صنعت مواد شیمیایی یکی از مهم‌ترین و گسترده‌ترین صنایع جهان است. این صنعت نقش اصلی را در تولید محصولات متنوع، از دارو گرفته تا محصولات کشاورزی و صنعتی، ایفا می‌کند. استفاده از مواد شیمیایی را می‌توان از دو جنبه بررسی کرد: حجم و مقدار مصرف و نوع کاربرد.
در این مقاله از حکیم گستر شیمی به بررسی پرکاربردترین مواد شیمیایی در جهان می‌پردازیم.
دسته‌بندی مواد شیمیایی در صنایع
مواد شیمیایی در صنایع مختلف و میان مصرف‌کنندگان نهایی، دسته‌بندی‌های گوناگونی دارند.
طبق آمار منتشرشده توسط Statista در سال 2023، برخی بخش‌های صنعت شیمیایی رشد مثبت داشته‌اند، در حالی که برخی دیگر با کاهش همراه شده‌اند. برای نمونه:
-
پوشش‌های شیمیایی رشد ۲.۷ درصدی داشته‌اند.
-
مواد آلی کاهش ۲.۲ درصدی را تجربه کرده‌اند.
این داده‌ها نشان می‌دهد که تقاضای جهانی برای مواد شیمیایی با توجه به نوع محصول، ممکن است افزایش یا کاهش یابد.
میزان مصرف جهانی مواد شیمیایی
مصرف جهانی مواد شیمیایی از دو منظر بررسی می‌شود: حجم (وزن و مقدار) و کاربردهای واحد.
به عنوان مثال، اسید سولفوریک (H2SO4) تقریباً در همه صنایع کاربرد دارد. این ماده نقش مهمی در تولید بسیاری از محصولات شیمیایی و صنعتی ایفا می‌کند. برآوردها نشان می‌دهد که تقاضای جهانی برای اسید سولفوریک تا سال 2040 به حدود ۴۰۰ میلیون تن در سال خواهد رسید. این در حالی است که مصرف فعلی تقریباً نصف این مقدار است.
آینده مصرف مواد شیمیایی
پیش‌بینی‌ها بیان می‌کنند که تولید جهانی مواد شیمیایی صنعتی و تقاضا برای آن‌ها در سال‌های آینده نیز با همین روند ادامه پیدا خواهد کرد. البته شرایط بازار و تغییرات اقتصاد خرد می‌تواند باعث ایجاد تفاوت‌هایی در میزان مصرف برخی محصولات شود.
معرفی ۱۰ ماده شیمیایی پرکاربرد در جهان
مواد شیمیایی پرمصرف معمولاً ترکیباتی ساده هستند که به راحتی با سایر مواد واکنش می‌دهند و به عنوان پایه‌ای برای تولید دیگر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسته به نوع فرآیند شیمیایی، این مواد می‌توانند به شکل‌های مختلفی مانند واکنش‌گر (Reagent)، حلال (Solvent)، کاتالیزور (Catalyst)، پیش‌ساز (Precursor)، واکنش‌دهنده (Reactant) یا جزء اصلی ترکیبات به کار روند.
در ادامه با ۱۰ نمونه از مهم‌ترین و پرکاربردترین مواد شیمیایی صنعتی جهان آشنا می‌شویم:
- اسید سولفوریک (H2SO4)
- نیتروژن (N2)
- اتیلن (C2H4)
- اکسیژن (O2)
- پروپیلن (C3H6)
- کلر (Cl2)
- اتیلن دی‌کلراید (C2H2Cl2)
- اسید فسفریک (H3PO4)
- آمونیاک (NH3)
- سدیم هیدروکسید (NaOH)
در بخش‌های بعدی، هر یک از این مواد شیمیایی را به طور جداگانه بررسی می‌کنیم تا ببینیم چرا در صنعت چنین جایگاه ویژه‌ای دارند و چه کاربردهایی برای آن‌ها تعریف شده است.
