فراورده‌های پتروشیمی

[بندانگشتی|کارخانه پتروشیمی در [عربستان سعودی]]
**فراورده‌های پتروشیمی** (پتروشیمیایی‌ها) فراورده‌های شیمیایی هستند که از نفت و از راه فرایند پالایش به دست می‌آیند. برخی از این ترکیب‌های شیمیایی را می‌توان از دیگر سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و گاز طبیعی یا منابع تجدیدپذیر همچون ذرت، نخل روغنی و نیشکر نیز استخراج کرد. صنعت پتروشیمی بیشتر مواد خام اساسی برای صنایع گوناگون از جمله رنگ‌ها، داروها، آفت‌کش‌ها، لاستیک مصنوعی و پلاستیک‌های نوین را تأمین می‌کند.

دو دستهٔ اصلی فراورده‌های پتروشیمی عبارت‌اند از اُلفین‌ها (آلکن‌ها) شامل اتیلن و پروپن و ترکیب‌های آروماتیک (بویژه بنزن، تولوئن و زایلین). پالایشگاه‌های نفت اُلفین‌ها و آروماتیک‌ها را از راه کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر تولید می‌کنند و کارخانه‌های شیمیایی اُلفین‌ها را با شکست بخار مایعات گاز طبیعی مانند اتان و پروپان به دست می‌آورند. آروماتیک‌ها نیز از راه اصلاح کاتالیزوری نفتا تولید می‌شوند. این مواد سنگ‌بنای طیف گسترده‌ای از مواد مانند حلال‌ها، مواد شوینده، چسب‌ها، بسپارها، الیگومرها، پلاستیک‌ها، صمغ‌ها، الیاف، الاستومرها، روان‌سازها و ژل‌ها هستند.

تولید جهانی اتیلن در سال ۲۰۱۹ به ۱۹۰ میلیون تن و پروپیلن به ۱۲۰ میلیون تن رسید و تولید آروماتیک‌ها نیز حدود ۷۰ میلیون تن بود. بزرگ‌ترین صنایع پتروشیمی در ایالات متحده آمریکا و اروپای غربی قرار دارند؛ با این حال رشد عمدهٔ ظرفیت تولید جدید در خاورمیانه و آسیا صورت می‌گیرد.

## تاریخچه
ریشه‌های صنعت پتروشیمی به اکتشافات شیمیایی سدهٔ نوزدهم بازمی‌گردد. در سال ۱۸۳۵ آنری ویکتور رگنولت، شیمی‌دان فرانسوی، وینیل کلرید را در معرض نور خورشید قرار داد و جامد سفیدی در ته ظرف یافت که پلی‌وینیل کلراید بود. در ۱۸۳۹ ادوارد زیمون به‌طور تصادفی هنگام تقطیر استوراکس، پلی‌استایرن را کشف کرد. در ۱۸۵۶ ویلیام هنری پرکین نخستین رنگ‌مایهٔ مصنوعی موسوم به ماووین (Mauveine) را کشف کرد. در ۱۸۸۸ فردریک رینیتزر، گیاه‌شناس اتریشی، مشاهده کرد که کولستریل بنزوآت دو نقطهٔ ذوب متفاوت دارد.

در ۱۹۰۹ لیو هندریک بیکلند باکالیت را از فنول و فرمالدهید اختراع کرد. در ۱۹۲۰ شرکت یونیون کارباید نخستین کارخانهٔ پتروشیمی جهان را در ویرجینیای غربی ساخت. در ۱۹۲۸ سوخت‌های مصنوعی با استفاده از فرایند فیشر–تروپش اختراع شدند. در ۱۹۲۹ والتر بوک لاستیک مصنوعی بونا-اس (Buna-S) را از استایرن و بوتادین اختراع کرد که در تولید لاستیک خودرو کاربرد دارد.

در ۱۹۳۳ اوتو روهم نخستین شیشهٔ اکریلیک متیل متا آکریلات را بسپارش کرد. در ۱۹۳۵ مایکل پرین پلی‌اتیلن را اختراع کرد. در ۱۹۳۷ والاس کاروترز نایلون را اختراع کرد. در ۱۹۳۸ اوتو بایر پلی‌یورتان را اختراع کرد. در ۱۹۴۱ روی جی. پلونکت تفلون را اختراع کرد. در ۱۹۴۶ پلی‌استر اختراع شد. بطری‌های پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) از اتیلن و پارا-زایلین ساخته می‌شوند. پس از جنگ جهانی دوم پلی‌پروپیلن در اوایل دههٔ ۱۹۵۰ کشف شد و در ۱۹۶۵ استفانی کولک کولار را اختراع کرد.

