مناسب‌ترین تکنولوژی تولید پروپیلن برای ایران

پروپیلن محصولی است با فرمول C۳H۶ که شبیه فرمول گاز پروپان (C۳H۸) است با این تفاوت که دو هیدروژن آن حذف شده است. از پروپیلن محصولات متعددی تولید می‌شوند که از مهمترین مشتقات پروپیلن عبارتند از پلی‌پروپیلن، آکریلونیتریل، پروپیلن اکسید، فنل، اکسوالکل‌ها، کیومن، ایزوپروپیل‌الکل، آکریلیک اسید

مصرف مشتقات مهم پروپیلن به شرح زیر است:

• پلی پروپیلن (۶۴%)

• پروپیلن اکسید (۷%)

• آکریلونیتریل (۶%)

• کیومن (۵%)

• آکریلیک اسید (۴%)

• اکسوالکل‌ها (۳%)

• ایزوپروپیل الکل (۲%)

• الیگومر‌ها (۱%)

• مواد شیمیایی شامل پلی گاز (Polygas) با نام نونین، دسین و هپتین و موارد دیگر شامل آلیل کلراید، الاستومر اتیلن و پروپیلن و آکرولئین (۳%)

پلی پروپیلن در انواع زمینه‌ها مثلاً در صنعت اتومبیل در ساخت پانل دربها، تزئینات داخلی، پروانه‌ها، کفپوش اتومبیل، جعبه باطری و ... مصرف می‌شود. اغلب نی‌های نوشیدنی از PP ساخته می‌شود. بیشتر قطعات ساک و اسباب بازی‌ها نیز از این پلیمر تهیه می‌شوند. تقریباً ۱۰% تولید PP در ساخت فیلم مصرف می‌شود که در بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارند. حدود ۳۰% دیگر PP تولیدی در ساخت تک رشته‌ها و الیاف مصرف می‌شود. الیاف PP در ساخت موکت، فرش، طناب، گونی و ... استفاده می‌شوند.

انواع قطعات تزریقی نظیر لوازم آشپزخانه، اتومبیل، ورزشی، گونی بافی، حصیربافی، روکش سیم و کابل، وسایل بسته بندی، ساخت بدنه باطری ها، اسباب بازی، وسایل آزمایشگاهی و نظایر آن از دیگر مصارف پلی پروپیلن می‌باشد.

پلی پروپیلن به صورت عمده در شش دسته قالب تزریقی، الیاف، فیلم و ورق، قالب بادی، لوله و روکش محافظ تولید می‌شود.

قالب تزریقی: بیشترین کاربرد پلی پروپیلن در این دسته است که در تولید وسایل الکتریکی و الکترونیکی، سرپوش و کلاهک، اسباب بازی، چمدان، وسایل خانگی و صنایع بسته بندی و صنعت اتومبیل استفاده می‌شود.

الیاف: دومین کاربرد پلی پروپیلن در این دسته است که در تولید الیاف به کار رفته در پشت فرش و زیلو بعنوان جایگزین در الیاف سیزال و کنف در موکت و نخ‌های گونی، الیاف Non-Woven، پارچه لباس، عایق‌های گرما و سرما کاربرد دارد.

فیلم و ورق: این بخش از کاربرد پلی پروپیلن رشد قابل ملاحظه‌ای طی سال‌های اخیر داشته است. صنایع بسته بندی شیرینی و شکلات، سیگار، فیلم‌های گرافیک و چاپ و نیز شیت‌های بسته بندی مواد غذایی که با حرارت شکل می‌گیرند؛ از این جمله اند. کاربرد فیلم‌های پلی پروپیلن در تولید بسته بندی‌های انعطاف پذیری مانند بسته بندی چیپس، اسنک، بیسکویت، ماکارونی و مانند آن می‌باشد.

قالب بادی: در تولید بطری و قوطی بکار برده می‌شود.

لوله: جهت تولید لوله فاضلاب، سیم و کابل استفاده می‌شود.