۱. اسید سولفوریک (H2SO4)
اسید سولفوریک پرکاربردترین ماده شیمیایی در جهان است که بیشترین مصرف آن در تولید کودهای شیمیایی دیده می‌شود. نقش اصلی آن در صنعت، استفاده به عنوان واکنش‌گر برای تولید اسید فسفریک است؛ ماده‌ای که خود به عنوان پیش‌ساز بسیاری از ترکیبات شیمیایی دیگر کاربرد دارد.
۲. نیتروژن (N2)
نیتروژن به طور طبیعی در جو زمین به صورت مولکول‌های دو اتمی وجود دارد و حدود ۷۸ درصد از ترکیب هوا را تشکیل می‌دهد. در صنعت، نیتروژن به روش فرآیند هابر-بوش به آمونیاک تبدیل می‌شود. همچنین از نیتروژن به عنوان گاز پوششی برای محافظت از محصولات حساس به اکسیژن مانند میوه و سبزیجات استفاده می‌شود.
نیتروژن مایع نیز کاربرد گسترده‌ای در آزمایشگاه‌ها دارد؛ از جمله در نگهداری نمونه‌های زیستی و انجام آزمایش‌های علمی.
۳. اتیلن (C2H4)
اتیلن یک هیدروکربن پرمصرف است که بیشتر به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و سالانه در حجم بسیار بالایی در جهان تولید می‌شود. حدود ۹۵ درصد تولید جهانی اتیلن از طریق فرآیند شکست بخار هیدروکربن‌های نفتی انجام می‌شود.
در این فرآیند از خوراک‌های مختلفی مانند اتان، پروپان، بوتان و نفتا برای تولید اتیلن استفاده می‌شود.
۴. اکسیژن (O2)
اکسیژن نیز مانند نیتروژن به صورت طبیعی در جو زمین وجود دارد و حدود ۲۱ درصد از ترکیب هوا را تشکیل می‌دهد.
در صنعت، اکسیژن یکی از سه عنصر اصلی احتراق (سوخت، گرما و اکسیژن) است و به طور گسترده در جوشکاری با شعله‌های اکسی-استیلن و اکسی-هیدروژن، همچنین در غواصی (SCUBA) و حوزه‌های پزشکی استفاده می‌شود.
اکسیژن به عنوان یک اکسیدکننده قوی در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی صنعتی مانند تجزیه هیدروکربن‌ها به ترکیبات ساده‌تر (مثل اتیلن و استیلن) کاربرد دارد که بعداً در تولید پلاستیک‌ها، رنگ‌ها و پوشش‌ها به کار می‌روند.
همچنین اکسیژن مایع به همراه هیدروژن مایع به عنوان سوخت موشک‌ها استفاده می‌شود؛ به طوری که در هر پرتاب شاتل فضایی حدود ۵۵۰ هزار لیتر اکسیژن مایع مصرف می‌شود.
۵. پروپیلن (C3H6)
پروپیلن ماده‌ای بسیار ارزشمند در صنعت پتروشیمی است که از آن محصولات متعددی ساخته می‌شود. یکی از مهم‌ترین مشتقات آن پلی‌پروپیلن است؛ نوعی پلاستیک پرکاربرد که در تولید محصولات مختلف از جمله بسته‌بندی‌ها، قطعات خودرو و منسوجات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
همچنین پروپیلن ماده اولیه اصلی در سنتز ترکیباتی مانند اسید اکریلیک است و نقش کلیدی در تولید پلی‌اورتان‌ها دارد.
۶. کلر (Cl2)
کلر یکی از واکنش‌پذیرترین عناصر شیمیایی است. این گاز هالوژنی به صورت مولکول‌های دو اتمی وجود دارد، اما به دلیل واکنش‌پذیری بالا به ندرت در طبیعت به شکل عنصر آزاد یافت می‌شود.
