בשנים האחרונות, התהליך הטכנולוגי של התעשייה הכימית של סין עשה התקדמות משמעותית, מה שהוביל לגיוון שיטות הייצור הכימי ולבידול התחרותיות בשוק הכימי. מאמר זה מתעמק בעיקר בתהליכי הייצור השונים של אפוקסי פרופאן.

על פי המחקר, באופן מדויק, ישנם שלושה תהליכי ייצור של אפוקסי פרופאן, דהיינו שיטת כלורוהידרין, שיטת חמצון קו (שיטת Halcon), ושיטת חמצון ישיר של מי חמצן (HPPO). כיום, שיטת כלורוהידרין ושיטת HPPO הן התהליכים המרכזיים לייצור אפוקסי פרופאן.

שיטת הכלורוהידרין היא שיטה לייצור אפוקסי פרופאן באמצעות פרופילן וגז כלור כחומרי גלם באמצעות תהליכים כגון כלורוהידרינציה, ספוניפיקציה וזיקוק. תהליך זה מניב תפוקה גבוהה של אפוקסי פרופאן, אך הוא גם מייצר כמות גדולה של מי שפכים וגזי פליטה, אשר משפיעים באופן משמעותי על הסביבה.

שיטת החמצון המשותפת היא תהליך לייצור פרופילן אוקסיד באמצעות פרופילן, אתילבנזן וחמצן כחומרי גלם. ראשית, אתילבנזן מגיב עם אוויר ליצירת אתילבנזן פרוקסיד. לאחר מכן, אתילבנזן פרוקסיד עובר תגובת ציקליזציה עם פרופילן ליצירת אפוקסי, פרופאן ופנילאתנול. תהליך זה מורכב יחסית ומייצר תוצרי לוואי רבים, ולכן הוא גם מתמודד עם השפעות שליליות על הסביבה.

שיטת HPPO היא תהליך של הוספת מתנול, פרופילן ומי חמצן ביחס מסה של 4.2:1.3:1 לכור המכיל זרז זאוליט טיטניום סיליקט (TS-1) לצורך ריאקציה. תהליך זה יכול להמיר 98% ממי החמצן, והסלקטיביות של אפוקסי פרופאן יכולה להגיע ל-95%. כמות קטנה של פרופילן שהגיב חלקית ניתנת למחזור חזרה לכור לשימוש חוזר.

וחשוב מכל, אפוקסי-פרופאן המיוצר בתהליך זה הוא כיום המוצר היחיד המותר לייצוא בסין.

אנו מחשבים את מגמת המחירים משנת 2009 עד אמצע 2023 וצופים בשינויים בייצור תהליכי האפיכלורוהידרין ו-HPPO ב-14 השנים האחרונות.

שיטת האפיכלורוהידרין

1.שיטת האפיכלורוהידרין רווחית ברוב הזמן. ב-14 השנים האחרונות, רווח הייצור של אפיכלורוהידרין בשיטת הכלורוהידרין הגיע לשיא של 8358 יואן/טון, שנרשם בשנת 2021. עם זאת, בשנת 2019 נרשם הפסד קל של 55 יואן/טון.

2.תנודת הרווח של שיטת האפיכלורוהידרין עולה בקנה אחד עם תנודת המחיר של האפיכלורוהידרין. כאשר מחירו של אפוקסי פרופאן עולה, גם רווח הייצור של שיטת האפיכלורוהידרין עולה בהתאם. עקביות זו משקפת את ההשפעה המשותפת של שינויים בהיצע וביקוש בשוק ובערך המוצר על מחירי שני המוצרים. לדוגמה, בשנת 2021, עקב המגפה, צריכת פוליאתר קצף רך גדלה משמעותית, מה שבתורו העלה את מחירו של אפוקסי פרופאן, ובסופו של דבר יצר שיא היסטורי בשולי הרווח של ייצור האפיכלורוהידרין.

