مناسب‌ترین تکنولوژی تولید پلی‌پروپیلن کدام است؟

پروپیلن محصولی است با فرمول C3H6 که شبیه فرمول گاز پروپان(C3H8) است با این تفاوت که دو هیدروژن آن حذف شده است. از پروپیلن محصولات متعددی تولید می شوند که از مهمترین مشتقات پروپیلن عبارتند از پلی‌پروپیلن، آکریلونیتریل، پروپیلن اکسید، فنل، اکسوالکل‌ها،کیومن، ایزوپروپیل‌الکل، آکریلیک اسید. در ادامه به جزییات تکنولوژی تولید پلی‌پروپیلن می‌پردازیم.

مصرف مشتقات مهم پروپیلن به شرح زیر است:

• پلی‌پروپیلن (64%)
• پروپیلن اکسید (7%)
• آکریلونیتریل (6%)
• کیومن (5%)
• آکریلیک اسید (4%)
• اکسوالکلها (3%)
• ایزوپروپیل الکل (2%)
• الیگومرها (1%)
• مواد شیمیایی شامل پلی گاز(Polygas) با نام نونین، دسین و هپتین و موارد دیگر شامل آلیل کلراید، الاستومر اتیلن و پروپیلن و آکرولئین(3%)

پلی‌پروپیلن در انواع زمینه ها مثلاً در صنعت اتومبیل در ساخت پانل دربها، تزئینات داخلی، پروانه‌ها، کفپوش اتومبیل، جعبه باطری و … مصرف می شود. اغلب نی‌های نوشیدنی از PP ساخته می‌شود. بیشتر قطعات ساک و اسباب بازی‌ها نیز از این پلیمر تهیه می‌شوند. تقریباً 10% تولید PP در ساخت فیلم مصرف می‌شود که در بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارند. حدود 30% دیگر PP تولیدی در ساخت تک رشته‌ها و الیاف مصرف می‌شود. الیاف PP در ساخت موکت، فرش، طناب، گونی و … استفاده می‌شوند.در صنعت تولید موکت خرید مواد PP552R بهترین گزینه جهت تولید میباشد.
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. تکنولوژی تولید پلی‌پروپیلن به صورت عمده در شش دسته قالب تزریقی، الیاف، فیلم و ورق، قالب بادی، لوله و روکش محافظ تولید می‌شود. خرید مواد PP510L جهت تولید ورق کاربردهای فراوانی دارد.

قالب تزریقی: بیشترین کاربرد پلی‌پروپیلن 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 نخ های گونی PPC30S، الیاف Non-Woven، پارچه لباس، عایق های گرما و سرما کاربرد دارد.
فیلم و ورق : این بخش از کاربرد پلی پروپیلن رشد قابل ملاحظه ای طی سال‌های اخیر داشته است. صنایع بسته بندی شیرینی و شکلات، سیگار، فیلم های گرافیک و چاپ و نیز شیت‌های بسته بندی مواد غذایی که با حرارت شکل می‌گیرند؛ از این جمله اند. کاربرد فیلم های پلی پروپیلن در تولید بسته بندی‌های انعطاف پذیری مانند بسته بندی چیپس، اسنک، بیسکویت، ماکارونی و مانند آن می باشد.
قالب بادی: در تولید بطری و قوطی بکار برده می شود. خرید مواد پلی‌اتیلن 0035 و خرید مواد پلی‌اتیلن BL3  جز مواد اولیه این بخش هستند.
لوله: جهت تولید لوله فاضلاب، سیم و کابل استفاده می شود.
روکش محافظ: این بخش از پلی پروپیلن رفته رفته جایگزین کاربرد پلی‌اتیلن سبک 020LDPE می شود. در سال های اخیر از پلی پروپیلن برای تولید اجزاء داخلی و خارجی اتومبیل به تنهایی و یا ترکیب با دیگر پلیمرها استفاده می‌شود. چگالی کم، ویژگی های خوب مکانیکی و ویژگی های مناسب برای قالب تزریقی به صورت قطعات بزرگ سبب شده است که در ساخت اجزای اتومبیل سهم یک سوم پلاستیک‌ها از آن پلی‌پروپیلن باشد.
همانگونه که بیان شد 64 درصد پروپیلن تولیدی جهان صرف تکنولوژی تولید پلی‌پروپیلن می‌شود در سال 2019 حدود120 میلیون تن پروپیلن و 90 میلیون تن پلی‌پروپیلن در جهان تولید شد. سهم ایران به عنوان پر مزیت ترین کشور برای تولید پروپیلن در مقایسه با همه کشورهای جهان حدود 800 هزار تن در سال یعنی کمتر از یک درصد تولید جهانی است.