کلر یک عامل اکسیدکننده قوی است که به صورت صنعتی از طریق الکترولیز محلول آب‌نمک (Brine) تولید می‌شود. مهم‌ترین کاربردهای کلر شامل ضدعفونی آب آشامیدنی برای نابودی میکروب‌ها، استفاده به عنوان ماده فعال در سفیدکننده‌ها و مواد شوینده، و همچنین سفید کردن کاغذ و منسوجات است.
۷. اتیلن دی‌کلراید (C2H2Cl2)
اتیلن دی‌کلراید ماده‌ای کلیدی در تولید PVC (پلی‌وینیل کلراید) است که کاربرد گسترده‌ای در صنایع ساختمانی و تولید لوله‌ها، پوشش‌ها و پروفیل‌ها دارد. علاوه بر این، اتیلن دی‌کلراید در سنتز پلی‌استایرن نیز نقش مهمی دارد؛ پلیمیری مصنوعی که برای ساخت بسیاری از کالاهای مصرفی و مواد بسته‌بندی استفاده می‌شود.
۸. اسید فسفریک (H3PO4)
اسید فسفریک به صورت صنعتی از سنگ‌های فسفاته تولید می‌شود و مهم‌ترین ماده در سنتز کودهای فسفاته است. این ترکیب همچنین در صنعت داروسازی برای تولید داروهایی مانند ضد تهوع، محلول‌های دهان‌شویه و حتی محصولات سفیدکننده دندان به کار می‌رود.
در صنایع غذایی نیز اسید فسفریک نقش مهمی دارد و به عنوان افزودنی در پنیر، مربا، غلات صبحانه و نوشابه‌های گازدار استفاده می‌شود.
۹. آمونیاک (NH3)
آمونیاک به صورت صنعتی از طریق فرآیند هابر-بوش تولید می‌شود که شامل واکنش نیتروژن موجود در هوا با هیدروژن در شرایط دما و فشار بالا و در حضور کاتالیزور آهن است. حدود ۷۰ درصد آمونیاک صنعتی در تولید کودهای شیمیایی استفاده می‌شود.
علاوه بر این، آمونیاک در کاربردهایی مانند سیستم‌های سرمایشی (Refrigeration)، تصفیه آب، تولید مواد منفجره، پلاستیک‌ها، منسوجات، رنگ‌ها و بسیاری محصولات دیگر نقش کلیدی دارد.
۱۰. سدیم هیدروکسید (NaOH)
سدیم هیدروکسید یک ترکیب قلیایی بسیار قوی است که بیشترین مصرف آن در تولید صابون‌ها و مواد شوینده دیده می‌شود. این ماده همچنین در صنایع دیگر کاربردهای گسترده‌ای دارد؛ برای مثال در صنعت نفت جهت تنظیم pH هنگام حفاری چاه‌های نفت و در صنعت کاغذسازی برای جداسازی الیاف سلولزی از چوب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جمع‌بندی
مواد شیمیایی بخش جدایی‌ناپذیر از صنعت و زندگی روزمره ما هستند. برخی از آن‌ها مانند اسید سولفوریک، نیتروژن یا آمونیاک به دلیل نقش پایه‌ای در تولید سایر ترکیبات شیمیایی اهمیت ویژه‌ای دارند، و برخی دیگر به طور گسترده در صنایع مختلف از غذایی و دارویی گرفته تا نفت، گاز و پتروشیمی استفاده می‌شوند.
شرکت حکیم گستر شیمی با واردات و تأمین مواد اولیه دارویی، شیمیایی و آزمایشگاهی از برندهای معتبر جهانی همچون Merck و Sigma-Aldrich، آماده همکاری با داروسازی‌ها، آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی است.
برای مشاوره رایگان، همچنین تهیه و خرید مواد شیمیایی مورد نیاز خود می‌توانید با کارشناسان حکیم گستر شیمی در ارتباط باشید.