بررسی صنعت پتروشیمی - متانول - قسمت اول

بررسی صنعت متانول- قسمت اول (مقدمه)

 

متانول يكي از سه محصول بسيار مهم صنايع شيميايي در دنيا بوده و مواد بسياري از آن مشتق مي شوند. متانول به عنوان يكي از محصولات استراتژيك در توليد بسياري از محصولات نهايي مانند حلال‌ها، رنگ‌ها، پلاستيك‌ها و ضديخ‌ها مورد استفاده قرار مي­گيرد. تنوع مشتقات متانول و استفاده آن در صنايع مختلف، اين محصول را به عنوان يك كالاي استراتژيك مطرح ساخته است و هم از اين روي نوسان قيمت آن بر بسياري از صنايع توليدي اثر مي­گذارد. قسمت اعظم متانول توليدي در جهان صرف توليد فرمالدئيدها و اسيد استيك وMTBE مي‌شود . متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می‌شود. متانول تولید شده از چوب و سایر ترکیبات آلی را متانول آلی یا بیو الکل می‌نامند که یک منبع تجدید شدنی برای سوخت است و می‌تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود. متانول به عنوان حلال ، ضدیخ و در تهیه سایر ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود . حدودأ 40 درصد از متانول تولیدی جهان برای تهیه فرمالدئید استفاده می‌شود که آن هم در تهیه پلاستیک ، تخته سه لایی ، رنگ و مواد منفجره استفاده می‌شود. دی متیل اتر از مشتقات متانول است که به جای CFC ها در افشانه‌های آتروسل به عنوان پیشرانه استفاده می‌شود. نکته اساسی این که با توجه به كمبود قابل پيش بيني منابع انرژي در آينده، مصرف مستقيم متانول به عنوان سوخت پاك و يا در توليد هيدروژن مصرفي پيل هاي سوختي، بسيار مورد توجه است. طبق آمار موجود منتشره توسط CMAI متانول تولیدی در ایران ،  حدود 6 درصد کل متانول در دسترس جهان را پوشش داده است . پتروشیمی زاگرس با دارابودن ظرفیت تولید روزانه 8هزار تن (سالانه 2میلیون و 800 هزار تن) 64 درصد از تولید متانول ایران را به خود اختصاص داده است. علاوه بر پتروشیمی زاگرس که محصول اصلی تولیدی آن متانول می­باشد شرکت­های پتروشیمی خارک، شیراز و فناوران نیز به تولید متانول می پردازند.

هدف گزارش پیش­رو بررسی و تحلیل صنعت متانول در سطح بین­ المللی و داخلی می­باشد. ازین رو پس از بررسی عرضه و تقاضا و ظرفیت تولید به بررسی و پیش­بینی قیمت متانول برای سال جاری و آتی پرداخته شده­ است.

بخش اول: توضیح مختصری در خصوص متانول

1.متانول

متانول یا متیل الکل یا الکل متیلیک یا الکل چوب که ساده‌ترین نوع الکل‌هاست با فرمول شیمیایی شناخته می‌شود. متانول از فعالیت بی‌هوازی گونه‌های زیادی از باکتری‌ها تولید می‌شود و در نتیجه مقدار اندکی از بخار متانول وارد جو می‌شود و پس از چندین روز به‌وسیله اکسیژن و با کمک نور خورشید اکسید شده به آب و دی اکسید کربن تبدیل می‌گردد. البته در فرآیند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست آمده چنین اتفاقی رخ می‌دهد ولی بسیار سریعتر. متانول يكي از سه محصول بسيار مهم صنايع شيميايي در دنيا بوده و مواد بسياري از آن مشتق مي شوند. همچنين با توجه به كمبود قابل پيش بيني منابع انرژي در آينده، مصرف مستقيم متانول به عنوان سوخت پاك و يا در توليد هيدروژن مصرفي پيل هاي سوختي، بسيار مورد توجه است.

در فرآیند سنتی تولید متانول، از کرومات روی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌شد و واکنش در شرایط سختی مانند فشار ۱۰۰۰-۳۰۰ اتمسفر و دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌گرفت. در شیوه مدرن تولید متانول، از کاتالیزورهایی استفاده می‌شود که در فشارهای پائین عمل می‌کنند و کارایی موثرتری دارند. امروزه گاز سنتز مورد نظر برای تولید متانول مانند گذشته از زغال بدست نمی‌آید، بلکه از واکنش متان موجود در گازهای طبیعی تحت فشار ملایم ۱۰-۲۰ اتمسفر و دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد با بخار آب و در مجاورت کاتالیزور نیکل تولید می‌شود. CO و 2H تولید شده، تحت تاثیر کاتالیزوری که مخلوطی از مس و اکسید روی و آلومینیوم است، واکنش داده و متانول ایجاد می‌کنند. این کاتالیزور اولین بار درسال ۱۹۶۶ توسط ICI استفاده شد. این واکنش در فشار ۵۰-۱۰۰ اتمسفر و دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد . روش دیگر تولید متانول، واکنش دی‌اکسیدکربن با هیدروژن اضافی است که تولید متانول و آب می‌کند .

1.زنجیره ارزش متانول

متانول از گاز طبیعی و زغال سنگ تولید می­شود. از متانول مشتقاتی به شرح نمودار ذیل به دست می­آید که برخی از این مشتقات در ادامه توضیح داده شده است.