3.תנודות המחירים של פרופילן ותחמוצת פרופילן מציגות עקביות במגמה ארוכת טווח, אך ברוב המקרים, קיים הבדל משמעותי במשרעת התנודות ביניהם. ממצא זה מצביע על כך שמחירי הפרופילן והאפיכלורוהידרין מושפעים מגורמים שונים, כאשר למחירי הפרופילן יש השפעה משמעותית במיוחד על ייצור האפיכלורוהידרין. מכיוון שפרופילן הוא חומר הגלם העיקרי לייצור אפיכלורוהידרין, לתנודות המחירים שלו תהיה השפעה משמעותית על עלות ייצור האפיכלורוהידרין.

בסך הכל, רווח הייצור של אפיכלורוהידרין בסין היה רווחי במשך רוב 14 השנים האחרונות, ותנודות הרווח שלו עולות בקנה אחד עם תנודות המחירים של אפיכלורוהידרין. מחירי הפרופילן הם גורם חשוב המשפיע על רווח הייצור של אפיכלורוהידרין בסין.

אפוקסי פרופאן בשיטת HPPO

1.שיטת HPPO הסינית לאפוקסי-פרופן הייתה רווחית במשך רוב הזמן, אך הרווחיות שלה נמוכה יותר בדרך כלל בהשוואה לשיטת הכלורוהידרין. בתוך פרק זמן קצר מאוד, שיטת HPPO חוותה הפסדים באפוקסי-פרופן, ובמשך רוב הזמן, רמת הרווחיות שלה הייתה נמוכה משמעותית מזו של שיטת הכלורוהידרין.

2.עקב העלייה המשמעותית במחיר האפוקסי פרופאן בשנת 2021, הרווח של אפוקסי פרופאן HPPO הגיע לשיא היסטורי בשנת 2021, והגיע למקסימום של 6611 יואן/טון. עם זאת, עדיין קיים פער של כמעט 2000 יואן/טון בין רמת רווח זו לבין שיטת הכלורוהידרין. ממצא זה מצביע על כך שלמרות שלשיטת HPPO יש יתרונות בהיבטים מסוימים, לשיטת הכלורוהידרין עדיין יש יתרונות משמעותיים מבחינת הרווחיות הכוללת.

3.בנוסף, על ידי חישוב הרווח של שיטת HPPO באמצעות מחיר מי חמצן של 50%, נמצא כי אין מתאם משמעותי בין מחיר מי החמצן לתנודות המחירים של פרופילן ותחמוצת פרופילן. ממצא זה מצביע על כך שהרווח של שיטת HPPO הסינית עבור אפוקסי-פרופן מוגבל על ידי מחירי הפרופילן ומי חמצן בריכוז גבוה. בשל המתאם ההדוק בין תנודות המחירים של חומרי גלם ומוצרי ביניים אלה לבין גורמים כמו היצע וביקוש בשוק ועלויות ייצור, הייתה לכך השפעה משמעותית על רווח הייצור של אפוקסי-פרופן באמצעות שיטת HPPO.

תנודות רווחי הייצור של אפוקסי פרופאן בשיטת HPPO של סין ב-14 השנים האחרונות הראו מאפיין של רווחיות ברוב הזמן, אך עם רמת רווחיות נמוכה. למרות שיש לו יתרונות בהיבטים מסוימים, בסך הכל, עדיין יש לשפר את רווחיותו. יחד עם זאת, הרווח של אפוקסי פרופאן בשיטת HPPO מושפע במידה רבה מתנודות מחירי חומרי הגלם ומוצרי הביניים, במיוחד פרופילן ומי חמצן בריכוז גבוה. לכן, יצרנים צריכים לעקוב מקרוב אחר מגמות השוק ולהתאים את אסטרטגיות הייצור באופן סביר כדי להשיג את רמת הרווח הטובה ביותר.

השפעת חומרי הגלם העיקריים על עלויותיהם תחת שני תהליכי ייצור

1.למרות שתנודות הרווח של שיטת האפיכלורוהידרין ושיטת HPPO מראות עקביות, ישנם הבדלים משמעותיים בהשפעת חומרי הגלם על רווחיהם. הבדל זה מצביע על כך שישנם הבדלים ביכולות ניהול עלויות ובקרת רווח בין שני תהליכי ייצור אלה כאשר מתמודדים עם תנודות במחירי חומרי הגלם.