روش‌های تولید پروپیلن عبارتند از:

1- از طریق شکستن خوراک‌های مایع (نفتا، لایت اند، LPG و سایر خوراک‌های مایع) در کوره‌های با درجه حرارت 850 درجه.
2- در پالایشگاه‌ها به عنوان محصول ثانویه که این محصول معمولا پلیمر گرید نیست و نیاز به خالص سازی دارد.
3- روش  GTO یا GTPP در این تکنولوژی گاز متان به متاتول و متانول به اتیلن و پروپیلن تبدیل می شود.
4- تکنولوژی PDH که در فرآیند کاتالیستی گاز پروپان به پروپیلن تبدیل می‌شود. در بین تکنولوژی های فوق دو تکنولوژی PDH و GTOیا GTPP بیشترین رقابت را با هم دارند. کشور ایران به دلیل داشتن مواد اولیه به وفور برای تحقق هر دو تکنولوژی دارای مزیت می باشد اما هزینه اجرایی و ساخت در تکنولوژی GTOیا GTPP به میزان قابل توجهی بیش از تکنولوژی PDHمی باشد. در مقایسه هزینه احداث یک واحد با ظرفیت اسمی 600 هزار تن تولید پروپیلن به دو روش یاد شده هزینه  احداث واحد PDH  حدود 600 میلیون دلار است اما برای واحد GTO یا GTPP حدود 900 میلیون دلار سرمایه گذاری مورد نیاز است. اما هزینه عملیاتی واحد های MTO و GTPP کمتر از واحد های  PDH است و این بدان مفهوم است که اگر بتوان منابع ارزی با بهره پائین فرضا تا 6 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 90 درصد ماده اولیه به محصول  تبدیل می شود و این از مزیت‌های این تکنولوژی است.
در واحدهای PDH  با توان تولید  630 تن پروپیلن نیاز به 700 هزار تن گاز پروپان است و پروپان 350 دلاری به پروپیلن 800 دلاری تبدیل می شود. و پروپیلن به انواع محصولاتی که قبلا ذکر شده تبدیل می‌گردد. محصولات یاد شده را می توان با کامیون به کشورهای اطراف و حتی کشورهای اروپایی صادر نمود و در داخل کشور نیز می توان آن را به محصولات نهایی از قبیل لوله و اتصالات، انواع کیسه ها و موکت و انواع محصولات دیگر تبدیل و به بازارهای جهانی صادر نمود.
از مزیت‌های واحدهای PDH به واحدهای GTPاین است که نیاز به آب در واحدهای GTP بسیار کمتر است یعنی اگر یک واحد GTP نیاز به 15 میلیون متر مکعب آب داشته باشد یک واحد PDH نیاز به حدود 5 میلیون متر مکعب آب دارد. در هر دو فرآیند درصد کمی از آب در فرآیند تولید استفاده می شود بلکه آب عمدتا جهت خنک سازی پروپیلن خالص نشده در مرحله قبل از ورود به کمپرسور مورد استفاده قرار می گیرد.  برای تولید پروپیلن در تکنولوژی GTO دو واحد احداث می شود 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 1- کوره‌ها جهت افزایش دمای پروپان قبل از ورود به رئاکتورها، 2- رئاکتورها (اصلی‌ترین بخش این تکنولوژی همین رئاکتورها می‌باشند) 3- کمپرسورها 4- سیستم چیلینگ و خنک‌سازی 5- 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 30 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) 10درصد و برای آنهایی که واحدهای پائین دستی با هدف صادرات محصولات نهایی احداث نمایند نیز 20 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 عده ای 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 می فروشند.  طی چند دهه گذشته ساز و کار نرم افزاری و کنترلی لازم برای حل این معضل طراحی و اجرایی نشده است.
چند کارشناس محدود سازمان های صنعت معدن تجارت استان‌ها هر از چند گاهی به این واحدهای پائین دستی سرکشی می کنند 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 نمی گیرد و معمولا برخورد مناسب در سطح استان ها انجام نمی شود تنها راه حل این مسئله که بنده 15 سال پیش زمانی که در این وزارتخانه مسئولیت داشتم بیان نمودم این است که بازرسی باید سیستمی شود و از طریق شاخص هایی که در سیستم ثبت می شود 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 شاخص های 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 می کنند 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 LCبرای 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 می شود این مشکل با اعمال تحریم ها برای ایران ایجاد شد و لازم است راه حل‌های اساسی برای آن اندیشیده شود از جمله  راه حل ها 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 نمایندگی های معتبر این سیستم مویرگی را تغذیه نمود.

در کشور ایران به دلیل تولید حدود 10 میلیون تن گاز پروپان که در حال حاضر بصورت خام صادر می شود حتی احداث 10 واحد PDH نیز از توجیه اقتصادی لازم برخوردار می باشد. این توجیه که ما حتما باید LPG آن هم با ترکیب حداقل 50 درصد بوتان و 50 درصد پروپان صادر نمائیم و نمی توانیم صرفا بوتان صادر کنیم از پشتوانه منطقی قوی برخوردار نیست. مگر بوتان و پروپان با هم مخلوط می شوند؟ 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 10 میلیون تن پروپان حدود 3.5 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 10 میلیون تن پروپان حدود 10 میلیارد دلار خواهد شد و برای ده ها هزار نفر اشتغال مستقیم و غیر مستقیم ایجاد خواهد شد.