12/2007
Kwas akrylowy
Rosnące ogólnoświatowe zapotrzebowanie na superabsorpcyjne polimery akrylowe oraz
alifatyczne pochodne estrowe przekłada się na globalny wzrost produkcji zarówno surowe-
go, jak i lodowatego kwasu akrylowego. W ciągu najbliższych pięciu lat prognozowany jest
wzrost popytu o ponad 3,5% w stosunku rocznym.
was akrylowy (kwas 2-propenowy) tlenkach kobaltu i molibdenu zastąpiono
w czystej postaci jest bezbarwną prze- tlenkami wanadu i molibdenu z dodat-
Kzroczystą cieczą o charakterystycz- kiem innych metali, które pozwoliły na
nym, drażniącym zapachu. Miesza się obniżenie temperatury reakcji. Z uwagi
z wodą, alkoholami i innymi organicznymi na silnie egzotermiczny charakter obu wyjściowy surowiec. Prowadzone prace
rozpuszczalnikami (m.in. z eterem i chlo- etapów procesu utlenienia, wydzielające mają m.in. na celu znalezienie odpowied-
roformem). Do znajdującego się w obrocie się ciepło jest wykorzystywane do pod- niego systemu katalitycznego, pozwalają-
handlowym produktu o bardzo wysokim grzewania gazów wchodzących do pierw- cego nie tylko na znaczną oszczędność
stopniu czystości, zwanego lodowatym kwa- szego reaktora. W najnowszej linii pro- energii, lecz również na obniżenie emisji
sem akrylowym, dodawana jest niewielka dukcyjnej japońskiej firmy Nippon Sho- szkodliwych dla otoczenia związków.
ilość inhibitorów polimeryzacji (np. feno- kubai zastosowano tylko jeden reaktor, W niektórych ośrodkach badawczo-ro-
tiazyna, eter metylowy hydrochinonu). który został wyposażony w dwie różne zwojowych podjęto także próby enzyma-
warstwy katalityczne. tycznego odwodnienia kwasu mlekowego,
Technologia produkcji Mieszanina poreakcyjna dwuetapowe- jednakże proponowane dotychczas meto-
Jednym z najwcześniej stosowanych surow- go procesu utleniania propylenu zawiera dy są jeszcze niezbyt opłacalne.
ców do produkcji kwasu akrylowego na dwa główne produkty uboczne: kwas octo-
skalę techniczną był acetylen, poddawany wy i furfural, którego z
ródłem jest Zastosowanie
reakcji z tlenkiem węgla w obecności kar- 2-metylofuran powstający w wyniku reak- Największe ilości surowego kwasu akrylo-
bonylku niklu (proces Reppe). W póz
niej- cji akroleiny z etylenem (jeden ze związ- wego (ok. 55% w skali całego świata) są
szych metodach stosowano m.in. hydrolizę ków zanieczyszczających wyjściowy suro- kierowane do zintegrowanych z produkcją
akrylonitrylu lub odwodnienie propiono- wiec). Utworzona mieszanina poreakcyj- kwasu instalacji, gdzie następuje synteza
laktonu. Obecnie wykorzystuje się przede na jest oziębiana do temperatury ok. 80oC, estrów. Otrzymywane są głównie cztery
wszystkim propylen poddawany reakcji absorbowana w wodzie, a surowy kwas podstawowe pochodne estrowe: akrylan
katalitycznego utlenienia w fazie gazowej. akrylowy ekstrahowany organicznym roz- metylu, akrylan etylu, akrylan n-butylu
W pierwszym etapie syntezy następuje puszczalnikiem i oddestylowywany. Otrzy- oraz akrylan 2-etyloheksylu.
utlenienie propylenu tlenem z powietrza many produkt wykazuje wystarczająco Oczyszczone estry alkilowe, podobnie
do aldehydu akrylowego (akroleina) wysoką czystość, aby był stosowany do dal- jak lodowaty kwas akrylowy znajdują się
