محصولات اتیلن گلیکول تولیدشده از زغال‌سنگ پذیرفته شده‌اند، اما با مشکلی ناخوشایند روبرو هستند

Thread Content

محصولات اتیلن گلیکول تولیدشده از زغال‌سنگ پذیرفته شده‌اند، اما با یک مشکل روبرو هستند. نویسنده/منبع: تاریخ: ۸-۰۸-۲۰۱۶؛ تعداد کلیک‌ها: ۴. چین بزرگترین بازار مصرف اتیلن گلیکول در جهان است و ظرفیت این بازار بسیار زیاد است. اما تولید اتیلن گلیکول در کشور هنوز به هیچ وجه نیاز بازار داخلی را برآورده نمی‌کند و لازم است برای مدت طولانی به واردات متکی باشیم. در سال‌های اخیر، تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی در کشور به سرعت رشد کرده است؛ این محصول به تدریج در بازارهای پایین‌دست پذیرفته شده و می‌تواند تا حدی جای خالی بازار داخلی را پر کند. پیش‌بینی می‌شود که در سال‌های آینده، مقیاس تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی در کشور همچنان افزایش یابد و تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی نقش مهمی در بازار اتیلن گلیکول چین ایفا خواهد کرد. چگونگی کاهش بیشتر هزینه‌های کلی تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، و تدوین استانداردهای صنعتی برای محصولات حاصل از تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، امروزه یکی از مسائل اصلی پیش روی این صنعت است. توزیع عرضه و تقاضا در بازار جهانی نامتعادل است و تقاضا برای اتیلن گلیکول در چین بسیار بالاست. در سطح جهانی، اتیلن گلیکول به عنوان یک محصول شیمیایی مهم، عمدتاً برای تولید پلی‌استرها (از جمله الیاف پلی‌استر، قطعات بطری و فیلم‌ها)، به عنوان ماده ضد یخ‌زدگی و برای تولید رزین‌های پلی‌استر ناساتوره استفاده می‌شود. در میان آن‌ها، تولید پلی‌استر مهم‌ترین کاربرد اتیلن گلیکول است. بر اساس آمارها، میزان مصرف اتیلن گلیکول برای تولید پلی‌استر در سطح جهان، حدود ۸۵ درصد از کل مصرف اتیلن گلیکول در جهان را تشکیل می‌دهد. بازار جهانی اتیلن گلیکول عموماً در وضعیت عرضه بیشتر از تقاضا قرار دارد، اما تعادلی بین مناطق تولیدکننده و مصرف‌کننده وجود ندارد. خاورمیانه، شرق آسیا و آمریکای شمالی از جمله مناطق اصلی تأمین اتیلن گلیکول در سطح جهان هستند و مجموع میزان تأمین این مناطق حدود ۸۴ درصد از کل تأمین جهانی را تشکیل می‌دهد. منطقه شمال‌شرق آسیا بزرگترین منطقه مصرف اتیلن گلیکول در جهان است و حدود ۶۰ درصد از کل مصرف جهانی را تشکیل می‌دهد. در این میان، چین به عنوان بزرگترین مصرف‌کننده اتیلن گلیکول در جهان، در سال ۲۰۱۵ مقدار ۱۲.۷۵ میلیون تن اتیلن گلیکول مصرف کرد؛ که این میزان تقریباً نیمی از کل مصرف جهانی را تشکیل می‌دهد. اما تا پایان سال ۲۰۱۵، ظرفیت کل تولید اتیلن گلیکول در چین ۷.۴۵ میلیون تن بود؛ میزان تولید در همان سال تنها ۴ میلیون تن بود و میزان واردات سالانه به ۸.