فرمالدهید: از اکسیداسیون کاتالیزوری متانول، تهیه می‌شود. از فرمالدئید به علت از بین بردن بیشتر باکتریها بعنوان محلول ضدعفونی کننده استفاده می‌شود. همچنین برای نگهداری از نمونه‌های بیولوژیکی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. عمده‌ترین استفاده فرمالدئید در تولید پلیمر و سایر ترکیبات شیمیایی است. رزینهای فرمالدئید ، از واکنش فرمالدئید با فنل، اوره و ملامین ایجاد می‌شوند. این مواد معمولا بعنوان رزینهای چسبناک در تولید تخته‌های سه‌لایی، در ساخت اسفنج­های قالب‌گیری شده و تولید اسفنج­های عایق کاربرد دارند. همچنين فرمالدئيد در توليد پلي فرماليد، EDTA ، رزول، نوولاك، فنل فرماليد، پيروليدون، متيل پيروليدون، پلي استال و... نيز كاربرد دارد.

اسید استیک:يا جوهر سركه تاريخچه بسيار قديمي دارد. اسيد استيك به صورت صنعتي از روشهاي سنتزي تهيه مي شود. يكي از اين روش ها سنتز اسيد استيك از متانول و مونواكسيدكربن (كربوناسيون) است. اسيد استيك در تهيه موادي چون استانيليد، اتيل استات، ايزو پروپييل استات، بوتيل استات، استيل كلرليد، مونوكلرو استيك اسيد، كتن و ... مورد استفاده قرار مي گيرد. MTBE :متیل ترشری بوتیل اتر یک بنزین افزودنی است که برای افزایش عدد اکتان اضافه می شود و از متانول و ایزو بوتیلن تولید می شود. این ماده عمدتاً به عنوان اکسیژن دار کننده­ی سوخت بکار می­رود. پس از کنار گذاشتن تترا اتیل سرب از روش اکسیژن دار کردن بنزین از طریق افزودن MTBE استفاده می­شود، در واقع در حال حاضر عدد اکتان مورد نظر خود را به جای افزودن تترا اتیل سرب با افزودن MTBE بدست می­آوریم. اتيلن و پروپيلن:یکی از این فرآیندها تبدیل کاتالیستی ترکیبات متوکسی نظیر متانول و یا دي متیل اتر به مخلوط الفین­ها میباشد. این پروسه یا "متانول به الفین (MTO )" نام دارد، متانول خام را به اتیلن و پروپیلن تبدیل می­نماید. از عمده ویژگیهاي این فرآیند تبدیل عمده ترین جزء گاز طبیعی (متان) به الفین میباشد. متان حدود 90 درصد از گاز طبیعی را تشکیل میدهد از اینرو تبدیل آن به الفین بسیار پرصرفه میباشد. اتیلن و پروپیلن تولیدي با خلوص بالاي 97 درصد بوده و میتوان آنرا به راحتی جدا ساخته و به واحد پلیمرسازي فرستاد . اقتصادي بودن این پروسه به عواملی نظیر قیمت و بازار فروش اولفینها، هزینه متانول خوراك، هزینه کاتالیست و پلنت بستگی دارد. بسته به زمان و مکانهاي مختلف بازارهاي متفاوتی براي اتیلن و پروپیلن وجود دارد (فرآیند تبدیل متانول به پروپین را MTP می­نامند). در آمریکا و اروپا تقاضا براي اتیلن اغلب بیشتر از پروپیلن میباشد در حالیکه در اقیانوسیه تقاضا براي پروپیلن بیشتر از اتیلن است. دي متيل اتر(DME ): اين ماده را می­توان مانند LPG به كار برد. اشتعال اين ماده نيز مانند گاز طبيعی است. متانول از فرايند سنتز متانول و آب‌زدايي متانول تهيه مي شود. يكی از مهم ترين بازارهای مصرف DME سوخت نيروگاه‌ها می­باشند. شکل ذیل زنجیره ارزش متانول را نشان می­دهد.

شکل1- زنجیره ارزش متانول (منبع:گزارش IHS ) مهمترین صنایعی که مصرف کننده محصول متانول می­باشد صنایع ساخت، خودرو، الکترونیک و ... می­باشند. 1.کاربردهای اصلی متانول

امروزه متانول در صنایع پایین دستی بسیار مورد استفاده قرار می­گیرد که از آن جمله می­توان به موارد زیر اشاره نمود: •تهیه فرمالدئیدها ( فرمالین ) جهت مصارف خانگی و تولید رزین­ها. این رزین ها در صنایع پایین دستی دیگر و در تولید انواع ظروف و تجهیزات آشپزخانه، دوربین های عکاسی، کلید، پریز و انواع چسب­های صنعتی کاربرد اساسی دارد. •تهیه اسید استیک و استفاده از آن به عنوان محصول نهایی و یا استفاده برای تهیه انواع استات سلولز برای انواع الیاف و پارچه با کاربردهای خاص. •تهیه متیل متاکریلات برای تولید انواع لامینت ها و انواع ورنی و ... •تهیه MTBE جهت ارتقاء درجه آرام سوزی بنزین و جایگزین TEL . •تهیه دی متیل اتر ( DME ) به عنوان سوخت پاک و جایگزین سوخت دیزل سوخت­های هیدروژنی و استفاده متانول به جای بنزین در اتومبیل­ها و جایگزینی آن به جای سوخت­های فسیلی که هنوز در جهان فراگیر نشده است.