آشنایی با مهم‌ترین مواد موجود در زنجیره ارزش صنعت پتروشیمی(ماده_شماره_12)

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 ۵۰ ساله 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 شده‌است. در حال حاضر بیشترین صادرات غیرنفتی ایران از طریق صنعت پتروشیمی است؛ با این وجود هر تن محصول پتروشیمی به‌طور 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 پلی وینیل الکل است.

معرفی ماده پلی وینیل الکل

یکی از مواد مهم در تکمیل زنجیره ارزش که کشور واردات بالایی دارد محصول پلی وینیل الکل(Polyvinyl Alcohol) با فرمول شیمیایی _x(O₄H₂C) (شکل 1) است. پلی وینیل الکل، یک پلیمر مصنوعی محلول در آب است. این ماده از نظر شکل ظاهری، به‌صورت مایع (محلول در آب) و یا پودر عرضه می‌شود. در جدول 1 برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی پلی وینیل الکل ذکر شده‌است.

شکل 1 ساختار مولکولی پلی وینیل الکل

جدول 1 خواص فیزیکی و شیمیایی پلی وینیل الکل

مطالعات بازار ماده پلی وینیل الکل

در حال حاضر بازار جهانی ماده پلی وینیل الکل، بیش از 1.8 میلیارد دلار و سرعت رشد این بازار حدود 4.8 درصد است که نشان‌دهنده مصرف بالای آن در سال‌های آتی است. در شکل 2، اندازه بازار جهانی پلی وینیل الکل از سال 2023 تا سال 2032، نشان داده شده است. همچنین، تأمین این ماده با قیمت جهانی هر تن بیش از 1700 دلار، کاملاً از طریق واردات هر تن با قیمت 2600 دلار صورت می‌پذیرد. برآوردهای اولیه، نشان‌دهنده واردات 12 میلیون دلاری (حدود 4.6 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 پلی وینیل الکل 2032-2023 به‌همراه رشد سالانه

روش تولید ماده پلی وینیل الکل

تولید این ماده از طریق واکنش پلیمریزاسیون است و به‌صورت صنعتی می‌توان آن را از طریق هیدرولیز پلی وینیل استات یا هر پلیمر دیگر مشتق شده از وینیل استر متعلق به گروه فرمات یا کلرواستات تهیه کرد. پلی وینیل الکل در بین پلیمرها منحصربه‌فرد است، زیرا در واکنش‌های پلیمریزاسیون از مولکول‌های پیش ساز تک واحدی به نام مونومر ساخته نمی‌شود. در عوض، با حل کردن یک پلیمر دیگر، مانند پلی وینیل استات در الکلی مانند متانول و تصفیه آن با یک کاتالیزور قلیایی مانند هیدروکسید سدیم ساخته می‌شود.

شکل 3 روش تولید ماده پلی وینیل الکل

کاربردهای ماده پلی وینیل الکل

همان گونه که اشاره شد، پلی وینیل الکل یک پلیمر مصنوعی، بی‌رنگ، بی‌بو و محلول در آب است و عمدتاً در تصفیه منسوجات و کاغذ استفاده می‌شود. استقبال جهانی از پلی وینیل الکل در نیمه اول قرن بیستم بود و اولین بار توسط هرمان اشتودینگر، برنده جایزه نوبل، توسعه یافت و بیشتر هم در ژاپن گسترش پیدا کرد. این ماده معمولاً به‌شکل محلول، گرانول و یا پودر در بازار یافت می‌شود.

• در صنعت نساجی به‌عنوان دوغاب و اصلاح کننده روی چسبندگی تار و پودها برای تولید پارچه
• ساخت سیستم‌های دارورسانی، غضروف مصنوعی، لنزهای تماسی نرم، قطره‌های چشمی
• ساخت کاغذ
• ساخت فیلم‌های عکاسی
• ساخت اسباب بازی کودکان

شکل 4 برخی از کاربردهای ماده پلی وینیل الکل

در شکل 5 سهم بازار جهانی پلی وینیل الکل، براساس کاربرد، از سال 2022 تا سال 2032 نشان داده شده است.

شکل 5 سهم بازار جهانی پلی وینیل الکل 2032-2022

جمع‌بندی

باتوجه‌به میزان بالای واردات ماده پلی وینیل الکل به کشور، ساخت یک واحد کوچک مقیاس دانش‌بنیان تولید این ماده، برای رفع نیاز داخلی در پارک‌های شیمیایی کافی و قابل توجیه است. بنابراین، در صورت کسب دانش فنی، تجاری‌سازی این محصول، با سرمایه‌گذاری متوسط امکان‌پذیر است. قیمت 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 حدود 1.8 میلیون دلاری و رشد سالانه 4.8 درصدی آن جذابیت اقتصادی مناسبی را برای بررسی بیشتر توسعه این محصول ایجاد می‌کند.