۷۵ میلیون تن رسید. بنابراین کمبود شدیدی در بازار وجود داشت و نرخ خودکفایی چین در این زمینه به طور مداوم حدود ۳۰ درصد باقی ماند. بنابراین، چین برای تأمین اتیلن گلیکول مجبور به واردات است. بر اساس داده‌های محاسباتی منتشر شده توسط شرکت یاهوا کنسالتینگ در هفتمین کنفرانس فنی و اقتصادی تولید اتیلن گلیکول از زغال‌سنگ، تا سال ۲۰۲۰ میزان مصرف اتیلن گلیکول در چین به حدود ۱۷ میلیون تن خواهد رسید. در آن زمان، ظرفیت تولید اتیلن گلیکول در کشور نیز دو برابر خواهد شد؛ اما تولید داخلی اتیلن گلیکول همچنان قادر به پاسخگویی به تقاضای بازار نخواهد بود و تقاضای بازار همچنان بالا خواهد بود. دو مسیر اصلی تولید وجود دارد؛ روش استفاده از گاز سنتزی به تدریج مورد پذیرش قرار گرفته است. در حال حاضر، مسیرهای اصلی تولید اتیلن گلیکول در سطح جهان عبارتند از روش استفاده از اتیلن و اپوکسی‌اتیلن، و روش استفاده از گاز سنتزی و اسید اسکسیک. روش استیلن-اپوکسی‌اتان، اتیلن گلیکول را از طریق اکسیداسیون استیلن و هیدراتاسیون اپوکسی‌اتان تولید می‌کند و روشی است که به طور گسترده توسط تولیدکنندگان بزرگ جهان برای تولید اتیلن گلیکول مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش تولید اتیلن گلیکول از طریق استات اسید اسکسیک، با استفاده از کربن مونواکسید و هیدروژن به عنوان مواد اولیه، و از طریق سنتز کربونیلی و هیدروژناسیون استات، همان‌طور که در شکل نشان داده شده است؛ در حال حاضر این فناوری در کشور ما به صورت صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نمودار ساده فرآیند تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی: روش تولید اتیلن گلیکول با استفاده از گاز سنتزی، اولین بار در سال ۱۹۶۶ توسط دی.ام. فنتون از شرکت یونایتد پترولیوم در ایالات متحده پیشنهاد شد. در دهه ۱۸۸۰، انستیتو ساختار مواد فوجیان تحت نظارت آکادمی علوم چین و دانشگاه تیانجین، پیشگام تحقیقات و توسعه فناوری‌های مرتبط در کشور شدند. پس از بیش از بیست سال توسعه، اولین خط تولید صنعتی اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی در سال ۲۰۰۹ به بهره‌برداری رسید. در سال‌های بعد، با پیشرفت صنعت شیمی زغال‌سنگ به سمت فرآوری‌های پیشرفته، تأسیسات تولید اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی مانند قارچ‌هایی پس از باران ساخته شدند و ظرفیت تولید به سرعت افزایش یافت. تا پایان سال ۲۰۱۵، تأسیسات تولید اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی، ظرفیت تولیدی ۱.۸۷ میلیون تن داشتند که حدود یک‌چهارم از کل ظرفیت تولید اتیلن گلیکول در کشور ما را تشکیل می‌داد. پس از پیشرفت‌های چند سال اخیر، فرآیند تولید اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی به حد کافی بالغ شده است؛ کاتالیست‌های مورد استفاده در این فرآیند، در تجهیزات صنعتی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. همچنین، فرآیند تولید و میزان مصرف انرژی نیز بهبود یافته و یکپارچه شده‌اند. محصولات اتیلن گلیکول تولید شده با این روش، با موفقیت در تولید پلی‌استرها مورد استفاده قرار گرفته‌اند. تولید اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی، به تدریج مورد پذیرش صنعت قرار گرفته است. منابع مواد اولیه متنوع هستند و فضای زیادی برای کاربردهای تجاری وجود دارد. ذخایر فراوان زغال‌سنگ در کشورمان، پایه مناسبی برای گسترش استفاده از فناوری تولید اتیلن گلیکول با روش گاز سنتزی فراهم کرده است؛ همچنین، مقادیر زیادی گازهای