چین، غول اسید سولفوریک جهان

چین بزرگ‌ترین تولیدکننده اسید سولفوریک با اختلاف زیادی از سایر نقاط جهان است. واحدهای ذوب فلزات، پالایشگاه‌های نفت و برخی صنایع معدنی به‌عنوان مصرف‌کننده‌های اصلی اسیدسولفوریک برای کنترل تولید آلایندگی از جمله گاز گوگرد، خود تولیدکنندگان عمده اسید سولفوریک محسوب می‌شوند. حدود ۳۶ درصد اسید سولفوریک چین در این صنایع تولید می‌شود.

چین سهم ۳۶ درصدی از کل مصرف اسید سولفوریک در جهان را دارد. در سال ۲۰۲۳ حدود ۶۰ درصد اسید سولفوریک در تولید اسید فسفریک و در نتیجه کودهای شیمیایی به‌ویژه کودهای فسفاته مصرف می‌شود. پیش‌بینی می‌شود رشد مصرف اسید سولفوریک در صنایع فلزی بیشتر از کودهای شیمیایی در سال‌های آتی باشد.

اسید سولفوریک با فرمول شیمیایی H۲SO۴ در گذشته جوهر گوگرد نام داشت، نوعی اسید معدنی است که از عناصر گوگرد، اکسیژن و هیدروژن تشکیل می‌شود. اسید سولفوریک مایعی بی‌رنگ، بی‌بو، حلال در آب و با گرانروی بالا است و واکنش ترکیب شدن آن با آب بسیار گرمازا است.

اسید سولفوریک اولین بار توسط دانشمند ایرانی به‌نام جابر بن حیان کشف شد. او با تقطیر کانی‌های سولفات آهن (زاج سبز؛ آهن سولفات هفت آبه با فرمول FeSO۴.۷H۲O) و مس (II) سولفات این اسید را به‌دست آورد.

اسید سولفوریک تجاری از واکنش آب و تری‌اکسید گوگرد و با روش‌های گوناگونی تولید می‌شود. از مهم‌ترین روش‌های تولید اسید سولفوریک می‌توان به فرایند تماسی، فرایند اسید سولفوریک مرطوب و فرایند محفظه سربی اشاره کرد. غلظت‌های گوناگون از این اسید در ساخت کودها، رنگدانه‌ها، رنگ‌ها، داروها، مواد منفجره، شوینده‌ها، نمک‌ها و اسیدهای معدنی و همچنین در پالایش نفت و فرآیندهای متالورژی استفاده می‌شود. استخراج فلزاتی مانند مس، روی، سرب یا استخراج اورانیوم و وانادیم با استفاده از اسید سولفوریک انجام می‌پذیرد.

اسید سولفوریک به‌طور گسترده برای تولید اسید فسفریک و در نتیجه تولید انواع کودها به‌ویژه سوپرفسفات‌ها، امونیوم فسفات و سولفات‌های آمونیم استفاده می‌شود؛ در واقع عمده‌ترین بازار مصرف نهایی اسید سولفوریک است و سهم حدود ۶۰ درصدی از کل مصرف جهانی در سال ۲۰۲۳ را به‌خود اختصاص داده است. یکی دیگر از رایج‌ترین کاربرد آن به‌عنوان الکترولیت در باتری‌های سرب- اسید است. پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آتی کاربرد اسید سولفوریک در لیچینگ فلزات و اسیدشویی فولاد با سرعت بیشتری رشد کند و سهم تولید اسید فسفریک و کود شیمیایی اندکی کاهش یابد.

تولید اسید سولفوریک در چین

اسید سولفوریک در جهان به دو صورت محصول اصلی و جانبی تولید می‌شود. در واحدهای تولیدکننده مثل واحدهای ذوب فلزات پایه، پالایشگاه‌های نفت و نیروگاه‌های زغال‌سنگ سوز میزان زیادی گاز گوگرد تولید می‌شود و این واحدها برای کنترل آلایندگی، گاز گوگرد را تبدیل به اسید سولفوریک می‌کنند. اسید سولفوریک به‌عنوان محصول جانبی در برخی صنایع معدنی از جمله مس نیز است. در واقع این صنایع تامین‌کننده و مصرف‌کننده اسید سولفوریک هستند.

به‌عنوان مثال، هلدینگ گروه فلزات غیر آهنی دایه (Daye nonferrous Mining Groupe)، یکی از شرکت‌های تابع گروه معدنی غیر آهنی چین، ظرفیت تولید اسید سولفوریک تقریبا ۲.۵ میلیون تن در سال دارد. این شرکت مقدار معینی از اسید سولفوریک را برای اهداف تولیدی خود مصرف می‌کند و بقیه را به بازار از جمله کارخانه‌های ذوب دیگر و تولیدکنندگان کود عرضه می‌کند.

