اتیلن اکساید به‌عنوان اتیلن اکساید نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی با فرمول C₂H₄O است را در این مقاله از سپینود شرق بررسی می کنیم .

نام شرکت : اتیلن اکساید

 

اتیلن اکساید را در این مقاله از سپینود بررسی می کنیم .

 

چکیده طرح مقدماتی

اتیلن اکساید

مشخصات محصول

اتیلن اکساید چیست؟

اکسید اتیلن که به‌عنوان اتیلن اکساید نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی با فرمول C₂H₄O است. این ماده یک اکسید حلقوی است و ساده‌ترین اپوکسید (حلقه سه عضوی) به شمار می‌رود. اکسید اتیلن یک گاز بی‌رنگ، قابل‌اشتعال و با بوی شیرین است.

 

تصویر 1- اکسید اتیلن

                                                                                                                   

 گاز اتیلن اکساید یک ترکیب شیمیایی است که به‌عنوان یک عامل ضدعفونی‌کننده و ضدباکتریایی در صنایع مختلف مانند پزشکی، غذایی، نساجی استفاده می‌شود. این گاز به دلیل خاصیت ضدباکتریایی و آنتی‌ویروسی که دارد، به‌عنوان یک ابزار مؤثر در کنترل عفونت‌ها و بیماری‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد. همچنین، گاز اتیلن اکساید به‌عنوان یک ماده ضدعفونی‌کننده در تولید و بسته‌بندی محصولات غذایی مورداستفاده قرار می‌گیرد. این گاز می‌تواند در کاربردهای مختلف مورداستفاده قرار گیرد وبه‌این‌ترتیبب می‌توان این‌گونه گفت که خواص گاز اتیلن اکساید در بسیاری از صنایع مشاهده می‌شود و از دسته‌گازهای پرمصرف می‌باشد.

کاربردهای اتیلن اکساید

اتیلن اکسید (EO) به‌عنوان یک ماده شیمیایی واسطه با واکنش‌پذیری بالا، کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. در ادامه به برخی از مهم‌ترین موارد استفاده از آن اشاره می‌کنیم:

ضدعفونی‌کننده و استریل‌کننده:

به دلیل خاصیت ضدمیکروبی قوی، در استریل کردن تجهیزات پزشکی، لوازم آرایشی و بهداشتی، و مواد غذایی کاربرد دارد.

در فرآیندهای استریلیزاسیون سرد، به‌جای بخار آب یا فرمالدئید استفاده می‌شود، چرا که به دما و زمان کمتری نیاز دارد و به مواد حساس مانند پلاستیک و لاستیک آسیب نمی‌زند.

برای ضدعفونی‌کردن تجهیزات پزشکی در بیمارستان‌ها، کلینیک‌ها و آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود.

در استریل کردن محصولات دارویی، مانند داروهای تزریقی و پمادها، کاربرد دارد.

در ضدعفونی‌کردن لوازم آرایشی و بهداشتی، مانند لنزهای تماسی و محلول‌های ضدعفونی‌کننده دست، استفاده می‌شود.

برای ضدعفونی‌کردن مواد غذایی، مانند ادویه‌ها و میوه‌های خشک، استفاده می‌شود.

تولید مواد شیمیایی:

ماده اولیه مهم برای تولید طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی، از جمله:

گلیکول اتیلن: در ضد یخ، مایع خنک‌کننده، رزین‌ها و پلاستیک‌ها استفاده می‌شود.

اتانول آمین: در مواد شوینده، پاک‌کننده‌ها، لوازم آرایشی و محصولات دارویی استفاده می‌شود.

سورفاکتانت‌ها: در مواد شوینده، صابون‌ها، لوازم آرایشی و محصولات نساجی استفاده می‌شود.

پلی‌اتیلن گلیکول (PEG): در داروها، لوازم آرایشی، نساجی، مواد غذایی، روان‌کننده‌ها و ضد یخ‌ها استفاده می‌شود.

