دانستنی‌هایی درباره تولید پایدار اسید آکریلیک و مشتقات اصلی آن در کاربردهای صنعتی

اصول تولید پایدار اسید آکریلیک و مشتقات آن

اصل‌های هسته‌ای در پیاده‌سازی شیمی سبز

بررسی نحوه تولید پایدار اسید آکریلیک و ترکیبات مرتبط با آن، ما را با مفاهیم شیمی سبز روبرو می‌کند که در این حوزه اهمیت زیادی دارند. شیمی سبز در واقع دارای دوازده اصل راهبردی است که به منظور کاهش یا حذف کامل مواد خطرناک در مراحل مختلف توسعه، تولید و استفاده از محصولات شیمیایی طراحی شده‌اند. نکته‌ای که این اصول را متمایز می‌کند، تمرکز شدید آنها بر کاهش تولید پسماند و همچنین کاهش کلی نیاز به انرژی است؛ موضوعی که در تولید پایدار اسید آکریلیک ضروری به شمار می‌رود. بسیاری از شرکت‌ها قبلاً نتایج مثبتی از به کارگیری این ایده‌ها در عمل به دست آورده‌اند. به عنوان مثال، BASF چندین استراتژی شیمی سبز را در فرآیندهای خود اعمال کرده و طبق گزارش‌های صنعتی، سطح پسماندها را حدود ۳۰ درصد در سال کاهش داده است. شیمی سبز چیزی فراتر از یک نظریه کاغذی نیست و نمایانگر راه‌حل‌های واقعی است که به خوبی در جریان گسترده‌تر تلاش‌های صنعتی برای رسیدن به روش‌های دوستدار محیط زیست امروزی جای می‌گیرد.

راهبردهای یکپارچه‌سازی مواد اولیه تجدیدپذیر

برای شرکت‌هایی که اسید اکریلیک تولید می‌کنند، تغییر به منابع تجدیدپذیر نشان‌دهنده یک تغییر عمده در نحوه انجام کارهاست. این مواد حاصل از منابع زیستی به عنوان جایگزین‌های سبزتری نسبت به منابع نفتی قدیمی عمل می‌کنند. وقتی تولیدکنندگان این مواد را در فرآیندهای خود به کار می‌گیرند، تأثیرات زیست‌محیطی را در طول زنجیره تولید به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهند. نگاه کلی به موضوع نیازمند چیزی است که ارزیابی چرخه عمر نامیده می‌شود و در واقع تمامی تأثیرات زیست‌محیطی را از ابتدا تا انتهای فرآیند پیگیری می‌کند. این امر به تعیین این موضوع کمک می‌کند که آیا این مواد سبز واقعاً از نظر اکولوژیکی معنی‌دار هستند یا خیر. به عنوان مثال شرکت داو کمیکال (Dow Chemical) را در نظر بگیرید. این شرکت چندین سال است که در حال کار روی استفاده از مواد اولیه گیاهی در تولید اسید اکریلیک خود بوده است. بر اساس گزارش‌های این شرکت، این رویکرد منجر به بهبود واقعی در شاخص‌های پایداری شده و از سال 2018 تاکنون، حدود 15 درصد از دی‌اکسید کربن خروجی خود را کاهش داده است. این تغییرات تنها در کاغذ نتیجه نمی‌دهند، بلکه به شرکت‌ها کمک می‌کنند تا با وجود حفظ سودآوری، به انتظارات روزافزون بازار نیز پاسخ دهند.

فرآیندهای سازگار با محیط زیست برای تولید مشتقات اصلی

نوآوری‌هایی در تولید متیل متاکریلات (MMA)

روش تولید متیل متاکریلات (MMA) اکنون از نظر محیط‌زیست و کارایی بهتر شده است. گام بزرگی که در این زمینه برداشته شده، تولید MMA به‌صورت بیو-بیس (بر پایه مواد زیستی) از گیاهان به‌جای استفاده از نفت است که منجر به کاهش انتشار کربن در مقایسه با روش‌های سنتی تولید می‌شود. همچنین بهبودهایی در عملکرد کاتالیست‌ها در فرآیند تولید دیده شده است. برخی شرکت‌ها کاتالیست‌های خاصی توسعه داده‌اند که در واقع انرژی مورد نیاز برای واکنش‌های شیمیایی را کاهش می‌دهند و این یعنی انتشار کمتر گازهای گلخانه‌ای به هوا. ارقام امروزی نیز خوب هستند و برخی گزارش‌ها صرفه‌جویی در مصرف انرژی را در مقایسه با روش‌های قدیمی تا حدود ۳۰٪ نشان می‌دهند. با اینکه تولیدکنندگان همچنان با این روش‌های جدید آزمایش می‌کنند، پیشرفت‌های واقعی در جهت تولید پاک این ماده مهم مشهود است.