صنعتی ارزان‌قیمت (مانند گازهای حاصل از کوره‌های کربنات کلسیم، فسفر زرد و کوره‌های کوک) نیز منابع مواد اولیه این فناوری را تقویت می‌کنند. به لطف فضای عظیم بازار اتیلن گلیکول در کشور، مواد خام ارزان و در دسترس، و سودآوری بالای روش تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، در سال‌های اخیر پروژه‌های زیادی برای تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی در کشور در حال طراحی و ساخت است. فناوری تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، نه تنها می‌تواند در تولید اتیلن گلیکول از زغال‌سنگ مورد استفاده قرار گیرد، بلکه بهره‌برداری تجاری از گازهای خروجی صنعتی را نیز به طور مؤثر ممکن می‌سازد. در سال ۲۰۱۵، شرکت هویشنگ اینجینیرینگ پروژه تولید اسید اکسالیک به میزان ۷۰ هزار تن در سال و اتیلن گلیکول به میزان ۱۰ هزار تن در سال، از طریق روش EPC، برای شرکت گویژو شینشین کیمیاوی (گروه) با مسئولیت محدود اجرا کرد. در این پروژه، از فناوری تولید اتیلن گلیکول از گازهای خروجی فسفر زرد، که متعلق به شرکت‌های هویشنگ اینجینیرینگ، گروه شینشین و دانشگاه تیانجین است و حقوق مالکیت فکری کامل آن متعلق به این سه نهاد است، استفاده شده است؛ در این فرآیند، از کربن مونوکسید و هیدروژن حاصل از تصفیه و جداسازی گازهای خروجی فسفر زرد، محصولات شیمیایی با ارزش افزوده بالا مانند اتیلن گلیکول تولید می‌شود. فناوری کامل تولید اتیلن گلیکول توسط دانشگاه تیانجین، از روش فاز گازی CO برای ترکیب همزمان استات‌های اسید اسکسیک و هیدروژناسیون آن‌ها جهت تولید اتیلن گلیکول استفاده می‌کند. از سال ۲۰۱۱، شرکت هویشنگ اینجینیرینگ با دانشگاه تیانجین در زمینه مهندسی تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی همکاری کرده است؛ دانشگاه تیانجین بسته فرآیندی پایه برای تجهیزات صنعتی را تهیه کرد و شرکت هویشنگ اینجینیرینگ مسئولیت طراحی پایه و طراحی دقیق را بر عهده گرفت. هر دو طرف به طور مشترک در بهبود، تغییر و طراحی فنی بسته فرآیندی تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی فعالیت کردند. بسته فنی کامل تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، پس از تبدیل و بهینه‌سازی، قادر به تولید ۳۰۰ هزار تن اتیلن گلیکول در سال در یک خط تولید است و هزینه سرمایه‌گذاری برای تأسیسات اصلی تولید اتیلن گلیکول را ۱۰٪ کاهش می‌دهد. در عین حال، استفاده از فناوری پتنت‌شده و کارآمد تقطیر با پمپ حرارتی، علاوه بر تضمین نرخ بالای کیفیت محصولات اتیلن گلیکول، مصرف انرژی کلی تأسیسات را نیز کاهش می‌دهد. تأثیر کاهش قیمت نفت، فرصت‌ها و چالش‌های همزمان؛ در حالی که تأسیسات تولید اتیلن گلیکول از طریق گاز سنتزی در کشور به طور گسترده در حال ساخت هستند، قیمت نفت خام جهانی از سطح بالای ۱۰۰ دلار در هر بشکه، به شدت کاهش یافت و برای مدتی پایین‌تر از ۳۰ دلار در هر بشکه رفت؛ در حال حاضر نیز قیمت آن حدود ۵۰ دلار در هر بشکه است. قیمت مواد اولیه صنایع انرژی و شیمیایی در داخل کشور و همچنین مواد شیمیایی عمده، به طور چشمگیری کاهش یافته است؛ قیمت اتیلن گلیکول نیز از حدود ۷۵۰۰ یوان در هر تن در نیمه اول سال ۲۰۱۴، به حدود ۵۰۰۰ یوان در هر تن در حال حاضر رسیده است. اما به لطف فضای بازار عظیم در کشور، اتیلن گلیکول در مقایسه با سایر مواد شیمیایی صنعتی، همچنان توانایی خوبی برای مقابله با کاهش قیمت نفت دارد؛ علاوه بر این، به دلیل قیمت پایین مواد خام و انرژی، در شرایط فعلی، سرمایه‌گذاری برای ساخت تأسیسات تولید اتیلن گلیکول از طریق گاز سنتزی، همچنان فرصت‌های سودآوری مناسبی را فراهم می‌کند. در سطح جهانی، از آنجایی که بخش عمده‌ای از اتیلن مورد استفاده در منطقه خاورمیانه از طریق تجزیه گازهای همراه نفت تولید می‌شود، هزینه تولید کلی آن نسبت به روش‌های داخلی که در آن‌ها از تجزیه نفت خام برای تولید اتیلن استفاده می‌شود، مزیت قابل توجهی دارد. اما گسترش استفاده از گاز سنتزی برای تولید اتیلن گلیکول، تا حدی می‌تواند وابستگی بازار داخلی به اتیلن گلیکول خارجی را کاهش دهد؛ همچنین از نظر تأمین امنیت انرژی، اهمیت مثبتی دارد. در شرایط فعلی، نحوه کاهش بیشتر هزینه‌های کلی تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی، و نحوه استفاده کامل محصولات حاصل از تولید اتیلن گلیکول از گاز سنتزی در تولید پلی‌استر، موضوعاتی هستند که بیشترین توجه را در این صنعت به خود جلب کرده‌اند. گسترش مقیاس یک واحد تولید اتیلن گلیکول و کاهش مصرف مواد و انرژی، راهکارهای مؤثری برای کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری هستند. نکته کلیدی در این زمینه، بهبود عملکرد کاتالیست‌های حیاتی و بهینه‌سازی فرآیندها است. به عنوان مثال، کاتالیست‌های کاربونیلاسیون و هیدروژناسیون که توسط دانشگاه تیانجین پس از تحقیقات طولانی توسعه یافته‌اند، امکان واکنش در غلظت‌های بالاتری از متیل نیتریت (MN) و متیل اسید اکسالیک (DMO) را فراهم می‌کنند. این کاتالیست‌ها باعث افزایش فعالیت واکنشی در حالی می‌شوند که جریان گازهای چرخشی کاهش می‌یابد. در شرایط یکسان، ظرفیت پردازش یک راکتور می‌تواند ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش یابد؛ این امر به طور مؤثری هزینه‌های سرمایه‌گذاری برای یک واحد تولیدی را کاهش داده و هزینه‌های عملیاتی را نیز کم می‌کند. همزمان، فعالیت‌های مربوط به یکپارچه‌سازی و بهینه‌سازی فرآیند تولید اتیلن گلیکول که توسط شرکت هویشنگ انجینیرینگ در همکاری با دانشگاه تیانجین انجام شده است، علاوه بر تضمین عملکرد پایدار تأسیسات در بلندمدت، باعث افزایش کارایی استفاده از انرژی شده و در نتیجه هزینه‌های تولید اتیلن گلیکول را به طور قابل توجهی کاهش داده است. اگرچه استفاده از گاز سنتزی برای تولید اتیلن گلیکول تا حدی در تولید پلی‌استرها مورد استفاده قرار گرفته است، اما در حال حاضر استانداردهایی برای اتیلن گلیکول تولید شده با روش گاز سنتزی وجود ندارد. همچنین، **استانداردهای فعلی برای اتیلن گلیکول تولید شده با روش اتیلن، نمی‌توانند کیفیت محصولات اتیلن گلیکول را به طور کامل منعکس کنند. مطالعات مربوط به نحوه تأثیر ناخالصی‌های جزئی موجود در اتیلن گلیکول تولید شده با روش گاز سنتزی بر کیفیت محصولات پلی‌استری نیز به اندازه کافی عمیق نیست؛ لذا این موضوع در حال تبدیل شدن به موضوعی مورد توجه طرف‌های مختلف است.