استیلن اکسید: در تولید مواد منفجره، پلاستیک‌ها و رزین‌ها استفاده می‌شود.

سلفون: در بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی استفاده می‌شود.

سایر کاربردها:

در تولید برخی از داروها، مانند داروهای ضدسرطان و آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌شود.

در تصفیه آب و فاضلاب به‌عنوان لخته‌کننده و رسوب‌دهنده استفاده می‌شود.

*در صنعت نساجی برای رنگرزی و تکمیل پارچه استفاده می‌شود.

در صنعت کاغذسازی برای بهبود کیفیت کاغذ استفاده می‌شود.

*در صنعت لاستیک‌سازی برای تولید لاستیک مصنوعی استفاده می‌شود.

اتیلن اکساید یکی از محصولات واسطه‌ای  پرکاربرد در صنایع شیمیایی دنیا است این ماده از ترکیب اتیلن و اکسیژن به دست می‌آید. در سال ۲۰۲۰ در دنیا ۱۵% از اتیلن عرضه شده به‌منظور تولید اتیلن اکساید مورداستفاده قرار گرفته است. اتیلن اکساید دارای گریدهای متنوعی نیست و اولین‌بار در سال ۱۸۵۹ تولید شد. ۷۴% اتیلن اکساید جهانی در ترکیب با آب به اتیلن گلیکول‌ها تبدیل می‌شود و مابقی پس از تصفیه به اتیلن اکساید با خلوص بالا (HPEO) به سایر مشتقات تبدیل می‌شود. باتوجه‌به نوع مدل کسب‌وکار متفاوت، به طور معمول بنگاه‌های کوچک و متوسط با خریداری اتیلن اکساید با خلوص بالا اقدام به تولید مشتقات خاص Specialty) می‌نمایند. اتیلن اکساید با خلوص بالا به‌عنوان یکی از خوراک‌های اصلی و کلیدی برای صنایع کوچک و متوسط محسوب می‌شود. ازاین‌رو تولید و تأمین پایدار آن، نقش کلیدی را در احیا و توسعه صنایع تکمیلی و پایین‌دستی مرتبط ایفا می‌نماید.

 

زنجیره ارزش اتیلن اکسید

تصویر 3- زنجیره ارزش اتیلن اکسید

 

 

 

روش تولید اتیلن اکسید

تصویر 6- شماتیک تولید اتیلن اکسید

 

اتیلن اکسید (EO) یک ترکیب حلقوی فرار با فرمول C2H4O است که کاربردهای صنعتی فراوانی دارد.

رایج‌ترین روش تولید اتیلن اکسید، اکسیداسیون مستقیم اتیلن با استفاده از اکسیژن یا هوا در حضور کاتالیزور است. این فرآیند شامل مراحل زیر است:

1. تهیه خوراک:

اتیلن: خوراک اصلی این فرآیند، اتیلن است که می تواند از طریق فرآیندهای مختلفی مانند کراکینگ بخار نفت، فرایند بخار - متان و یا از طریق جداسازی از جریان های نفتی و گازی به دست آید.

اکسیژن: اکسیژن مورد نیاز فرآیند می تواند از هوا تأمین شود. هوای فشرده شده به راکتور منتقل و سپس با حذف ناخالصی‌ها، تصفیه می شود.

2. واکنش اکسیداسیون:

مخلوط اتیلن و اکسیژن فشرده شده به راکتورهای لوله ای یا راکتورهای بستر ثابت حاوی کاتالیزور نقره بر پایه آلومینا وارد می شوند.

واکنش اکسیداسیون در دمای 220 تا 300 درجه سانتیگراد و فشار 8 تا 12 بار انجام می شود.

معادله کلی واکنش به شرح زیر است:

C2H4 + O2 → C2H4O + H2O

در این واکنش، علاوه بر اتیلن اکسید، آب و گرما نیز تولید می شود.

