Pastaraisiais metais Kinijos chemijos pramonės technologinis procesas padarė didelę pažangą, o tai lėmė cheminių medžiagų gamybos metodų įvairinimą ir cheminių medžiagų rinkos konkurencingumo diferenciaciją. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama skirtingiems epoksidinio propano gamybos procesams.

Remiantis tyrimu, griežtai kalbant, yra trys epoksidinio propano gamybos procesai: chlorohidrino metodas, bendro oksidavimo metodas (Halcono metodas) ir vandenilio peroksido tiesioginio oksidavimo metodas (HPPO). Šiuo metu chlorohidrino metodas ir HPPO metodas yra pagrindiniai epoksidinio propano gamybos procesai.

Chlorhidrino metodas yra epoksidinio propano gamybos būdas, naudojant propileną ir chloro dujas kaip žaliavas tokiais procesais kaip chlorohidrinimas, muilinimas ir distiliavimas. Šis procesas pasižymi didele epoksidinio propano išeiga, tačiau jo metu taip pat susidaro didelis kiekis nuotekų ir išmetamųjų dujų, o tai daro didelį poveikį aplinkai.

Kooksidacijos metodas yra propileno oksido gamybos procesas, naudojant propileną, etilbenzeną ir deguonį kaip žaliavas. Pirmiausia etilbenzenas reaguoja su oru ir susidaro etilbenzeno peroksidas. Tada etilbenzeno peroksidas ciklizuojasi su propilenu ir susidaro epoksidinis propanas ir feniletanolis. Šis procesas yra gana sudėtingas ir gamina daug šalutinių produktų, todėl jis taip pat neigiamai veikia aplinką.

HPPO metodas – tai metanolio, propileno ir vandenilio peroksido įpylimas santykiu 4,2:1,3:1 į reaktorių, kuriame yra ceolito titano silikato katalizatorius (TS-1) reakcijai. Šio proceso metu galima konvertuoti 98 % vandenilio peroksido, o epoksidinio propano selektyvumas gali siekti 95 %. Nedidelis kiekis iš dalies sureagavusio propileno gali būti grąžintas į reaktorių pakartotiniam naudojimui.

Svarbiausia, kad šiuo procesu pagamintas epoksidinis propanas šiuo metu yra vienintelis produktas, leidžiamas eksportuoti į Kiniją.

Skaičiuojame kainų tendenciją nuo 2009 m. iki 2023 m. vidurio ir stebime epichlorohidrino ir HPPO procesų gamybos pokyčius per pastaruosius 14 metų.

Epichlorohidrino metodas

1.Epichlorohidrino metodas dažniausiai yra pelningas. Per pastaruosius 14 metų epichlorohidrino gamybos chlorohidrino metodu pelnas pasiekė didžiausią lygį – 8358 juanių/t, tai įvyko 2021 m. Tačiau 2019 m. buvo patirtas nedidelis 55 juanių/t nuostolis.

2.Epichlorohidrino metodo pelno svyravimas atitinka epichlorohidrino kainos svyravimą. Didėjant epoksidinio propano kainai, atitinkamai didėja ir epichlorohidrino metodo gamybos pelnas. Šis nuoseklumas atspindi bendrą rinkos pasiūlos ir paklausos bei produkto vertės pokyčių poveikį abiejų produktų kainoms. Pavyzdžiui, 2021 m. dėl pandemijos gerokai išaugo minkštųjų putų polieterių suvartojimas, o tai savo ruožtu padidino epoksidinio propano kainą ir galiausiai pasiekė istoriškai aukščiausią epichlorohidrino gamybos pelno maržą.

3.Propileno ir propileno oksido kainų svyravimai rodo ilgalaikį tendencijos nuoseklumą, tačiau daugeliu atvejų šių dviejų kainų svyravimo amplitudė gerokai skiriasi. Tai rodo, kad propileno ir epichlorohidrino kainoms įtakos turi skirtingi veiksniai, o propileno kainos daro ypač didelę įtaką epichlorohidrino gamybai. Kadangi propilenas yra pagrindinė epichlorohidrino gamybos žaliava, jo kainų svyravimai turės didelę įtaką epichlorohidrino gamybos sąnaudoms.

Apskritai epichlorohidrino gamybos pelnas Kinijoje per pastaruosius 14 metų buvo pelningas, o jo pelno svyravimai atitinka epichlorohidrino kainų svyravimus. Propileno kainos yra svarbus veiksnys, turintis įtakos epichlorohidrino gamybos pelnui Kinijoje.

HPPO metodas epoksidinis propanas

1.Kinijos HPPO metodas epoksipropanui gauti didžiąją laiko dalį buvo pelningas, tačiau jo pelningumas paprastai yra mažesnis, palyginti su chlorohidrino metodu. Per labai trumpą laiką HPPO metodas patyrė epoksipropano nuostolius, o didžiąją laiko dalį jo pelningumo lygis buvo gerokai mažesnis nei chlorohidrino metodo.

