الفین

صنعت پتروشیمی به‌عنوان موتور اقتصاد ایران، نقش تغذیه‌کننده‌ی سایر بخش‌های صنعت را ایفا می‌کند. می‌توان این صنعت را به دو بخش صنایع بالادستی و پایین‌دستی تقسیم کرد. صنایع بالادستی با استفاده از خوراک دریافتی، مواد موردنیاز صنایع پایین‌دستی را تولید می‌کنند. در بخش صنایع بالادستی شرکت‌های پتروشیمی ایران را می‌توان به چند دسته متانول، اوره- آمونیاک، الفین‌ها، آروماتیک‌ها و تولیدکنندگان سایر مواد شیمیایی تقسیم کرد. الفین‌ها دسته‌ای از ترکیبات شیمیایی هستند که به دلیل واکنش‌پذیری بالایی که دارند به یکی از ترکیبات پرکاربرد و ارزشمند برای تولید محصولات شیمیایی تبدیل شده‌اند. در این مقاله به بررسی گروه الفین‌ها پرداخته شده است.

معرفی و بررسی  صنعت الفین

اتیلن، پروپیلن، بوتادین و بوتیلن گروهی از محصولات هستند که به آن‌ها الفین گفته می‌شود. این محصولات به ترتیب دارای دو، سه و چهار اتم کربن هستند. در میان هفت ماده پایه در صنعت پتروشیمی (پلیمر،آروماتیک، آمونیاک و اوره، متانول، الفین و سوخت) الفین‌­های سبک بیش از 60 درصد سهم تولید را در مناطق مختلف دنیا در اختیار دارند که معادل 292 میلیون تن از محصولات پتروشیمی است. در ادامه به بررسی هر یک از محصولات گروه‌ الفین پرداخته شده است.

اتیلن

اتیلن مهم‌ترین محصول پتروشیمی با بیشترین ظرفیت مصرف و تولید جهانی است. این محصول به تنهایی بیش از 25 درصد از بازار پتروشیمی جهانی را به خود اختصاص داده است. در ادامه نمودار عرضه و تقاضای اتیلن از سال 2011 تا سال 2020 و همچنین پیش‌بینی تا سال 2022 توسط مجله ICIS نمایش داده شده است.

1

ظرفیت تولید اتیلن در جهان  در سال2020   برابر با 200  میلیون تن بوده است که معادل 89% ظرفیت اسمی تولید شده است. طبق نمودار فوق پیش‌بینی شده است عرضه و تقاضای این محصول تا سال 2022 رو به افزایش خواهد بود.

سهم ایران از ظرفیت تولید اتیلن در سال 2020 حدود 4 درصد بوده است. نمودار زیر ظرفیت تولید اتیلن در جهان را نمایش می‌دهد. (ارقام این نمودار بر حسب میلیون تن می‌باشد.)

2

سه منطقه اصلی پر پتانسیل برای تولید اتیلن خاورمیانه، آمریکای شمالی و چین هستند. با توجه به نمودار فوق ایران ششمین تولیدکننده اتیلن در سال 2019 در جهان بوده است.

در ادامه نمودار رشد ظرفیت اتیلن بر اساس طرح‌های توسعه‌ای این محصول در جهان و پیش‌بینی آن نمایش داده شده است. طبق این جدول تا سال 2020 آمریکای شمالی دارای بیشترین طرح توسعه بوده است. از سال 2020 بیشترین طرح‌های توسعه متعلق به شمال شرق آسیا است که پیش‌بینی می‌شود تا 2023 طرح‌های توسعه‌ای در این منطقه همچنان رو به رشد باشد. (جدول نمایش داده شده از مجله ICIS و بر حسب میلیون تن می‌باشد.)

3

مجموع ظرفیت اتیلن در ایران 7٫343 هزار تن است. در ادامه ظرفیت تولید اتیلن در ایران به تفکیک شرکت‌های تولیدکننده این محصول، قابل مشاهده است. پتروشیمی کاویان با ظرفیت تولید 2 میلیون تن در سال دارای بیشترین ظرفیت تولید اتیلن در ایران است.

4

زنجیره ارزش محصولات اتیلن

بیشترین اتیلن تولیدی (حدود 60 درصد) برای تولید پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرد. 13 درصد از این محصول نیز به تولید اتیلن‌اکسید اختصاص می‌یابد. اتیلن‌دی‌کلراید به‌عنوان ماده پایه تولید PVC نیز 13 درصد از تولیدات این محصول را به خود اختصاص داده است. حدود 15 درصد باقی‌مانده اتیلن نیز در اتیل بنزن، اتیل الکل و استالدهیدها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه زنجیره ارزش مصرف این محصول قابل مشاهده است.