راهکارهای پایدار برای تولید الکل پلی‌وینیلی و آکریل‌آمید

تولیدکنندگانی که با الکل پلی‌وینیلی و مشتقات آکریل آمید کار می‌کنند، به تدریج از روش‌های سنتی تولید فاصله گرفته و به رویکردهای دوستدار محیط زیست بیشتری روی می‌آورند. بسیاری از شرکت‌ها اکنون از تکنیک‌هایی مانند بیوکاتالیز استفاده می‌کنند که در آن آنزیم‌ها به ساخت پلیمرها کمک می‌کنند، و فرآیندهای پلیمری شدن سبز که منجر به کاهش محصولات زائد می‌شوند. خود الکل پلی‌وینیلی را در نظر بگیرید، این ماده در مواد بسته‌بندی قابل کمپوست شدن به دلیل تمایل مصرف‌کنندگان به یافتن جایگزین‌هایی برای پلاستیک که برای همیشه در محیط باقی نماند، محبوبیت پیدا کرده است. تقاضا برای نسخه‌های سبز این ماده تنها محدود به بسته‌بندی نیست. کشاورزان و تولیدکنندگان پارچه نیز علاقه‌مندی خود را نشان می‌دهند. برخی از گزارش‌های صنعتی نشان می‌دهند که فروش الکل پلی‌وینیلی دوستدار محیط زیست ممکن است در سال‌های آینده با نرخی حدود 6 درصد رشد کند. اگچه این عدد ممکن است خوشبینانه به نظر برسد، اما نشان‌دهنده چیزی واقعی است: بسیاری از شرکت‌ها به این نتیجه رسیده‌اند که پایداری تنها برای حفظ محیط زیست مفید نیست، بلکه از دیدگاه کسب‌وکار هم منطقی است.

پنتاerythritol در فرمول‌بندی‌های دوستدار محیط زیست

شیمی خاص پنتااکریتول باعث می‌شود این ماده به یک جزء مهم در فرمول‌های محصولات سبز تبدیل شود، به‌ویژه در تولید مواد پایدار مانند رنگ‌ها و چسب‌ها. ویژگی برجسته این ترکیب، پایداری بسیار خوب آن در دماهای بالا و تشکیل ساختارهای مولکولی محکم است که باعث می‌شود محصولات دوام بیشتری داشته باشند و به محیط زیست آسیب کمتری وارد شود. بسیاری از تولیدکنندگان در پوشش‌های پایه آبی به پنتااکریتول متکی هستند زیرا این مواد موجب کاهش ترکیبات آلی فرار (VOCs) می‌شوند که همه ما این روزها درباره‌شان می‌شنویم. تحقیقات انجام‌شده روی این ماده نشان داده است که نسبت به جایگزین‌هایش به موجودات زنده آسیب کمتری می‌زند و در شرایط مختلف محیطی عملکرد خوبی دارد. برخی آزمایش‌ها حتی نشان داده‌اند که افزودن پنتااکریتول به فرمول‌ها می‌تواند امتیاز سبزی آن‌ها را تا حدود ۴۰ درصد افزایش دهد. برای شرکت‌هایی که می‌خواهند در گزارش‌های پایداری خود بهتر عمل کنند، استفاده از محصولات مبتنی بر پنتااکریتول راهکاری هوشمندانه به‌شمار می‌آید که بدون قربانی کردن کیفیت، به این هدف دست می‌یابند.

کاربردهای صنعتی که تقاضای پایدار را تحریک می‌کنند

پوشش‌ها و چسب‌های با VOC پایین در اقتصاد دایره‌وار

پوشش‌های با VOC پایین نقش مهمی در سبزتر کردن فرآیندهای تولید در چارچوب اقتصاد دایره‌وار دارند. با کاهش ترکیبات آلی فرار مضر، این پوشش‌ها به حفاظت از محیط زیست و سلامت کارگران در کارخانه‌ها کمک می‌کنند. شاهد این هستیم که شرکت‌های بیش‌تری رو به استفاده از این گزینه‌های سبز می‌آورند، چرا که اقدامات سبز دیگر تنها یک واژه رونمایی نیستند، بلکه اولویت‌های کسبی شناخته می‌شوند. داده‌های بازار نیز چیزی جالب به ما نشان می‌دهند، تقاضای مصرف‌کنندگان برای محصولات سبز بدون شک در حال افزایش است. تحلیل‌گران صنعت پیش‌بینی رشد سالانه حدود 5.5 درصدی پوشش‌های با VOC پایین را در دهه آینده اعلام کرده‌اند. برخی شرکت‌های خوش‌فکر زودتر از سایرین این فرصت را پیش گرفته و سود بیشتری کسب کرده‌اند. به عنوان مثال، آکزو نوبل، دامنه رنگ‌های با VOC پایین خود نه تنها انتشار کربن را کاهش داده، بلکه رضایت مشتریان را نیز افزایش داده و مشتریان وفادار را به خوبی حفظ کرده است.

پلیمرهای حاصل از منابع زیستی در پارچه‌ها و جاذب‌های فوق‌العاده

در حال حاضر شاهد این هستیم که پلیمرهای مبتنی بر زیست‌توده در تولید پارچه و محصولات فوق‌العاده جاذب (سوپر ابсорبنت) رواج بیشتری پیدا کرده‌اند. این مواد از چیزهایی مانند نشاسته ذرت یا نیشکر به جای نفت ساخته می‌شوند و گزینه‌ای سبزتر برای تولیدکنندگانی هستند که به دنبال کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی هستند. تحقیقات نشان می‌دهد که تولید این مواد معمولاً انرژی کمتری مصرف می‌کند و انتشار کربن کمتری نسبت به روش‌های سنتی دارد. در مورد پارچه‌ها، شرکت‌ها مقاومت بهتر در برابر سایش و احساس نرم‌تر روی پوست را گزارش می‌کنند. سوپر ابсорبنت‌های تولید شده به این روش عموماً عملکردی یکسان دارند اما پس از دفع به صورت طبیعی تجزیه می‌شوند به جای اینکه سال‌ها در محل‌های دفن زباله باقی بمانند. بیشتر تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که تقاضا به سرعت در سال‌های آینده افزایش یابد زیرا مصرف‌کنندگان اهمیت بیشتری را به پایداری می‌دهند. برخی از تخمین‌ها نشان می‌دهند که نرخ رشد سالانه حدود 8.2 درصد خواهد بود، هرچند اعداد واقعی ممکن است بسته به هزینه مواد اولیه و تغییرات مقررات متفاوت باشد. با این حال، روند کلی به وضوح به سمت پذیرش بیشتر این جایگزین‌های دوستدار محیط زیست در صنایع مختلف اشاره می‌کند.

چارچوب‌های پایداری متمرکز بر آینده

تأثیرات مقرراتی بر استانداردهای تولید جهانی

مسائل قوانین در سراسر جهان صنعت اسید آکریلیک را به سمت روش‌های سبزتر تولید سوق می‌دهد. دولت‌ها می‌خواهند شرکت‌ها مراقبت بیشتری از محیط زیست انجام دهند، بنابراین تولیدکنندگان را مجبور می‌کنند تا راه‌های پاک‌تری برای تولید محصولات خود پیدا کنند. به عنوان مثال می‌توان به سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA) در ایالات متحده اشاره کرد. آنها قوانین سفت و سختی در مورد میزان ترکیبات آلی فرار (VOCs) که می‌توانند در طول فرآیند تولید آزاد شوند وضع کرده‌اند. این موضوع مجبور کرده است که بسیاری از شرکت‌ها فرمول‌های جدیدی را که حاوی مواد شیمیایی کمتر مضر هستند، ابداع کنند. فشار ناشی از مقررات به این معنی است که شرکت‌ها دیگر فقط دارند قوانین را دنبال می‌کنند، بلکه در واقع نحوه کار خود را تغییر می‌دهند. برخی از آنها هزینه‌های زیادی را برای خرید تجهیزات جدید متحمل می‌شوند، در حالی که برخی دیگر خطوط تولید خود را کاملاً بازسازی می‌کنند. شرکت‌های بزرگی مانند داو شیمیکال (Dow Chemical) و شرکت BASF آلمان شروع به تولید بیشتری از محصولات خود با مواد گیاهی به جای منابع سنتی نفتی کرده‌اند. این تغییرات به صورت یک‌شبه اتفاق نمی‌افتند، اما روند آن واضح است: در این بخش دیگر پایداری یک گزینه نیست.