2.Dėl ženkliai išaugusios epoksidinio propano kainos 2021 m., HPPO epoksidinio propano pelnas 2021 m. pasiekė rekordinį lygį ir siekė daugiausiai 6611 juanių/toną. Tačiau vis dar yra beveik 2000 juanių/tonos skirtumas tarp šio pelno lygio ir chlorohidrino metodo. Tai rodo, kad nors HPPO metodas turi tam tikrų pranašumų, chlorohidrino metodas vis dar turi didelių pranašumų bendro pelningumo požiūriu.

3.Be to, apskaičiuojant HPPO metodo pelną naudojant 50 % vandenilio peroksido kainą, nustatyta, kad nėra reikšmingos koreliacijos tarp vandenilio peroksido kainos ir propileno bei propileno oksido kainų svyravimų. Tai rodo, kad Kinijos HPPO metodo epoksipropano pelną riboja propileno ir didelės koncentracijos vandenilio peroksido kainos. Dėl glaudaus šių žaliavų ir tarpinių produktų kainų svyravimų bei tokių veiksnių kaip rinkos pasiūla ir paklausa bei gamybos sąnaudos ryšio tai turėjo didelės įtakos epoksipropano gamybos pelnui naudojant HPPO metodą.

Kinijos HPPO metodu pagaminto epoksidinio propano gamybos pelno svyravimai per pastaruosius 14 metų parodė, kad didžiąją laiko dalį jis buvo pelningas, tačiau pelningumo lygis buvo žemas. Nors tam tikrais aspektais jis turi pranašumų, apskritai jo pelningumą dar reikia gerinti. Tuo pačiu metu HPPO metodu pagaminto epoksidinio propano pelnui didelę įtaką daro žaliavų ir tarpinių produktų, ypač propileno ir didelės koncentracijos vandenilio peroksido, kainų svyravimai. Todėl gamintojai turi atidžiai stebėti rinkos tendencijas ir pagrįstai koreguoti gamybos strategijas, kad pasiektų geriausią pelno lygį.

Pagrindinių žaliavų poveikis jų kainoms dviejuose gamybos procesuose

1.Nors epichlorohidrino ir HPPO metodų pelno svyravimai yra nuoseklūs, žaliavų poveikis jų pelnui gerokai skiriasi. Šis skirtumas rodo, kad šių dviejų gamybos procesų sąnaudų valdymo ir pelno kontrolės galimybės skiriasi, kai sprendžiamos žaliavų kainų svyravimų problemos.

2.Chlorohidrino metodu propileno ir sąnaudų santykis vidutiniškai siekia 67 %, t. y. daugiau nei pusę laiko, o maksimaliai – 72 %. Tai rodo, kad chlorohidrino gamybos procese propileno kaina daro didžiausią įtaką svoriui. Todėl propileno kainos svyravimas tiesiogiai veikia epichlorohidrino gamybos chlorohidrino metodu sąnaudas ir pelną. Šis stebėjimas atitinka anksčiau minėtą ilgalaikę pelno ir propileno kainos svyravimų tendenciją gaminant epichlorohidriną chlorohidrino metodu.

Tuo tarpu HPPO metodu vidutinis propileno poveikis jo kainai yra 61 %, kai kurie turi didžiausią įtaką – 68 %, o mažiausią – 55 %. Tai rodo, kad HPPO gamybos procese, nors propileno poveikis kainai yra didelis, jis nėra toks stiprus kaip chlorohidrino metodo poveikis jo kainai. Tai gali būti dėl didelės kitų žaliavų, tokių kaip vandenilio peroksidas, naudojamų HPPO gamybos procese, įtakos kainoms, todėl sumažėja propileno kainų svyravimų poveikis kainoms.

3.Jei propileno kaina svyruoja 10 %, chlorohidrino metodo poveikis sąnaudoms viršys HPPO metodo poveikį. Tai reiškia, kad, susidūrus su propileno kainų svyravimais, chlorohidrino metodo sąnaudos yra labiau paveiktos, ir santykinai kalbant, HPPO metodas turi geresnes sąnaudų valdymo ir pelno kontrolės galimybes. Šis pastebėjimas dar kartą pabrėžia skirtingus skirtingų gamybos procesų reakcijos į žaliavų kainų svyravimus skirtumus.

Pelno svyravimai tarp kiniško chlorohidrino metodo ir HPPO metodo epoksidinio propano atveju yra panašūs, tačiau žaliavų poveikis jų pelnui skiriasi. Svyruojant žaliavų kainoms, abu gamybos procesai pasižymi skirtingomis sąnaudų valdymo ir pelno kontrolės galimybėmis. Chlorohidrino metodas yra jautresnis propileno kainos svyravimams, o HPPO metodas yra atsparus rizikai. Šie dėsniai yra svarbūs įmonėms renkantis gamybos procesus ir formuojant gamybos strategijas.