2.בשיטת הכלורוהידרין, יחס הפרופילן לעלות מגיע בממוצע ל-67%, המהווה יותר ממחצית הזמן, ומגיע למקסימום של 72%. ממצא זה מצביע על כך שבתהליך הייצור של כלורוהידרין, לעלות הפרופילן יש את ההשפעה הגדולה ביותר על המשקל. לכן, לתנודות במחיר הפרופילן יש השפעה ישירה על העלות והרווח של ייצור אפיכלורוהידרין בשיטת הכלורוהידרין. תצפית זו עולה בקנה אחד עם המגמה ארוכת הטווח של תנודות רווח ומחיר פרופילן בייצור אפיכלורוהידרין בשיטת הכלורוהידרין שהוזכרה קודם לכן.

לעומת זאת, בשיטת HPPO, ההשפעה הממוצעת של פרופילן על עלותו היא 61%, כאשר לחלק מהמוצרים יש את ההשפעה הגבוהה ביותר ב-68% והנמוכה ביותר ב-55%. דבר זה מצביע על כך שבתהליך הייצור של HPPO, למרות שמשקל ההשפעה של פרופילן על עלותו גדול, הוא אינו חזק כמו ההשפעה של שיטת הכלורוהידרין על עלותו. ייתכן שהדבר נובע מההשפעה המשמעותית של חומרי גלם אחרים כגון מי חמצן המשמשים בתהליך ייצור HPPO על העלויות, ובכך מפחיתים את השפעת תנודות מחירי הפרופילן על העלויות.

3.אם מחיר הפרופילן משתנה ב-10%, ההשפעה של שיטת הכלורוהידרין על העלות תעלה על זו של שיטת HPPO. משמעות הדבר היא שכאשר מתמודדים עם תנודות במחירי הפרופילן, עלות שיטת הכלורוהידרין מושפעת יותר, ובאופן יחסי, לשיטת HPPO יכולות ניהול עלויות ובקרת רווחים טובות יותר. תצפית זו מדגישה שוב את ההבדלים בתגובה לתנודות במחירי חומרי הגלם בין תהליכי ייצור שונים.

ישנה עקביות בתנודות הרווח בין שיטת הכלורוהידרין הסינית לשיטת HPPO עבור אפוקסי פרופאן, אך ישנם הבדלים בהשפעת חומרי הגלם על רווחיהם. כאשר מתמודדים עם תנודות במחירי חומרי הגלם, שני תהליכי הייצור מציגים יכולות שונות של ניהול עלויות ובקרת רווחים. ביניהן, שיטת הכלורוהידרין רגישה יותר לתנודות מחיר הפרופילן, בעוד שלשיטת HPPO יש עמידות טובה לסיכונים. לחוקים אלה יש משמעות מנחה חשובה עבור ארגונים בבחירת תהליכי ייצור ובגיבוש אסטרטגיות ייצור.

השפעת חומרי עזר וחומרי גלם על עלויותיהם תחת שני תהליכי ייצור

1.ההשפעה של כלור נוזלי על עלות ייצור האפיכלורוהידרין בשיטת הכלורוהידרין עמדה בממוצע על 8% בלבד ב-14 השנים האחרונות, ואף ניתן להתייחס אליה ככמעט ללא השפעה ישירה על העלות. תצפית זו מצביעה על כך שכלור נוזלי ממלא תפקיד קטן יחסית בתהליך הייצור של כלורוהידרין, ולתנודות המחירים שלו יש השפעה מועטה על עלות האפיכלורוהידרין המיוצר על ידי כלורוהידרין.

2.ההשפעה של עלות מי חמצן בריכוז גבוה בשיטת HPPO של אפוקסי פרופאן גבוהה משמעותית מזו של עלות גז כלור בשיטת כלורוהידרין. מי חמצן הוא מחמצן מרכזי בתהליך ייצור HPPO, ולתנודות המחירים שלו יש השפעה ישירה על עלות אפוקסי פרופאן בתהליך HPPO, שני רק לפרופילן. תצפית זו מדגישה את מעמדו החשוב של מי חמצן בתהליך ייצור HPPO.