بررسی تأثیر این مقررات بر تولیدکنندگان نشان می‌دهد که حرکتی قطعی به سمت نوآوری و روش‌های پایدار وجود دارد. رعایت استانداردهای انطباق به معنای سرمایه‌گذاری در فناوری‌های سبز است، اما این موضوع فرصت‌هایی را نیز برای کسب‌وکارهایی که می‌خواهند با رویکردهای دوستدار محیط زیست متمایز شوند، فراهم می‌کند. برخی مثال‌های واقعی نشان می‌دهند که شرکت‌هایی که به خوبی تطبیق یافته‌اند، موفق به حفیق در استانداردهای لازم و در عین حال بهبود موقعیت خود در بازار شده‌اند. پیش‌بینی‌هایی که کارشناسان ارائه می‌دهند نیز منطقی به نظر می‌رسند؛ چرا که قواعد مربوط به معیارهای پایداری در حال سفت‌تر شدن هستند و این امر صنایع را وادار به توسعه فناوری‌های بهتر می‌کند و اینکه گرایش به سمت سبز شدن بخشی از تعریف امروزی از عملیات تولیدی موفق محسوب می‌شود.

راهکارهای تولید کربن-خنثی

اکنون روند حرکت به سوی تولید کربن خنثی برای تولید پایدار مواد شیمیایی اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده است. در واقع این امر به این معنی است که شرکت‌ها باید از طریق کاهش انتشارات کربنی یا شرکت در برنامه‌های جبران کربنی، میزان خروجی کربن خود را متعادل کنند تا در مجموع انتشار خالص کربن آن‌ها صفر باشد. برای تولیدکنندگان مواد شیمیایی که می‌خواهند بدون اینکه نسبت به رقبا عقب بیفتند، پایبندی خود را به محیط زیست تقویت کنند، این رویکرد بسیار منطقی به نظر می‌رسد. به عنوان مثال، شرکت میتسوبیشی کمیکال کورپوریشن در حال کار روی فناوری‌های جذب و ذخیره کربن بسیار خلاقانه‌ای بوده است که سایر شرکت‌های این بخش به دقت آن را دنبال می‌کنند و آن را ارزشمند می‌دانند.

دستیابی به خنثایی کربنی نیازمند اجرای رویکردها و راهکارهای فنی متنوعی در بخش‌های مختلف است. بسیاری از کسب‌وکارهای پیشرو در حال بررسی گزینه‌هایی مانند انتقال به انرژی خورشیدی و بادی، به‌روزرسانی به تکنیک‌های ساخت کارآمدتر و آزمایش سیستم‌های دستگیری کربن به‌عنوان راه‌هایی برای کاهش انتشارات هستند. ارزش واقعی در سبز شدن هم از دید صرفه‌جویی مالی و هم از دید خود محیط‌زیست وجود دارد. شرکت‌ها در بلندمدت معمولاً صرفه‌جویی در هزینه را در پی دارند، زمانی که اتلاف انرژی را کاهش داده و در برابر مقررات دولتی پیش‌قدم می‌شوند. علاوه‌براین، این تغییرات واقعاً تأثیری در مبارزه با تغییرات اقلیمی و حفاظت از محیط‌زیست مشترک ما دارند. گزارش‌های صنعتی نشان می‌دهند که شرکت‌هایی که این گذار را انجام می‌دهند، معمولاً انتشارات کربنی خود را به‌میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهند. با تشدید مشکلات زیست‌محیطی هر ساله، روشن است که سازمان‌های بیشتری باید به این گونه اقدامات پایداری پیوست کنند اگر امیدی به حفظ روش‌های تولید پایدار در آینده داریم.