5

پلی‌اتیلن

پلی‌اتیلن از واحدهای منفرد اتیلن تشکیل می‌شود که مهم‌ترین بازار مصرف انواع پلی‌اتیلن‌ها، صنایع لاستیکی و پلاستیکی است. ظرفیت تولید پلی‌اتیلن جهانی حدود 118 میلیون تن است که ایران با تولید 5 میلیون تن سهم 4٫2 درصدی از ظرفیت جهان را به خود اختصاص داده است.

شمال شرق آسیا، آمریکای شمالی و اروپای غربی با بیش از 70 درصد مصرف پلی‌اتیلن دنیا بیشترین مصرف را به خود اختصاص داده‌اند. در ادامه نمودار مصرف پلی‌اتیلن در دنیا آمده است.

6

تقاضای پلی‌اتیلن در منطقه خاورمیانه، 6٫3 میلیون تن بوده است که به تفکیک مصرف هر یک از کشورها به شرح نمودار زیر است.

7

پلی‌اتيلن سنگين (HDPE)

زنجيره مولكولی در اين نوع پليمر فشرده است كه همين عامل باعث افزايش دانسيته آن می‌شود. بنابراین انعطاف‌پذيری به شدت كاهش می‌يابد. اين نوع پليمر گرچه مقاومت ضربه‌ای كمتری نسبت به پلی‌اتيلن سبک دارد، اما مقاومت خوبی در برابر مواد شيميايی (مانند مقاومت در برابر تنش‌های شكننده محيطی) دارد. لذا از اين نوع پليمر در انواع محصولات مانند ظروف نگهدارنده سوخت، صندلی‌های مورداستفاده در فضای باز، اسباب‌بازی‌ها، چمدان، لوله‌ها و مجراها استفاده می‌شود.

ظرفیت تولید پلی‌اتیلن سنگین در ایران 2٫948 هزار تن است که به تفکیک شرکت‌ها در نمودار زیر نمایش داده شده است.

8

پلي‌اتيلن سبک (LDPE)

پلی‌اتيلن سبک انعطاف‌پذيری و شفافیت بيشتری نسبت به پلی‌اتيلن سنگين دارد. اين خاصيت باعث شده كه بخش قابل‌توجهی از توليد اين محصول در ساخت فيلم و ورق و همچنین روكش‌های طلقی شفاف، آسترهای بسته‌بندی، كاورها و چمدان‌ها مورد استفاده قرار گیرد. ظرفیت تولید پلی‌اتیلن سبک در ایران 2٫035 هزار تن است.

پلي‌اتيلن سبک خطی (LLDPE)

اين نوع پليمر، در مقابل پارگی و سوراخ شدن مقاومت، استحكام و كشش بهتری را نشان می‌دهد. همچنين عايق الكتريكی خوبی محسوب شده و از پايداری مناسبی برای غلاف‌كشی سيم‌ها و كابل‌ها برخوردار است.

ظرفیت تولید پلی‌اتیلن سبک و سبک خطی به تفکیک شرکت‌ها به شرح نمودار زیر است.

9

پروپیلن

پروپیلن به‌عنوان دومین ماده پایه پرمصرف صنعت پتروشیمی در دنیا پس از اتیلن است. در ادامه نمودار ظرفیت تولید پروپیلن قابل مشاهده است. در این نمودار پیش‌بینی شده است که ظرفیت این محصول تا سال 2030 رو به افزایش باشد.

10

چین بزرگ‌ترین مصرف‌کننده پروپیلن در جهان است. در ادامه نمودار مصرف جهانی پروپیلن به تفکیک قابل مشاهده است.

11

همچنین ظرفیت تولید پروپیلن در ایران به تفکیک شرکت‌ها، به شرح نمودار زیر است. این نمودار نشان می‌دهد که مجموع ظرفیت تولید پروپیلن در ایران حدود 907 هزار تن است. بیشترین میزان تولید پروپیلن مربوط به شرکت پتروشیمی جم است. سپس پتروشیمی مارون و پتروشیمی امیرکبیر در رتبه‌های بعدی تولید پروپیلن را دارند.