3.אם המיזם מייצר גז כלור כתוצר לוואי משלו, ניתן להתעלם מהשפעת העלות של גז הכלור על ייצור האפיכלורוהידרין. ייתכן שזה נובע מהכמות הקטנה יחסית של גז כלור כתוצר לוואי, שיש לה השפעה מוגבלת יחסית על עלות ייצור האפיכלורוהידרין באמצעות כלורוהידרין.

4.אם משתמשים בריכוז של 75% של מי חמצן, ההשפעה של מי חמצן על העלות בשיטת HPPO של אפוקסי פרופאן תעלה על 30%, וההשפעה על העלות תמשיך לעלות במהירות. תצפית זו מצביעה על כך שאפוקסי פרופאן המיוצר בשיטת HPPO מושפע לא רק מתנודות משמעותיות בחומר הגלם פרופילן, אלא גם מתנודות משמעותיות במחיר מי החמצן. עקב העלייה בריכוז מי החמצן המשמש בתהליך ייצור HPPO ל-75%, כמות ועלות מי החמצן גם עולות בהתאם. ישנם גורמי השפעה רבים יותר בשוק, וגם תנודתיות הרווחים שלו תגדל, מה שתשפיע רבות יותר על מחיר השוק שלו.

קיים הבדל משמעותי בהשפעת העלות של חומרי גלם נלווים לתהליכי ייצור של אפיכלורוהידרין בשיטת כלורוהידרין ושיטת HPPO. ההשפעה של כלור נוזלי על עלות האפיכלורוהידרין המיוצר בשיטת כלורוהידרין קטנה יחסית, בעוד שהשפעת מי חמצן על עלות האפיכלורוהידרין המיוצר בשיטת HPPO משמעותית יותר. יחד עם זאת, אם חברה מייצרת גז כלור כתוצר לוואי משלה או משתמשת בריכוזים שונים של מי חמצן, גם השפעת העלות שלה תשתנה. לחוקים אלה יש משמעות מנחה חשובה עבור ארגונים בבחירת תהליכי ייצור, גיבוש אסטרטגיות ייצור וביצוע בקרת עלויות.

בהתבסס על נתונים ומגמות עדכניים, הפרויקטים המתמשכים של אפוקסי פרופאן בעתיד יעלו על קנה המידה הנוכחי, כאשר רוב הפרויקטים החדשים יאמצו את שיטת HPPO ואת שיטת חמצון קו אתילבנזן. תופעה זו תוביל לעלייה בביקוש לחומרי גלם כגון פרופילן ומי חמצן, אשר ישפיעו רבות יותר על עלות האפוקסי פרופאן ועל העלות הכוללת של התעשייה.

מנקודת מבט של עלויות, ארגונים עם מודל שרשרת תעשייתית משולב יכולים לשלוט טוב יותר במשקל ההשפעה של חומרי הגלם, ובכך להפחית עלויות ולשפר את התחרותיות בשוק. בשל העובדה שרוב הפרויקטים החדשים של אפוקסי פרופאן בעתיד יאמצו את שיטת HPPO, הביקוש למי חמצן יגדל גם הוא, מה שיגדיל את משקל ההשפעה של תנודות מחירי מי החמצן על עלות האפוקסי פרופאן.

בנוסף, עקב השימוש בשיטת חמצון קו-אתילבנזן בפרויקטים חדשים של אפוקסי-פרופאן בעתיד, גם הביקוש לפרופילן יגדל. לכן, גם משקל ההשפעה של תנודות מחירי הפרופילן על עלות האפוקסי-פרופאן יגדל. גורמים אלה יביאו אתגרים והזדמנויות נוספים לתעשיית האפוקסי-פרופאן.

בסך הכל, התפתחות תעשיית האפוקסי-פרופאן בעתיד תושפע מפרויקטים מתמשכים וחומרי גלם. עבור ארגונים המאמצים שיטות חמצון קו-HPPO ואתילבנזן, יש להקדיש תשומת לב רבה יותר לבקרת עלויות ולפיתוח אינטגרציה של שרשרת התעשייה. עבור ספקי חומרי גלם, יש צורך לחזק את יציבות אספקת חומרי הגלם ולשלוט בעלויות כדי לשפר את התחרותיות בשוק.