VINACHEM

1,3 butadien, thường gọi là butadien, là hóa chất công nghiệp được sử dụng trong sản xuất cao su tổng hợp. Butadien được sản xuất như sản phẩm phụ trong quá trình crăcking bằng hơi nước để sản xuất etylen và olefin. Đây là khí có hoạt tính cao, dễ cháy và không màu, có mùi thơm dịu. Butadien dễ bị polyme hóa dưới tác động của oxy, nó dễ tan trong rượu và ete, nhưng không tan trong nước.

1,3 butadien là tiền chất trong quá trình sản xuất nhiều nguyên liệu và hóa chất khác. Những dẫn xuất chính của butadien là acrylonitril butadien styren và cao su styren butadien. Những dẫn xuất này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô để sản xuất lốp và các chi tiết khác.

Theo Công ty nghiên cứu thị trường Transparency Market Research trong báo cáo nghiên cứu mới nhất, thị trường cao su styren butadien sẽ tăng trưởng với tốc độ 5,7%/năm về mặt khối lượng trong thời gian 2012-2018 và sẽ đạt tổng giá trị 18,9 tỉ USD vào năm 2018.

Trong những năm tới, sự tăng trưởng của ngành sản xuất xe ô tô, đặc biệt là tại các thị trường mới nổi như Trung Quốc, Ấn Độ và Braxin, sẽ là yếu tố thúc đẩy chính cho sự tăng trưởng của thị trường butadien toàn cầu.

1,3 butadien cũng được sử dụng như hợp chất trung gian và là nguyên liệu cơ bản trong nhiều quá trình hóa dầu khác nhau.

Ngày nay, sự ¬a chuộng ngày càng tăng đối với butadien trong sản xuất các sản phẩm tiêu dùng sẽ là động lực cho nhu cầu butadien để sử dụng trong các loại nhựa nguyên liệu. Tuy nhiên, giá nguyên liệu dao động mạnh là một trong những thách thức lớn đối với các công ty tham gia vào lĩnh vực này.

Hơn nữa, những lo ngại về ảnh hưởng của butadien đối với sức khỏe cũng đặt ra những thách thức lớn đối với các nhà sản xuất về mặt bảo đảm an toàn và tuân thủ các quy định pháp lý về bảo vệ môi trường.

Do những loại ngại về ảnh hưởng của butadien đối với sức khỏe, các cơ quan luật pháp tại nhiều quốc gia đã đề ra những quy định chặt chẽ để đảm bảo các công ty tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn trong ngành. Để vượt qua những thách thức đó, ngành sản xuất butadien đang dịch chuyển trọng tâm về hướng phát triển các sản phẩm sinh học để thay thế cho butadien.

Các lĩnh vực ứng dụng

Butadien là nguyên liệu then chốt trong sản xuất nhiều nguyên liệu và hóa chất khác nhau, được sử dụng rộng rãi tại nhiều ngành công nghiệp như xây dựng, sản xuất xe ô tô, dụng cụ thiết bị y tế và hàng hóa tiêu dùng.

Các sản phẩm đi từ butadien có thể được phân chia thành nhiều loại trên cơ sở các ứng dụng khác nhau của các dẫn xuất. Những sản phẩm chính, dẫn xuất từ butadien gồm có acrylonitril butadien styren (ABS), cao su styren butadien (SBR), cao su nitril butadien (NBR), nhựa mủ SB và hexametylendiamin, cao su polybutadien (PBR), adiponitril …

ABS được sử dụng để sản xuất các sản phẩm điện trở có trọng lượng nhẹ. SBR được sản xuất bằng quá trình polyme hóa các monome styren và butadien. Sản phẩm này được sử dụng như tác nhân biến tính trong các chất kết dính và bịt kín, cũng như trong các sản phẩm cao su nhờ độ bền, độ nhớt và khả năng chịu mài mòn cao.
Nhựa mủ SB là huyền phù nước của đồng trùng hợp styren và butadien, nó được sử dụng làm lớp phủ cho giấy và mặt sau thảm nhờ độ đàn hồi và độ bền bám dính cao. NBR được sử dụng trong các ngành hàng không và sản xuất xe ô tô để sản xuất ống dẫn dầu, vật liệu bịt kín, vòng đệm... PBR được sử dụng trong sản xuất các loại lốp có độ bền cao.

Một dẫn xuất khác của butadien là adiponitril, đây là hợp chất hữu cơ có độ nhớt cao và là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất các polyme.