Pagalbinių medžiagų ir žaliavų poveikis jų kainoms dviejuose gamybos procesuose

1.Skysto chloro poveikis epichlorohidrino gamybos chlorohidrino metodu kainai per pastaruosius 14 metų vidutiniškai siekė tik 8 % ir netgi galima laikyti, kad jis beveik neturi tiesioginio poveikio kainoms. Šis pastebėjimas rodo, kad skystas chloras vaidina santykinai nedidelį vaidmenį chlorohidrino gamybos procese, o jo kainos svyravimai mažai veikia chlorohidrinu pagaminto epichlorohidrino kainą.

2.Didelės koncentracijos vandenilio peroksido poveikis HPPO epoksidinio propano gamybos proceso sąnaudoms yra gerokai didesnis nei chloro dujų poveikis chlorhidrino metodo sąnaudoms. Vandenilio peroksidas yra pagrindinis oksidatorius HPPO gamybos procese, o jo kainos svyravimai tiesiogiai veikia epoksidinio propano kainą HPPO procese, nusileisdami tik propilenui. Šis pastebėjimas pabrėžia svarbią vandenilio peroksido vietą HPPO gamybos procese.

3.Jei įmonė pati gamina chloro dujas kaip šalutinį produktą, chloro dujų poveikio epichlorohidrino gamybos sąnaudoms galima nepaisyti. Taip gali būti dėl santykinai nedidelio šalutinio chloro dujų kiekio, kuris turi santykinai ribotą įtaką epichlorohidrino gamybos naudojant chlorohidriną sąnaudoms.

4.Jei naudojama 75 % vandenilio peroksido koncentracija, vandenilio peroksido poveikis HPPO metodu pagaminto epoksidinio propano kainai viršys 30 % ir toliau sparčiai didės. Šis pastebėjimas rodo, kad HPPO metodu pagamintą epoksidinį propaną veikia ne tik dideli žaliavos propileno svyravimai, bet ir dideli vandenilio peroksido kainos svyravimai. Padidinus HPPO gamybos procese naudojamo vandenilio peroksido koncentraciją iki 75 %, atitinkamai didėja ir vandenilio peroksido kiekis bei kaina. Rinkai įtakos turi daugiau veiksnių, todėl padidės ir pelno nepastovumas, o tai turės didesnę įtaką rinkos kainai.

Epichlorohidrino gamybos procesų, naudojant chlorohidrino metodą ir HPPO metodą, pagalbinių žaliavų kainos poveikis labai skiriasi. Skysto chloro įtaka chlorohidrino metodu pagaminto epichlorohidrino kainai yra santykinai maža, o vandenilio peroksido įtaka HPPO metodu pagaminto epichlorohidrino kainai yra didesnė. Tuo pačiu metu, jei įmonė gamina savo šalutinį chloro dujas arba naudoja skirtingos koncentracijos vandenilio peroksidą, jos poveikis kainai taip pat skirsis. Šie dėsniai turi svarbią orientacinę reikšmę įmonėms renkantis gamybos procesus, formuojant gamybos strategijas ir vykdant sąnaudų kontrolę.

Remiantis dabartiniais duomenimis ir tendencijomis, ateityje vykdomi epoksidinio propano projektai viršys dabartinį mastą, nes dauguma naujų projektų bus vykdomi taikant HPPO metodą ir etilbenzeno kooksidacijos metodą. Dėl šio reiškinio padidės tokių žaliavų kaip propilenas ir vandenilio peroksidas paklausa, o tai turės didesnę įtaką epoksidinio propano kainai ir bendroms pramonės sąnaudoms.

Sąnaudų požiūriu, įmonės, turinčios integruotą pramonės grandinės modelį, gali geriau kontroliuoti žaliavų poveikį, taip sumažindamos sąnaudas ir pagerindamos rinkos konkurencingumą. Kadangi dauguma naujų epoksidinio propano projektų ateityje bus įgyvendinami naudojant HPPO metodą, vandenilio peroksido paklausa taip pat didės, o tai padidins vandenilio peroksido kainų svyravimų įtaką epoksidinio propano kainai.

Be to, dėl etilbenzeno kooksidacijos metodo naudojimo naujuose epoksidinio propano projektuose ateityje, propileno paklausa taip pat didės. Todėl propileno kainų svyravimų įtaka epoksidinio propano kainai taip pat didės. Šie veiksniai atneš daugiau iššūkių ir galimybių epoksidinio propano pramonei.

Apskritai epoksidinio propano pramonės plėtrai ateityje įtakos turės vykdomi projektai ir žaliavos. Įmonėms, diegiančioms HPPO ir etilbenzeno kooksidacijos metodus, daugiau dėmesio reikia skirti sąnaudų kontrolei ir pramonės grandinės integracijos plėtrai. Žaliavų tiekėjams būtina stiprinti žaliavų tiekimo stabilumą ir kontroliuoti sąnaudas, kad būtų pagerintas rinkos konkurencingumas.