w obecności heterogenicznego katalizato- szego przerobu na estry akrylowe. Ich pro- w obrocie handlowym i są wykorzystywa-
ra, opartego na tlenkach molibdenu dukcja jest zazwyczaj zintegrowana z pro- ne przede wszystkim do produkcji różno-
i bizmutu. Mieszanina reakcyjna zawiera dukcją kwasu akrylowego. Około połowa rodnych polimerów zarówno w miejscu
zwykle 6  9% objętościowych propylenu ilości wyprodukowanego w skali całego ich wytwarzania, jak i przez pośrednich
oraz 12  15% tlenu. Utrzymywanie świata surowego kwasu akrylowego jest użytkowników. Dalszy przerób estrów
w reaktorze stechiometrycznego nadmia- poddawana dalszemu procesowi oczysz- prowadzi do otrzymania produktów che-
ru tlenu ma na celu zapobiegać ewentual- czania, prowadzącemu do otrzymania micznych, które znajdują zastosowanie
nej redukcji tlenków układu katalityczne- lodowatego kwasu akrylowego, który jest w następujących wyrobach:
lą
go. Przemiana propylenu w akroleinę dalej przetwarzany w tym samym obiekcie powłoki malarskie, oparte na wodoroz-
przebiega w temperaturze ok. 300  350oC przemysłowym lub kierowany na rynek. cieńczalnych farbach (zwłaszcza kopolime-
i pod ciśnieniem 1,4  2,1 atm. Jakkolwiek Wysokiej czystości lodowaty kwas akry- ry akrylanu etylu, butylu i 2-etyloheksylu),
stosowany katalizator wykazuje wysoką lowy powstaje w wyniku ponownej desty- lą
kleje i lepiszcza oraz środki wiążące do
selektywność, to obok aldehydu akrylo- lacji lub krystalizacji mającej m.in. na celu włóknin,
lą
wego powstaje również kwas akrylowy usunięcie aldehydowych zanieczyszczeń, włókna akrylowe,
lą
(nawet do 16%), aldehyd octowy oraz tle- w tym furfuralu. Znajdujący się w obrocie tapety i wysokogatunkowy papier,
lą
nek i dwutlenek węgla. handlowym lodowaty kwas akrylowy jest samoprzylepne etykiety,
Surowa akroleina w stanie gazowym przede wszystkim wykorzystywany do pro- lą
emalie na bazie kopolimerów akrylanu
jest kierowana do drugiego reaktora pra- dukcji szerokiej gamy polimerów. butylu, 2-etyloheksylu i metakrylanu metylu,
lą
cującego w o wiele niższej temperaturze, Mając na uwadze obniżenie kosztów farby drukarskie,
lą
gdzie następuje jej dalsze utlenienie tle- produkcji, firma Rohm and Haas przy materiały chemii budowlanej,
lą
nem z powietrza. Na tym etapie syntezy współpracy z Engelhard Corporation witamina B1 (z wykorzystaniem akryla-
stosowane są też inne katalizatory. Mniej opracowuje technologię otrzymywania nu metylu),
lą
efektywne układy katalityczne, oparte na kwasu akrylowego stosując propan jako surfaktanty,
ISIEmergingMarketsPDF pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 on 2012-10-28 04:43:36 EDT. DownloadPDF.
Downloaded by pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 at 2012-10-28 04:43:36 EDT. ISI Emerging Markets. Unauthorized Distribution Prohibited.
www.rynekchemiczny.com.pl
8 rynek chemiczny
12/2007
przemysłowego wykorzystania SAP. Są w skład grupy Evonik Industries) spółki
l
one ponadto używane w rolnictwie typu joint venture StoHaas Monomer
i ogrodnictwie, gdzie służą do zatrzymy- dysponuje obecnie potencjałem wytwór-