روکش محافظ: این بخش از پلی پروپیلن رفته رفته جایگزین کاربرد پلی اتیلن سبک LDPE می‌شود. در سال‌های اخیر از پلی پروپیلن برای تولید اجزاء داخلی و خارجی اتومبیل به تنهایی و یا ترکیب با دیگر پلیمر‌ها استفاده می‌شود. چگالی کم، ویژگی‌های خوب مکانیکی و ویژگی‌های مناسب برای قالب تزریقی به صورت قطعات بزرگ سبب شده است که در ساخت اجزای اتومبیل سهم یک سوم پلاستیک‌ها از آن پلی پروپیلن باشد.

همانگونه که بیان شد ۶۴ درصد پروپیلن تولیدی جهان صرف تولید پلی پروپیلن می‌شود در سال ۲۰۱۹ حدود ۱۲۰ میلیون تن پروپیلن و ۹۰ میلیون تن پلی پروپیلن در جهان تولید شد. سهم ایران به عنوان پر مزیت‌ترین کشور برای تولید پروپیلن در مقایسه با همه کشور‌های جهان حدود ۸۰۰ هزار تن در سال یعنی کمتر از یک درصد تولید جهانی است.

روش‌های تولید پروپیلن عبارتند از:

۱- از طریق شکستن خوراک‌های مایع (نفتا، لایت اند، LPG و سایر خوراک‌های مایع) در کوره‌های با درجه حرارت ۸۵۰ درجه

۲- در پالایشگاه‌ها به عنوان محصول ثانویه که این محصول معمولا پلیمر گرید نیست و نیاز به خالص سازی دارد

۳- روش GTO یا GTPP در این تکنولوژی گاز متان به متاتول و متانول به اتیلن و پروپیلن تبدیل می‌شود.

۴- تکنولوژی PDH که در فرآیند کاتالیستی گاز پروپان به پروپیلن تبدیل می‌شود.

در بین تکنولوژی‌های فوق دو تکنولوژی PDH و GTO یا GTPP بیشترین رقابت را با هم دارند. کشور ایران به دلیل داشتن مواد اولیه به وفور برای تحقق هر دو تکنولوژی دارای مزیت می‌باشد، اما هزینه اجرایی و ساخت در تکنولوژی GTO یا GTPP به میزان قابل توجهی بیش از تکنولوژی PDH می‌باشد. در مقایسه هزینه احداث یک واحد با ظرفیت اسمی ۶۰۰ هزار تن تولید پروپیلن به دو روش یاد شده هزینه احداث واحد PDH حدود ۶۰۰ میلیون دلار است، اما برای واحد GTO یا GTPP حدود ۹۰۰ میلیون دلار سرمایه گذاری مورد نیاز است.

اما هزینه عملیاتی واحد‌های MTO و GTPP کمتر از واحد‌های PDH است و این بدان مفهوم است که اگر بتوان منابع ارزی با بهره پائین فرضا تا ۶ درصد تامین نمائیم تکنولوژی تبدیل گاز متان به پروپیلن در بلندمدت اقتصادی‌تر است، اما اگر نتوان منابع ارزی ارزان قیمت تامین نمود تکنولوژی PDH از مزیت‌های بیشتری برخوردار است و منطقی‌تر است. در تکنولوژی PDH در نهایت حدود ۹۰ درصد ماده اولیه به محصول تبدیل می‌شود و این از مزیت‌های این تکنولوژی است.

در واحد‌های PDH با توان تولید ۶۳۰ تن پروپیلن نیاز به ۷۰۰ هزار تن گاز پروپان است و پروپان ۳۵۰ دلاری به پروپیلن ۸۰۰ دلاری تبدیل می‌شود؛ و پروپیلن به انواع محصولاتی که قبلا ذکر شده تبدیل می‌گردد. محصولات یاد شده را می‌توان با کامیون به کشور‌های اطراف و حتی کشور‌های اروپایی صادر نمود و در داخل کشور نیز می‌توان آن را به محصولات نهایی از قبیل لوله و اتصالات، انواع کیسه‌ها و موکت و انواع محصولات دیگر تبدیل و به بازار‌های جهانی صادر نمود.