حجم تولید اسید سولفوریک در جهان به‌قدری زیاد است که از آن به‌عنوان «سلطان مواد شیمیایی» یاد می‌شود. سرانه مصرف آن به‌ازای هر فرد یکی از شاخص‌های مهم تعیین پیشرفت کشورها از لحاظ فنی تلقی می‌شود. کشورهای چین، آمریکا و روسیه از تولیدکنندگان بزرگ اسید سولفوریک هستند. تولید جهانی اسید سولفوریک در سال ۲۰۲۳ بالغ بر ۲۶۰ میلیون تن است، که تنها حدود ۷ درصد از تولید جهانی اسید سولفوریک وارد بازارهای تجاری می‌شود. نمودار ۱ تولید سالیانه اسید سولفوریک (۱۰۰ درصد) چین را در بازه زمانی ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۲ نشان می‌دهد.

چین در بازه ۵ ساله مورد بررسی به‌طور میانگین حدود ۹۲ میلیون و ۹۰۰ هزار تن اسید سولفوریک تولید کرده و در سال ۲۰۲۲ این میزان به بیش از ۹۵ میلیون تن رسید. نرخ بهره‌برداری نسبت به ظرفیت تولید اسید سولفوریک چین حدود ۸۰ درصد است. در سال ۲۰۱۹ به‌علت شیوع کووید- ۱۹ در چین تولید این اسید کاهش حدود ۱ درصدی نسبت به سال قبل خود را داشته و مجددا از سال ۲۰۲۰ با نرخ رشد سالیانه ۱.۴ درصدی افزایش یافته است.

تولید اسید سولفوریک چین از گوگرد و واحدهای ذوب به‌عنوان مهم‌ترین فرآیندهای تولید و پیریت صورت می‌گیرد. تولید مستقیم اسید سولفوریک از گوگرد حدود ۴۴ درصد، در واحدهای ذوب ۳۶ درصد و پیریت ۱۸ درصد از سهم کل تولید سولفوریک اسید را دربر می‌گیرند. دو شرکت تولیدکننده اسید سولفوریک برتر جهان Yunnan Yun و Guizhau Phosphate Group در چین هستند.

مصرف اسید سولفوریک چین

نمودار ۲ مصرف سالیانه اسید سولفوریک چین در بازه زمانی ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۲ را نشان می‌دهد.

چین اصلی‌ترین بازار مصرف اسید سولفوریک در سال ۲۰۲۳ سهم حدود ۳۶ درصدی را در مصرف جهانی اسید سولفوریک دارد. پس از آن آمریکای شمالی با حدود ۱۵ درصد در جایگاه دوم قرار دارد. مصرف اسید سولفوریک چین به‌طور میانگین در بازه مورد بررسی حدود ۹۱ میلیون تن است که حتی با وجود کاهش فعالیت‌‌های اقتصادی در چین در سال ۲۰۱۹، مصرف اسید سولفوریک در این سال کاهش محسوسی نداشت.

چین به‌عنوان بزرگ‌ترین صادرکنندگان اسید سولفوریک در جهان، حدود ۲.۵ درصد از حجم تولید خود را صادر می‌کند. مراکش، شیلی و هند سه مقصد اصلی صادرات اسید سولفوریک چین هستند. مراکش حدود ۳۱ درصد، شیلی حدود ۲۷ درصد و هند حدود ۱۵ درصد از صادرات اسید سولفوریک چین را به‌خود اختصاص داده‌اند.

کمتر از ۱ درصد اسیدسولفوریک مصرفی چین از بیرون مرزهای این کشور تامین می‌شود. کره جنوبی، تایوان و ژاپن مهم‌ترین کشورهای واردکننده اسید سولفوریک به چین محسوب می‌شوند. ۸۸ درصد واردات اسید سولفوریک چین از کره جنوبی صورت می‌گیرد. تایوان و ژاپن هر کدام سهم ۴ درصدی از واردات اسید سولفوریک به چین را به‌خود اختصاص دادند.

چین در بازه ۵ ساله مورد بررسی به‌طور میانگین حدود ۹۲ میلیون و ۹۰۰ هزار تن اسید سولفوریک تولید کرده و در سال ۲۰۲۲ این میزان به بیش از ۹۵ میلیون تن رسید. نرخ بهره‌برداری نسبت به ظرفیت تولید اسید سولفوریک چین حدود ۸۰ درصد است. در سال ۲۰۱۹ به‌علت شیوع کووید- ۱۹ در چین تولید این اسید کاهش حدود ۱ درصدی نسبت به سال قبل خود را داشته و مجددا از سال ۲۰۲۰ با نرخ رشد سالیانه ۱.۴ درصدی افزایش یافته است.

چین اصلی‌ترین بازار مصرف اسید سولفوریک در سال ۲۰۲۳ سهم حدود ۳۶ درصدی را در مصرف جهانی اسید سولفوریک دارد. پس از آن آمریکای شمالی با حدود ۱۵ درصد در جایگاه دوم قرار دارد. مصرف اسید سولفوریک چین به‌طور میانگین در بازه مورد بررسی حدود ۹۱ میلیون تن است که حتی با وجود کاهش فعالیت‌‌های اقتصادی در چین در سال ۲۰۱۹، مصرف اسید سولفوریک در این سال کاهش محسوسی نداشت.