wania wilgoci w glebie lub do transportu czym na poziomie ok. 840 tys. t/r.
roślin. SAP znajdują także zastosowanie Na początku 2004 r. Dow Chemical
w budownictwie, przemyśle meblarskim Company wysunął się na trzecia pozycję,


(obicia tapicerskie) i opakowaniowym odkupując od Celanese fabrykę kwasu

(m.in. w postaci wkładek absorbujących akrylowego w Clear Lake (USA). Kolejne
wilgoć). Superabsorpcyjne polimery są miejsca zajmują: Nippon Shokubai, For-
ll l ll l także wykorzystywane do gaszenia poża- mosa Plastics i Arkema.
rów oraz jako materiał na obudowę kabli Europejskie zdolności produkcyjne,
Rys. 1. Zastosowanie kwasu akrylowego
elektrycznych i światłowodów. szacowane na ok. 1,1 mln t/r., są położone
y
ródło: EBAM i CMR
Wysokocząsteczkowe związki na bazie przede wszystkim na terenie Europy
lodowatego kwasu akrylowego znajdują Zachodniej, gdzie znajdują się fabryki
l l
l l l
również wykorzystanie w takich produk- firmy BASF, StoHaas Monomer, Arkema
l l

tach, jak:

lą
detergenty oparte na kopolimerach

l

kwasu akrylowego i bezwodnika maleino-
wego, które mogą być stosowane obok


zeolitów w proszkach do prania,
l l
lą
flokulanty na bazie anionowych kopoli-



merów akrylanu sodu lub kwasu akrylowe-
l
l l go i akryloamidu, wykorzystywane do
l
oczyszczania ścieków i uzdatniania wody,
l
Rys. 2. Struktura globalnego zapotrzebowania na
lą
specjalistyczne estry,
l l l
estry kwasu akrylowego
l l ll
lą
farby dekoracyjne oraz powłoki nakła-
y
ródło: oszacowanie własne
dane podczas przemysłowego procesu
Rys. 4. Regionalna struktura światowych zdolności
malowania,
produkcyjnych kwasu akrylowego
l l l l
lą
kleje, y
ródło: Tecnon OrbiChem
lą
wyroby gumowe,
l l , l , , l , l
lą
regulatory reologii,
lą
środki zagęszczające,
l ,
lą
środki dyspergujące,


lą
tworzywa sztuczne,
l l l ,

lą
smary,

ll
lą l l l ,
płyny wiertnicze.
l

l l
l
l l l
l l l ,
Producenci kwasu akrylowego
Rys. 3. Światowe wykorzystanie lodowatego kwasu
Zgodnie z obliczeniami analityków rynko-

akrylowego
wych, globalne moce wytwórcze kwasu
y
ródło: TranTech
akrylowego przekraczają poziom 4 mln t/r.

lą
modyfikatory udarności (głównie Największy potencjał produkcyjny, szaco-
. .
z wykorzystaniem akrylanu n-butylu), środ- wany na blisko 1,7 mln t/r. jest położony

ki apreterskie do skór. w regionie Azji i Pacyfiku, gdzie dominują-

W zależności od zastosowanych warun- cą pozycję zajmują Chiny.
Rys. 5. Zdolności wytwórcze największych świato-
ków, polimeryzacja lodowatego kwasu Czołówka światowych producentów,
wych producentów kwasu akrylowego
akrylowego przebiega z utworzeniem w skład której wchodzi sześć firm, dyspo-
y
ródło: ICIS Chemical Business
homopolimerów, kopolimerów lub terpo- nuje zdolnościami wytwórczymi o łącznej
limerów. Największe wykorzystanie znaj- wielkości ponad 3,2 mln t/r., co stanowi
l
dują usieciowane polimery o hydrofilo- ok. 80% globalnych mocy wytwórczych.