از مزیت‌های واحد‌های PDH به واحد‌های GTP این است که نیاز به آب در واحد‌های GTP بسیار کمتر است یعنی اگر یک واحد GTP نیاز به ۱۵ میلیون متر مکعب آب داشته باشد یک واحد PDH نیاز به حدود ۵ میلیون متر مکعب آب دارد. در هر دو فرآیند درصد کمی از آب در فرآیند تولید استفاده می‌شود بلکه آب عمدتا جهت خنک سازی پروپیلن خالص نشده در مرحله قبل از ورود به کمپرسور مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای تولید پروپیلن در تکنولوژی GTO دو واحد احداث می‌شود یک واحد تولید متانول و یک واحد تبدیل متانول به پروپیلن، اما در تکنولوژی PDH فقط یک واحد وجود دارد.

در مجموعه تکنولوژی PDH از نظر فرآیندی و تنوع تکنولوژی شرایط مناسب تری دارد مهمترین بخش از فرآیند این تکنولوژی عبارتند از ۱- کوره‌ها جهت افزایش دمای پروپان قبل از ورود به رئاکتورها، ۲- رئاکتور‌ها (اصلی‌ترین بخش این تکنولوژی همین رئاکتور‌ها می‌باشند) ۳- کمپرسور‌ها ۴- سیستم چیلینگ و خنک‌سازی ۵- سیستم تاور‌ها و ملحقات آن‌ها جهت خالص سازی.

چنانچه وزارت نفت بر اساس اختیارات قانونی تفویض شده از طرف مجلس شورای اسلامی آئین نامه تخفیف خوراک برای واحد‌های PDH که محصولات آن در داخل کشور به محصول نهایی تبدیل شود را به میزان ۳۰ درصد مصوب و ابلاغ نماید تحولی در سرمایه‌گذاری در احداث واحد‌های پتروشیمی PDH در کشور به وقوع خواهد پیوست. در این آئین نامه تخفیف خوراک برای واحد‌های پتروشیمی که واحد میان دستی احداث نمایند (مثل واحد پلی پروپیلن) ۱۰ درصد و برای آن‌هایی که واحد‌های پائین دستی با هدف صادرات محصولات نهایی احداث نمایند نیز ۲۰ درصد تخفیف در نرخ خوراک اعمال نمایند مشروط به اینکه سهام آن واحد پتروشیمی در واحد‌های پائین دست سهام کنترلی باشد و بتوانند در مقابل هر گونه سواستفاده احتمالی پاسخگو باشند.

هم زمان وزارت سمت می‌بایست ساز و کار لازم جهت جلوگیری از تخلف یا کم توجهی در صدور مجوز یا ابطال مجوز صنایع پائین دست پتروشیمی را فراهم و اجرایی نماید. متاسفانه وزارت سمت از ابتدا در این حوزه عملکرد مناسبی نداشته و این ضعف منجر به سواستفاده عده‌ای دلال مسلک شده که تحت عنوان تولید کننده ماده اولیه را به قیمت بورس دریافت و در بازار به قیمت حتی بالاتر از قیمت جهانی و فوب به تولید کنندگان واقعی می‌فروشند. طی چند دهه گذشته ساز و کار نرم افزاری و کنترلی لازم برای حل این معضل طراحی و اجرایی نشده است.