انتخاب کاتالیزور مناسب، دما، فشار و نسبت اتیلن به اکسیژن از عوامل مهم در بهینه‌سازی فرآیند و افزایش بازده تولید اتیلن اکسید هستند.

3. جداسازی و خالص سازی:

جریان خروجی راکتور شامل اتیلن اکسید، آب، اکسیژن واکنش نداده، دی‌اکسیدکربن و سایر محصولات جانبی مانند استالدئید و فرمالدئید است.

برای جداسازی اتیلن اکسید از مخلوط واکنش، از روش های مختلفی مانند جذب با آب، تقطیر و تغلیظ استفاده می‌شود.

اتیلن اکسید خام سپس تصفیه شده و ناخالصی‌ها از آن حذف می‌شود تا به محصول نهایی با خلوص موردنظر برسد.

نکات کلیدی:

کاتالیست: نقره (Ag) به‌عنوان کاتالیست اصلی استفاده می‌شود.

شرایط واکنش: دمای بین 200 تا 300 درجه سانتی‌گراد و فشار بین 1 تا 3 مگاپاسکال.

محصولات جانبی: دی‌اکسیدکربن (CO₂) و آب (H₂O) که باید به حداقل رسانده شوند. این شرایط و کنترل دقیق واکنش‌ها به منظور بهینه‌سازی تولید اتیلن اکسید و کاهش تشکیل محصولات جانبی انجام می‌شود.

 

 

صاحبان دانش فنی

شرکت‌های صاحب دانش فنی تولید اکسید اتیلن در جدول زیر آمده‌اند.

جدول 13- شرکت‌های صاحب دانش فنی

 

لیست تجهیزات اصلی

لیست تجهیزات موردنیاز جهت تولید اتیلن اکساید در جدول زیر توضیح داده شده است.

جدول 14- لیست تجهیزات اصلی

بازار هدف

بررسی بازار داخلی  و  جهانی

بزرگ‌ترین شرکت تولیدکننده اتیلن اکساید در دنیا، شرکت Aramco عربستان هست که ۷% ظرفیت اسمی دنیا را در اختیار

دارد. پس از آن شرکت‌های Sinopec، Shell، DOW، Formosa، Lotte و BASF قرار دارند. تجارت بین‌منطقه‌ای اتیلن اکساید با حجمی برابر ۲۳ هزار تن در سال، نشان می‌دهد که این ماده به دلیل ماهیت آن تجارت پذیرش نیست و در محل تولید به مصرف

می‌رسد. البته ذکر این نکته ضروری است که مجموع تجارت میان کشورها احتمال کمی بیش از این میزان می‌باشد. شایان توجه است که اتیلن اکساید به دلیل ماهیت انفجاری از شرایط نگهداری و حمل‌ونقل بسیار حساسی برخوردار است. تولید اتیلن گلیکول‌ها از جمله منو اتیلن گلیکول بخش عمده‌ای از مصارف اتیلن اکساید را به خود اختصاص داده است. پس از آن اتوکسیالت ها و اتانول آمین‌ها (مونو، دی و تری اتانول آمین) در رده‌های بعدی قرار دارند. تقاضای این ماده طی سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۰ به طور متوسط سالانه ۳.۳% افزایش داشته است و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۵ با رشد سالیانه ۱.۷ درصدی به ۳۳.۸ میلیون تن در سال برسد.

ازآنجاکه عمده تقاضای اتیلن اکساید برای تولید MEG است، کشور چین توانسته است روشی جدید برای تولید MEG از زغال‌سنگ ابداع کند که در آن هیچ اتیلن اکسایدی تولید و مصرف نمی‌شود. در یادداشت جداگانه‌ای این مهم مورد بررسی قرار خواهد گرفت. این موضوع قطعاً بازار جهانی مشتقات اتیلن اکساید را تحت‌تأثیر قرار خواهد داد.