wych właściwościach (tzw. superabsorp- Listę czołowych wytwórców otwiera


cyjne polimery  SAP), wykazujące zdol- BASF. Należące do tej firmy fabryki znaj-

ność do wchłaniania i utrzymywania dują się na terenie Europy (Belgia, Niem-
dużych objętości cieczy. Najnowsze gatun- cy), w rejonie Azji i Pacyfiku (Chiny,
l l

ki SAP mogą wchłaniać wodę nawet w ilo- Malezja) oraz w Stanach Zjednoczonych.
ści ponad 1000-krotnie przekraczającej A
ączne zdolności produkcyjne tych insta-
masę samego polimeru. Superabsorpcyj- lacji są szacowane na ok. 980 tys. t/r. Dru-

ne polimery akrylowe są przede wszyst- gim co do wielkości producentem jest
kim stosowane w produktach higieny oso- Rohm and Haas, który po utworzeniu
Rys. 6. Europejskie zdolności produkcyjne kwasu
bistej (pieluchy dla dzieci i dla dorosłych, w 1999 r. ze Stockhausen (zależnym od
akrylowego
wkładki higieniczne), które stanowią 90% firmy Degussa, obecnie wchodzącej
y
ródło: Tecnon OrbiChem
ISIEmergingMarketsPDF pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 on 2012-10-28 04:43:36 EDT. DownloadPDF.
Downloaded by pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 at 2012-10-28 04:43:36 EDT. ISI Emerging Markets. Unauthorized Distribution Prohibited.
www.rynekchemiczny.com.pl
10 rynek chemiczny
12/2007
z poprzednim rokiem. Zapotrzebowanie propylenu, na które z kolei wpływa koszt
l

wzrosło w tym czasie o niecałe 3,5%. ropy naftowej i gazu ziemnego. O ile
l
Jednym z czynników wpływających na w latach 2002  2003 nie obserwowano
l l
ll
zwiększoną konsumpcję lodowatego na europejskim rynku drastycznych skoków

kwasu akrylowego jest wzrost zapotrzebo- notowań, to od I kwartału 2004 r. do

wania na superabsorpcyjne polimery akry- II kwartału 2005 r. ceny kwasu akrylowego
l
lowe, szczególnie w Ameryce Południo- w kontraktach terminowych wykazywały

wej i na Bliskim Wschodzie. Zadawalają- silną tendencję wzrostową, osiągając pod
ce trendy wzrostowe są również obserwo- koniec tego okresu poziom przekraczający
l wane na zbilansowanych rynkach. 2000 tys. euro/t. W kolejnych kwartałach
Ubiegłoroczny potencjał produkcyjny dominowały sukcesywne zniżki, które
Rys. 7. Struktura regionalna światowego zapotrze-
SAP zwiększył się do ok. 1,5 mln t/r., co doprowadziły na początku br. do przedziału
bowania na kwas akrylowy
stanowi blisko 15% wzrost w porównaniu cenowego w granicach 1500  1570 euro/t.
y
ródło: TranTech
z 2005 r. Stany Zjednoczone i Europa sta- Galopujące ceny ropy naftowej, zwłaszcza
. .
nowiły dotychczas największy rynek zbytu w drugiej połowie roku przy mniejszym

l
o łącznym udziale ok. 58%. imporcie z Azji znalazły swoje przełożenie

Na początku br. amerykańska agencja w zapowiedziach wzrostu cen w IV kwarta-
FDA dopuściła SAP do stosowania w opa- le br. w granicach 50  80 euro/t.
kowaniach niektórych artykułów spożyw-
czych (świeże mięso, ryby, owoce i warzy- Prognozy
wa). Firma BASF, jeden z czołowych gra- Zgodnie z przewidywaniami Market

czy na rynku superabsorpcyjnych polime- Research and Consulting Ltd., w latach
rów, posiada m.in. w swojej ofercie 2007  2011 wystąpi w skali całego świata