چند کارشناس محدود سازمان‌های صنعت معدن تجارت استان‌ها هر از چند گاهی به این واحد‌های پائین دستی سرکشی می‌کنند، اما به دلایل مختلف از جمله ارتباطات شخصی یا قومی یا به دلیل کم توجهی عملکرد واقعی همه واحد‌های پائین دستی به درستی مورد بررسی قرار نمی‌گیرد و معمولا برخورد مناسب در سطح استان‌ها انجام نمی‌شود تنها راه حل این مسئله که بنده ۱۵ سال پیش زمانی که در این وزارتخانه مسئولیت داشتم بیان نمودم این است که بازرسی باید سیستمی شود و از طریق شاخص‌هایی که در سیستم ثبت می‌شود و هر ماه باید گزارش شود عملکرد واقعی صنایع پائین دست شفاف و روشن شود. این شاخص‌ها عبارتند از: میزان مصرف برق، گاز، لیست نیروی بیمه پرسنل، بارنامه‌های ورودی و خروجی و سایر شاخص‌های تاثیر گذار

چنانچه این معضل حل شود واحد‌های پتروشیمی چنانچه تا محصول میان دستی را تولید نمایند و حسب نظر شرکت ملی صنایع پتروشیمی متناسب با تخفیفی که در نرخ خوراک دریافت می‌کنند در قیمت محصول میانی به واحد‌های پائین دستی تخفیف دهند در این صورت شعار و آرزوی ایجاد صد‌ها هزار شغل مستقیم در صنایع پائین دستی قابل تحقق است.

بهرحال چنانچه تخفیف خوراک یاد شده در چارچوب منطفی اعمال گردد امکان صادرات محصولات با قیمت رقابتی فراهم خواهد شد و سایر صادر کنندگان نخواهند توانست با صادرکنندگان ایرانی رقابت کنند. یکی از مشکلات بزرگ در مسیر صادرات مشکل گشایش LC برای خریداران محصولات ایرانی است خریداران علاقه دارند محصول را بصورت مدت دار حداقل سه ماهه خریداری کنند و به این طریق مشکل گردش نقدینگی آن‌ها حل می‌شود این مشکل با اعمال تحریم‌ها برای ایران ایجاد شد و لازم است راه حل‌های اساسی برای آن اندیشیده شود از جمله راه حل‌ها گشایش LC با پول ملی هر کشور یا اینکه بتوان سیستم توزیع مویرگی را در کشور‌های هدف از جمله ترکیه کشور‌های CIS و سایر بازار‌های مهم پیرامون راه اندازی کرد و با ایجاد نمایندگی‌های معتبر این سیستم مویرگی را تغذیه نمود.

در کشور ایران به دلیل تولید حدود ۱۰ میلیون تن گاز پروپان که در حال حاضر بصورت خام صادر می‌شود حتی احداث ۱۰ واحد PDH نیز از توجیه اقتصادی لازم برخوردار می‌باشد. این توجیه که ما حتما باید LPG آن هم با ترکیب حداقل ۵۰ درصد بوتان و ۵۰ درصد پروپان صادر نمائیم و نمی‌توانیم صرفا بوتان صادر کنیم از پشتوانه منطقی قوی برخوردار نیست. مگر بوتان و پروپان با هم مخلوط می‌شوند؟ در کشتی پروپان و بوتان در مخازن مستقل بارگیری می‌شوند و در خصوص مشتری نیز با بازار یابی مناسب مشتری بوتان نیز به میزانی که ظرفیت صادرت در کشور داریم وجود دارد و در این خط قرمز تعیین شده حتما باید تجدید نظر بشود هر چند در حال حاضر ما حتی یک واحد PDH فعال در حال تولید در ایران نداریم از طرف دیگرمعمولا در فاز‌های گازی پارس جنوبی میزان تولید پروپان بیش از بوتان است نزدیک به دو برابر است لذا نگرانی از بابت بهم خورد خط قرمز ذکر شده که اصل آن زیر سئوال است وجود ندارد. با صادرات ۱۰ میلیون تن پروپان حدود ۳.۵ میلیارد دلار نصیب کشور می‌شود و اشتغالی نیز از این خام فروشی حاصل نمی‌شود، اما اگر پروپان به محصولات میانی و نهایی تبدیل شود ارزش صادرات محصولات ۱۰ میلیون تن پروپان حدود ۱۰ میلیارد دلار خواهد شد و برای ده‌ها هزار نفر اشتغال مستقیم و غیر مستقیم ایجاد خواهد شد.

*کارشناس ارشد صنعت پتروشیمی