، نرمکنندهها، صابون و آنتیاکسیدانها و گندزداها
- ماده اولیه در ساخت مواد منفجره
- صنعت رنگ و رزین، چرم، کاغذ و نگهدارنده چوب
- صنعت نفت، پلیمر و افزودنیهای بنزین
- آفتکشها، قارچکشها و سموم کشاورزی
- تولید دارو (آسپرین)، ماده نگهدارنده واکسن، داروهای ضد گلودرد و ماده بیهوشکننده
- صنایع بهداشتی جهت ساخت کرمهای ضدآفتاب، کرمهای روشنکننده پوست و رنگ مو
- تولید محلولهای عکاسی
- تولید انواع عایقها
- تولید نایلون (الیاف مصنوعی) و پلییورتان
شکل 5 برخی از کاربردهای ماده فنل
در شکل 6 سهم بازار جهانی ماده فنل، براساس کاربرد، از سال 2023 تا سال2034 نشان داده شده است.
شکل 6 سهم بازار جهانی ماده فنل2034-2023
جمعبندی
باتوجهبه میزان بالای واردات ماده فنل 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 1000 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 27.5 میلیارد دلاری و رشد سالانه 5.2 درصدی آن، جذابیت اقتصادی مناسبی را برای بررسی بیشتر توسعه این محصول ایجاد میکند.