Luquasorb FP800, zaaprobowany do użyt- wzrost zapotrzebowania na kwas akrylo-
ku w Europie w 2003 r. wy o 3,7% w stosunku rocznym. Najwięk-

szy wskaz
nik wzrostu, dochodzący do

Ceny ok. 8% rocznie jest oczekiwany w Chi-
Rys. 8. Europejska produkcja i zapotrzebowanie na
Aktualne notowania cenowe są w dużym nach, podczas gdy w Europie Zachodniej
kwas akrylowy w latach 2004  2005
stopniu uzależnione od fluktuacji cenowych wzrost zapotrzebowania nie przekroczy
y
ródło: Tecnon OrbiChem
1,6%. Podążając za rosnącym popytem,
i Dow Chemical Company. Działalność chiński potencjał wytwórczy może ulec
produkcyjną w Europie Środkowo- podwojeniu w ciągu najbliższych kilku lat.
Wschodniej prowadzą dwie firmy: Reso- Większość nowych obiektów produkcyj-
lution Specialty Materials (Czechy) i JSC nych zostanie do 2010 r. zlokalizowana na
DOS (Rosja). Największe ilości kwasu kontynencie azjatyckim.

akrylowego produkowane są w Niem- Unijne zdolności produkcyjne będą
czech w zakładach BASF i StoHaas w najbliższym czasie powiększone
Monomer. Francja jest na drugim miejscu o 160 tys. t/r. po wybudowaniu przez

pod względem ilości wytwarzanego kwasu, BASF drugiej fabryki kwasu akrylowego
a kolejną pozycję zajmuje Belgia. w Antwerpii (Belgia). Wytworzony kwas
Unijne firmy, zaangażowane w pro- będzie m.in. przeznaczony na zwiększenie
dukcję kwasu akrylowego i jego pochod- produkcji superabsorpcyjnych polimerów
nych, wchodzą w skład grupy EBAM i akrylanu butylu.
(European Basic Acrylic Monomer).
Rys. 9. Średnie europejskie ceny kwasu akrylowe-
Należą do nich: Arkema, BASF, Evonik go w kontraktach terminowych dr Elżbieta Baran
y
ródło: ICIS Chemical Business
(dawniej Degussa), Dow Chemical Com-
pany, Resolution Specialty Materials oraz
Tab. 1. Planowany wzrost światowych zdolności produkcyjnych kwasu akrylowego do 2010 r.
Rohm and Haas.
Potencjał
Termin oddania
Firma Lokalizacja wytwórczy,
do użytku
tys. t/r.
rynek
Zgodnie z szacunkowymi obliczeniami
Formosa Plastics Tajwan 200 2008
firmy TranTech, ogólnoświatowe zapotrze-
PetroChina Lanzhou Chiny 35 2007
bowanie na kwas akrylowy wynosiło
Arkema / Essar Chemicals Indie 160 2010
w 2005 r. ponad 3,5 mln ton. Największy
Rohm and Haas / Reliance Industry Indie 200
wzrost popytu został zaobserwowany
LG Chem Korea Południowa 80 2007
w latach 2001  2005 na kontynencie azja-
Dammam 7 Petrochemical Arabia Saudyjska 120 2009
tyckim, gdzie motorem napędowym szyb-
Dow Chemical Company / Petrobas Brazylia 140
ko rosnącej konsumpcji są Chiny.
BASF Belgia R 320 2008
Europejska produkcja osiągnęła
w 2005 r. poziom ok. 890 tys. ton, co sta- JSC DOS (Akrilat) Rosja R 60
R  rozbudowa istniejących mocy produkcyjnych do wskazanej wielkości. y
ródło: ICIS Chemical Business
nowi blisko 9% wzrost w porównaniu
ISIEmergingMarketsPDF pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 on 2012-10-28 04:43:36 EDT. DownloadPDF.
Downloaded by pl-politwroc-bu2 from 156.17.79.2 at 2012-10-28 04:43:36 EDT. ISI Emerging Markets. Unauthorized Distribution Prohibited.
[e-mail]
rynek chemiczny 11
.
.
.
.
.
.
.