## دسته‌بندی فراورده‌های اولیه
فراورده‌های اولیهٔ پتروشیمی بر پایهٔ ساختار شیمیایی به سه گروه عمده تقسیم می‌شوند:

* **اُلفین‌ها** (آلکن‌ها): شامل اتن، پروپن، بوتن‌ها و ۱و۳-بوتادی‌ان. اتیلن و پروپیلن مهم‌ترین منابع تولید مواد شیمیایی صنعتی و فراورده‌های پلاستیکی هستند و بوتادی‌ان در تولید لاستیک مصنوعی به کار می‌رود.
* **آروماتیک‌ها**: شامل بنزن، تولوئن و زایلین‌ها که در مجموع BTX نامیده می‌شوند و عمدتاً از راه اصلاح کاتالیزوری نفتا در پالایشگاه‌ها استخراج می‌شوند. بنزن مادهٔ خام رنگ‌ها و شوینده‌های مصنوعی است و بنزن و تولوئن برای تولید ایزوسیانات‌های MDI و TDI که در ساخت پلی‌یورتان‌ها کاربرد دارند استفاده می‌شوند. از زایلین‌ها نیز برای تولید پلاستیک و الیاف مصنوعی بهره می‌برند.
* **گاز ترکیب** (Synthesis gas): مخلوطی از کربن منوکسید و هیدروژن که برای تولید متانول و دیگر مواد شیمیایی به کار می‌رود. آمونیاک برای ساخت کود اوره و متانول به‌عنوان حلال و مادهٔ واسطهٔ شیمیایی استفاده می‌شود.

افزون بر این سه گروه، متان، اتان، پروپان و بوتان که عمدتاً از واحدهای فرآوری گاز طبیعی به دست می‌آیند و نیز متانول و فرمالدهید از دیگر مواد پتروشیمی اولیه به شمار می‌روند.

## اُلفین‌ها و فراورده‌های مشتق
بندانگشتی|مواد شیمیایی تولیدشده از اتیلن
بندانگشتی|مواد شیمیایی تولیدشده از پروپیلن

### اتیلن و مشتقات آن
اتیلن ساده‌ترین اُلفین و پرمصرف‌ترین مادهٔ خام پتروشیمی است. تولید جهانی اتیلن در سال ۲۰۱۹ به ۱۹۰ میلیون تن رسید. مهم‌ترین فراورده‌های مشتق از اتیلن عبارت‌اند از:

* **[[پلی‌اتیلن]]**: بسپارشِ اتیلن که در سه نوع اصلی HDPE، LDPE و LLDPE تولید می‌شود.
* **[[اتانول]]**: از راه واکنش آب‌پوشی اتیلن (واکنش شیمیایی افزایش آب).
* **[[اتیلن اکساید]]**: از اکسایش اتیلن تولید می‌شود و خود مادهٔ خام اتیلن گلیکول (کاربرد در ضدیخ و پلی‌استرها)، گلیکول‌اترها و اتوکسیلات‌هاست.
* **[[وینیل استات]]**.
* **[[۲٬۱-دی‌کلرواتان]]** و مشتقات آن شامل تری‌کلرواتیلن، تتراکلرواتیلن و وینیل کلرید (تک‌پار PVC).

### پروپیلن و مشتقات آن
پروپیلن دومین اُلفین مهم پتروشیمی است و تولید جهانی آن در ۲۰۱۹ به ۱۲۰ میلیون تن رسید. مهم‌ترین مشتقات آن عبارت‌اند از:

* **[[ایزوپروپیل الکل]]** (۲-پروپانول): حلال و الکل ضدعفونی.
* **[[اکریلونیتریل]]**: تک‌پار مورد استفاده در تولید الیاف اورلون و ABS.
* **[[پلی‌پروپیلن]]**: بسپارش پروپیلن.
* **[[پروپیلن اکسید]]**: مادهٔ خام پلی‌اتر پلی‌ال (در تولید پلی‌یورتان)، پروپیلن گلیکول (ضدیخ موتور و مایع یخ‌زدایی هواپیما) و گلیکول‌اترها.
* **[[اکریلیک اسید]]** و بسپارهای اکریلیک.
* **[[آلیل کلرید]]** → **[[اپیکلروهیدرین]]** → رزین‌های اپوکسی.

### بوتن‌ها و بوتادی‌ان

* **[[بوتن|بوتن‌ها]]**: شامل ایزوبوتیلن که خوراک تولید MTBE یا تک‌پار تولید لاستیک بوتیل است.
* **[[بوتادین|۱و۳-بوتادی‌ان]]**: دی‌انی که در بسپارش الاستومرهایی مانند پلی بوتادی‌ان، لاستیک استایرن-بوتادین و پلاستیک ABS به کار می‌رود.

### اُلفین‌های سنگین‌تر

* **[[پلی الفین|پلی الفین‌ها]]**: مانند پلی‌آلفا-اُلفین‌ها که به‌عنوان روان‌ساز مصرف می‌شوند.
* **آلفا-اُلفین‌ها**: به‌عنوان تک‌پار، هم‌پار و پیش‌مادهٔ شیمیایی به کار می‌روند.