اتیلن ماده اصلی اتیلن اکساید را تشکیل می‌دهد و به طور متوسط قیمت اتیلن اکساید نسبت به اتیلن ۷۰% و نسبت به نفت خام  ۱۶۶% بیشتر است.

تولید داخلی اتیلن اکساید

باتوجه‌به اطلاعات وزارت صنعت معدن و تجارت و کتابچه پتروشیمی، در جدول زیر واحد‌های فعال و درحال احداث آورده شده است.

جدول 6-واحدهای فعال

پتروشیمی شازند، یکی از مجتمع‌های بزرگ پتروشیمی در ایران، به تولید انواع محصولات شیمیایی از جمله اتیلن اکسید مشغول است. این شرکت نیز به‌عنوان یکی از تولیدکنندگان بزرگ در ایران شناخته می‌شود.

 

نتیجه‌گیری:

بازار مصرف داخلی اتیلن اکسید در ایران به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع مختلف و توسعه ظرفیت‌های تولید پتروشیمی درحال‌رشد است. باتوجه‌به افزایش تقاضای داخلی و ظرفیت بالای تولید، ایران می‌تواند به یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان اتیلن اکسید در منطقه تبدیل شود.

بررسی بازار خارجی

بازار خاورمیانه

بازار خاورمیانه در تولید اتیلن اکسید به دلیل منابع غنی از نفت و گاز طبیعی و موقعیت جغرافیایی استراتژیک برای صادرات، اهمیت ویژه‌ای دارد. این منطقه نقش قابل‌توجهی در تولید و صادرات اتیلن اکسید و محصولات پایین‌دستی مرتبط با آن دارد. در زیر به بررسی بازار خاورمیانه در تولید اتیلن اکسید پرداخته شده است:

وضعیت فعلی تولید اتیلن اکساید

منابع غنی: خاورمیانه دارای ذخایر غنی از نفت و گاز است که به‌عنوان منابع اصلی اتیلن مورداستفاده قرار می‌گیرند. این امر امکان تولید گسترده اتیلن اکسید را فراهم می‌کند.

پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی: بسیاری از کشورهای خاورمیانه از جمله عربستان سعودی، ایران، امارات متحده عربی، و قطر دارای پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی بزرگ و مدرن هستند که می‌توانند به تولید اتیلن اکسید در مقیاس بزرگ بپردازند.

سرمایه‌گذاری و توسعه: کشورهای منطقه به طور مداوم در حال سرمایه‌گذاری و توسعه ظرفیت‌های تولیدی خود هستند. پروژه‌های جدید پتروشیمی و توسعه زیرساخت‌های موجود، تولید اتیلن اکسید را افزایش داده‌اند.

کشورهای پیشرو

عربستان سعودی: به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان محصولات پتروشیمی در جهان، عربستان سعودی نقش مهمی در تولید اتیلن اکسید ایفا می‌کند. شرکت‌های بزرگی مانند سابک (SABIC) و آرامکو (Aramco) در این کشور فعالیت می‌کنند.

ایران: ایران نیز با داشتن منابع عظیم گازی و نفتی و مجتمع‌های پتروشیمی بزرگ، یکی از تولیدکنندگان اصلی اتیلن اکسید در منطقه است.

امارات متحده عربی و قطر: این کشورها نیز با سرمایه‌گذاری در صنعت پتروشیمی و توسعه مجتمع‌های تولیدی، نقش مهمی در بازار اتیلن اکسید دارند.

کاربردها و بازارهای پایین‌دستی

صادرات: بسیاری از کشورهای خاورمیانه محصولات پایین‌دستی اتیلن اکسید را به بازارهای جهانی صادر می‌کنند. اروپا و آسیا از مقاصد اصلی صادرات این محصولات هستند.

 

مقالات زیر را نیز بررسی کنید :

طرح توجیهی احداث واحد الیاف پلی اتیلن

لوله پلی اتیلن