Các khu vực thị trường

Trong những năm qua, châu Á – Thái Bình Dương đã nổi lên như thị trường khu vực hàng đầu đối với butadien, trong đó Trung Quốc và Ấn Độ là những quốc gia tiêu thụ hàng đầu. Châu Á – Thái Bình Dương chiếm hơn 40% tổng giá trị thị trường butadien vào năm 2013. Khu vực này dự kiến cũng sẽ là khu vực thị trường tăng trưởng nhanh nhất nhờ sự tăng trưởng mạnh mẽ của các ngành công nghiệp tiêu thụ butadien, như xây dựng, sản xuất xe ô tô và hàng tiêu dùng.

Thị trường butadien tại châu Âu và Bắc Mỹ được đặc trưng bởi nhu cầu ngày càng tăng đối với các chất đàn hồi trong lốp xe và các ứng dụng cuối dòng khác. Trong thời gian qua, Bắc Mỹ đã nổi lên như thị trường butadien lớn thứ hai, chiếm 23,6% tổng khối lượng thị trường vào năm 2013.

Trong những năm tới, các ngành công nghiệp đang tăng trưởng như xây dựng, sản xuất xe ô tô và các lĩnh vực cuối dòng khác tại Braxin, Achentina và Nam Phi dự kiến cũng sẽ tạo cơ hội tăng trưởng đáng kể cho thị trường butadien trong các khu vực Nam Mỹ và châu Phi.

Thị phần của các khu vực trên thị trường butadien toàn cầu năm 2013

Châu Á – Thái Bình Dương: 40 %
Bắc Mỹ: 23,5 %
Châu Âu: 20%
Các nước khác: 17,5%

Những công ty chiếm vị thế hàng đầu trong sản xuất butadien toàn cầu hiện nay gồm có BASF, Braskem, Exxon Mobil, ENI, Lyondell, Royal Dutch Shell, Sinopec, Lanxess.

Cơ hội cho sản xuất butadien từ nguyên liệu sinh học

Sự phát hiện và hoạt động khai thác khí đá phiến một cách mạnh mẽ trong thời gian qua tại Mỹ đã dẫn đến sự khan hiếm butadien một phần trên thị trường, vì nguyên liệu khí thiên nhiên có chứa ít hydrocacbon C4 hơn so với nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất dầu mỏ. Tình trạng khan hiếm này đã khiến cho giá butadien liên tục tăng, hiện nay cao hơn 10 – 30% so với năm trước.

Xu hướng cầu vượt cung dự kiến sẽ càng mở rộng khi hoạt động khai thác khí đá phiến ngày càng được tăng cường. Đây là động lực thúc đẩy để các nhà sản xuất lớn trên thế giới phát triển các phương pháp sản xuất butadien mới, đặc biệt là các phương pháp sử dụng sinh khối hoặc khí thiên nhiên làm nguyên liệu.

Tháng 6 –2014 các tập đoàn BASF và Linde đã tuyên bố sẽ hợp tác phát triển công nghệ sản xuất butadien đi từ butan. Tương tự, Công ty Honeywell UOP cũng dự định sẽ hợp tác với Tập đoàn TPC để chuyển hóa butan thành butadien.

Công ty Global Bioenergies đang hợp tác với Công ty Synthos để phát triển quy trình sản xuất trực tiếp isobutadien thông qua vi khuẩn biến đổi gen Escherichia coli. Công ty LanzaTech đang tiếp tục triển khai dự án sản xuất butadien với nguyên liệu 2,3 – butanediol sản xuất từ khí CO hoặc thông qua quá trình lên men trực tiếp. Năm 2013, Công ty Cobalt technologies đã công bố hợp tác với hai công ty châu Á để phát triển giải pháp sản xuất butadien từ nguyên liệu sinh khối theo công nghệ sản xuất n – butanol của Cobalt technologies.

Các công ty hóa chất không phải là những công ty duy nhất hoạt động trên lĩnh vực sản xuất butadien từ sinh khối. Các công ty sản xuất lốp hiện cũng đang tìm cách bảo đảm nguồn cung nguyên liệu trong tương lai bằng cách đầu tư vào lĩnh vực này. Ví dụ, nhà sản xuất săm lốp hàng đầu thế giới là Michelin đang hợp tác với các công ty Axens và Tereos trong chương trình phát triển công nghệ chuyển hóa sinh khối thành butadien.

Khả năng khan hiếm butadien trong tương lai đối với sản xuất cao su tổng hợp đang tạo ra động lực khuyến khích ngành sản xuất săm lốp và cao su tổng hợp khám phá các giải pháp thay thế trong sản xuất cao su. Tuy sản xuất butadien từ sinh khối đã được quan tâm nhiều nhất, một số công ty cũng tìm kiếm các chiến lược khác như khai thác việc sử dụng nguyên liệu thay thế (chẳng hạn vỏ trấu) và sản xuất những dạng mới của cao su tổng hợp từ isopren sinh học.

HV, theo Transparency Market Research 9-2014