## آروماتیک‌ها و فراورده‌های مشتق
بندانگشتی|مواد شیمیایی تولیدشده از بنزن
بندانگشتی|مواد شیمیایی تولیدشده از تولوئن
بندانگشتی|مواد شیمیایی تولیدشده از زایلین‌ها
مهم‌ترین آروماتیک‌های پتروشیمی از نظر اقتصادی بخش‌های BTX (بنزن، تولوئن و زایلین‌های مخلوط) هستند که از نفتا از راه تقطیر جزء به جزء به دست می‌آیند. نفتالین، ساده‌ترین ترکیب چنداروماتیک، در نفت خام و قطران زغال‌سنگ یافت می‌شود. سنگین‌ترین ترکیب‌های آروماتیک موجود در بتومین آسفالتین‌ها نام دارند.

### بنزن و مشتقات آن
بنزن ساده‌ترین هیدروکربن آروماتیک است و مشتقات عمدهٔ آن عبارت‌اند از:

* **[[اتیل‌بنزن]]** (از بنزن و اتیلن) → **[[استایرن]]** (از آبگیری اتیل‌بنزن) → **[[پلی‌استایرن]]**.
* **[[کومن (ترکیب شیمیایی)|کومن]]** (ایزوپروپیل‌بنزن) → از راه فرآیند کومن: **[[فنول]]**، **[[استون]]** و **[[بیسفنول ای]]** (مادهٔ خام رزین‌های اپوکسی و پلی‌کربنات).
* **[[سیکلوهگزان]]** → **[[آدیپیک اسید]]** و **کاپرولاکتام** که هر دو پیش‌مادهٔ پلی‌آمیدها (نایلون‌ها) هستند.
* **نیتروبنزن** → **آنیلین** → **[[متیلن دی‌فنیل دی‌ایزوسیانات|MDI]]** (هم‌پار با دی‌ال‌ها برای ساخت پلی‌یورتان).
* **آلکیل‌بنزن** → سولفونات‌های سطح‌فعال (مواد شوینده).

### تولوئن و مشتقات آن
تولوئن (متیل‌بنزن) به‌عنوان حلال یا پیش‌مادهٔ شیمیایی به کار می‌رود. از مشتقات مهم آن TDI (در ساخت پلی‌یورتان) و اسید بنزوییک (پیش‌مادهٔ کاپرولاکتام) هستند.

### زایلین‌ها و مشتقات آن
زایلین‌های مخلوط سه ایزومر دی‌متیل‌بنزن هستند:

* **ارتو-زایلین**: اکسایش هر دو گروه متیل → انیدرید فتالیک.
* **[[پارا-زایلین]]**: اکسایش → اسید ترفتالیک خالص‌شده یا دی‌متیل ترفتالات → پلی‌استرها (به‌ویژه پلی‌اتیلن ترفتالات).
* **متا-زایلین**: اکسایش → اسید ایزوفتالیک → رزین‌های آلکید، پلی‌آمید و پلی‌استرهای غیراشباع.

## مراکز عمدهٔ تولید
راست|بندانگشتی|منابع خوراک پتروشیمی
فراورده‌های پتروشیمی همچون مواد شیمیایی کالایی در مقیاس بسیار بزرگ تولید می‌شوند. واحدهای تولیدی پتروشیمی با کارخانه‌های شیمیایی کالایی تفاوت دارند زیرا غالباً چندین فراوردهٔ مرتبط را هم‌زمان تولید می‌کنند.

مراکز بزرگ تولید پتروشیمی در سراسر جهان پراکنده‌اند؛ از جمله شهرهای صنعتی جبیل و ینبع در عربستان سعودی، تگزاس و لوئیزیانا در آمریکا، تیساید در بریتانیا، تاراگونا در کاتالونیا، روتردام در هلند، آنتورپ در بلژیک، جامنگر و داهج در گجرات هند و سنگاپور.

این مراکز بزرگ معمولاً خوشه‌هایی از واحدهای تولیدی هستند که زیرساخت‌ها و تأسیسات مشترکی همچون نیروگاه، مخازن ذخیره‌سازی، تأسیسات بندری و پایانه‌های جاده‌ای و ریلی دارند. این الگو در مهندسی شیمی «تولید یکپارچه» نامیده می‌شود و هم‌افزایی صنعتی و مزیت مقیاس ایجاد می‌کند.

## ظرفیت تولید جهانی
در ۲۰۰۷ میزان اتیلن و پروپیلن تولیدشده در واحدهای شکست بخار به‌ترتیب حدود ۱۱۵ و ۷۰ مگاتن بود. ظرفیت تولید اتیلن واحدهای بزرگ شکست بخار تا ۱ تا ۱٫۵ میلیون تن در سال می‌رسد. تا سال ۲۰۱۹ تولید جهانی اتیلن به ۱۹۰ میلیون تن و پروپیلن به ۱۲۰ میلیون تن افزایش یافت.

## جستارهای وابسته

* نفت خام
* پالایشگاه نفت
* گاز طبیعی
* پلاستیک
* لاستیک مصنوعی
* مهندسی شیمی

## منابع


## پیوند به بیرون

* 
* Petrochemicals Europe — سایت رسمی صنعت پتروشیمی اروپا

* 

## پیوند به بیرون

رده:صنایع پتروشیمی