12

مصارف پروپیلن

عمده پروپیلن موجود برای تولید پلی‌پروپیلن (67 درصد) مورداستفاده قرار می‌گیرد. در ادامه  مقدار ناچیزی از دیگر مصارف پروپیلن قابل مشاهده است.

13

پلی‌پروپیلن

پلي‌پروپيلن در دهه 1950 معرفي و به علت سهولت در قالب‌گيری و رنگ‌پذيری با استقبال زيادی مواجه شد. موارد استفاده معمول اين پليمر در ساخت قطعات خودرو، كيف و چمدان، لوله، بطری، الياف، وسايل خانگی و اسباب‌بازی است.

دو سوم از پروپیلن تولید شده در دنیا به پلی‌پروپیلن تبدیل می‌شود. پیش‌بینی شده است تا سال 2023 تقاضا این نوع خاص پلاستیک پرمصرف، سالانه 8/4 درصد رشد کند. طی سال‌های 2010 تا 2015 میلادی همواره نرخ رشد تقاضا برای پروپیلن بیشتر از نرخ رشد عرضه آن بوده است. دلیل این موضوع قیمت پایین آن نسبت به دیگر فرآورده‌های شیمیایی رقیب پلی‌پروپیلن است. ظرفیت تولید این محصول در سال 2020 حدود 81 میلیون تن در سال بوده است که پیش‌بینی می‌شود در سال 2023 به 93 میلیون تن افزایش یابد.

ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن در ایران به تفکیک شرکت به شرح نمودار زیر است. مجموع ظرفیت تولید این محصول در ایران 1٫095 هزار تن است. بیشترین ظرفیت تولید پلی‌پروپیلن مربوط به پتروشیمی شازند و مارون است. در ادامه نمودار ظرفیت تولید این محصول قابل مشاهده است.

14

خوراک مصرفی الفین‌ها

اتان، LPG (پروپان و بوتان)، نفتا، گاز طبیعی، ذغال‌سنگ و متانول خوراک مصرفی الفین‌ها هستند. تنوع خوراک این صنعت باعث ایجاد مزیت نسبی برای برخی مناطق شده است.

تولید الفین‌های سبک از روش­‌های متعددی امکان‌پذیر است. کراکینگ با بخار (cracking steam) رایج‌ترین نوع آن است. شکست کاتالیستی (FCC) روش دیگری است که در آن جریان نفت گاز پس از عبور از فرایند خلا (VGO) با شکست کاتالیستی به محصولات الفینی تبدیل می‌شود. بررسی عرضه و تقاضای الفین‌های سبک همچون پروپیلن حاکی از آن است که جهت تامین تقاضای مورد نیاز پروپیلن مصرفی در جهان علاوه بر روش‌های مذکور، فرآیندهای جدید جهت تولید این ماده توسعه یافته‌اند که می‌توان به روش‌های تبدیل کاتالیستی متانول به الفین (MTO) و یا پروپیلن (MTP)  و همچنین تبدیل پروپان به پروپیلن (PDH)  اشاره نمود.

15

  • در روش کراکینگ بخار گاز طبیعی(اتان،پروپان و بوتان) و نفتا به عنوان ورودی مصرف می‌شوند.
  • در روش هیدروژن‌زدایی خوراک (پروپان و بوتان) تبدیل به پروپیلن و بوتیلن می‌شود.
  • در روش MTO، متانول (از زغال‌سنگ و گاز طبیعی تولید می‌شود) به الفین‌ها (اتیلن،پروپیلن و بوتیلن) تبدیل می‌شود.
  • در روش FCC، نفت گاز به الفین (پروپیلن و بوتیلن) تبدیل می‌شود.
  • شرکت‌ها خوراک (متان،اتان،پروپان،بوتان،نفتا،نفت گاز) خود را از پالایشگاه‌ها خریداری می‌کنند.
  • حدود 80 درصد از اتیلن جهانی با خوراک نفتا و اتان تولید شده است که سهم تقریبا برابری را از این نسبت دارند. نکته قابل توجه افزایش فراتر از پیش‌بینی استفاده از متانول جهت تولید الفین‌ها است که سهم آن حدود 7 درصد افزایش یافته است.

دیدگاه‌ (۱)

  1. سیدمحمود احمدی
    25 مهر 1400 پاسخ

    بسیار تحلیل جامع و کاربردی خوبی بود. لطفا از اینجور تحلیل‌ها بیشتر بذارید

دیدگاه خود را درباره این پست بنویسید.

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *