2025. gada izrāviens oksidatīvās dehidrogenācijas katalizatoros: spēli mainošie jauninājumi, kas pārveidos naftas ķīmiju

Saturs

• Izpildījuma kopsavilkums: Atklājumi un 2025. gada akcenti
• Tirgus pārskats: Izmērs, izaugsmes dzinēji un konkurences vide
• Tehnoloģiju pētījums: Uzlabojumi oksidatīvās dehidrogenācijas katalizatoros
• Vadošie spēlētāji un inovatīvu profilu izcelšanās (piemēram, basf.com, johnson-matthey.com, sabic.com)
• Izejvielu tendences: Etilēns, propīlens un vairāk
• Regulējoša vide un nozares standarti (piemēram, americanchemistry.com)
• Ilgtspēja un vide
• Pašreizējo un nākotnes pieprasījuma prognozes: 2025–2030
• Ieguldījumi, M&A un stratēģiskas partnerības
• Nākotnes viedoklis: Izaicinājumi, iespējas un traucējošas tehnoloģijas
• Avoti & atsauces

Izpildījuma kopsavilkums: Atklājumi un 2025. gada akcenti

Globālā vide oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem naftas ķīmijas izejvielu apstrādē piedzīvo paātrinātu pārveidi 2025. gadā, ko vada ilgtspējas un energoefektivitātes dubultā imperatīva. ODH tehnoloģija, kas piedāvā alternatīvu tradicionālām tvaika krakšanas un dehidrogenācijas procesiem, iegūst ievērojamu popularitāti tās spējas dēļ darboties zemākās temperatūrās un ar samazinātām siltumnīcefekta gāzu emisijām, saskaņojot ar nozares dekaroizācijas mērķiem.

• Komercializācijas progress: Vadošie ķīmijas ražotāji un katalizatoru ražotāji palielina ODH katalizatoru izvietošanu svarīgām izejvielām, piemēram, etānam, propānam un n-butānam. BASF un SABIC ir attīstījuši pilotprojektus, izmantojot vanādija un molibdēna bāzes katalizatorus, ziņojot par uzlabotām olefīnu ražības un darba stabilitātes likmēm. W. R. Grace & Co. ir ieviesusi jaunus katalizatoru formējumus, kas īpaši pielāgoti ODH, sasniedzot ievērojamu selektivitāti un pretestību kokēšanā komerciālajos izmēģinājumos.
• Izejvielu elastība un integrācija: ODH katalizatori tiek arvien vairāk integrēti esošajos naftas ķīmijas kompleksos, it īpaši Ziemeļamerikā un Tuvajos Austrumos, kur pieejami bagāti vieglo alkānu avoti. Shell paziņoja par pastāvīgām iniciatīvām, lai pielāgotu ODH iekārtas savās ASV piekrastes rūpnīcās, mērķējot uz elastīgu etilēna un propilēna ražošanu no dažādām izejvielām.
• Vides un ekonomiskā ietekme: ODH procesi, izmantojot modernus katalizatorus, demonstrē līdz pat 30% zemākas CO₂ emisijas salīdzinājumā ar tradicionālo dehidrogenāciju, pamatojoties uz neseniem pilotu datiem no Lummus Technology. Ekonomiskais gadījums tiek tālāk nostiprināts, samazinot enerģijas patēriņu, un katalizatora mūžs pārsniedz 18 mēnešus nepārtrauktā darbībā.
• Inovāciju plūsma: 2025. gads liecina par pastiprinātu R&D ieguldījumu nākamās paaudzes ODH katalizatoros, tostarp jauktajiem metālu oksīdiem un pārejas metālu sakausējumiem. Clariant un Honeywell aktīvi sadarbojas ar naftas ķīmijas uzņēmumiem, lai optimizētu katalizatora dizainu augstākai selektivitātei un procesu integrācijai, un jaunās sistēmas komercializācija ir paredzēta nākamo triju gadu laikā.

Skatoties uz priekšu, ODH katalizatora segments ir gatavs stabilai izaugsmei, jo regulējošie spiedieni un izejvielu tendences saplūst. Nozares ieinteresētās puses prioritizē pierādītu katalizatoru sistēmu ātru palielināšanu, savukārt nepārtrauktas partnerattiecības starp katalizatoru piegādātājiem un lielajiem naftas ķīmijas ražotājiem, visticamāk, paātrinās ODH pieņemšanu gan jaunajos, gan pārbūvētu augu līmenī visā pasaulē.

Tirgus pārskats: Izmērs, izaugsmes dzinēji un konkurences vide

Tirgus oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem naftas ķīmijas izejvielu nozarē piedzīvo ievērojamu pārveidi, ko vada pieaugošā prasība pēc ilgtspējīgākas un energoefektīvākas ražošanas, kas saistīta ar svarīgiem celtniecības blokiem, piemēram, etilēnu, propilēnu un butadienu. 2025. gadā nozare konstatē paaugstinātu interesi par ODH procesiem kā zema emisijas alternatīvu tradicionālai tvaika krakšanai, saskaņojot ar plašākām dekaroizācijas stratēģijām ķīmijas nozarē. Tas ir īpaši aktuāli, jo lielie naftas ķīmijas ražotāji cenšas samazināt savu oglekļa pēdas nospiedumu un izpildīt stingrākās emisijas regulas visā pasaulē.

Vairāki nostiprināti katalizatoru ražotāji, tostarp BASF, W. R. Grace & Co. un Johnson Matthey, aktīvi komercializē un optimizē ODH katalizatoru platformas, kas pielāgotas vieglo alkānu dehidrogenācijai. Šie uzņēmumi iegulda procesā intensifikācijā, katalizatora mūža pagarināšanā un selektivitātes uzlabošanā, reaģējot uz klientu prasībām pēc zemākām operatīvajām izmaksām un uzlabotiem ilgtspējības radītājiem.

Nesenie uzlabojumi ODH katalizatoru tehnoloģijā ir ļāvuši sasniegt augstākas olefīnu ražības, vienlaikus minimizējot nevēlamu blakusproduktu, piemēram, CO₂ un koksa, veidošanos. Piemēram, BASF ir ziņojusi par panākumiem pilotu mērogā ar vanādija un molibdēna bāzes katalizatoriem, sasniedzot nozīmīgu selektivitāti un konversijas rādītājus propāna dehidrogenācijā. Līdzīgi Johnson Matthey koncentrējas uz modernizēto ODH katalizatoru komercializāciju gan metāna uz olefīnu, gan propāna uz propilēnu lietojumos, vēršoties uz plaša mēroga tvaika krakotāju modernizāciju un jauno būvniecību.

Izaugsmes dzinēji ODH katalizatoru tirgū ietver paplašinātu ražošanas jaudu C2-C4 olefīnu jomā Āzijas un Klusā okeāna reģionā un Ziemeļamerikā, kur izejvielu elastība un energoefektivitāte ir būtiskas. Pāreja uz vieglākām izejvielām, kā arī ODH iekārtu palielināšana esošajos naftas ķīmijas kompleksos paātrina pieprasījumu pēc pielāgotiem katalizatoru risinājumiem. Turklāt partnerības starp katalizatoru piegādātājiem un procesu licencētājiem — piemēram, starp Clariant un vadošajiem tehnoloģiju izstrādātājiem — veicina paātrinātu tirgus pieņemšanu un tehnoloģiju pārnesi.

Skatoties uz nākamajiem gadiem, konkurences vide, visticamāk, pastiprināsies, jo jauni dalībnieki un izveidoti piegādātāji sacenšas par tirgus īpatsvaru, izmantojot patentētas katalizatora formācijas un procesu optimizācijas pakalpojumus. Nepārtrauktie R&D centieni un pilotu projekti, ko atbalsta lielie naftas ķīmijas uzņēmumi un katalizatoru inovatīvi, visticamāk, veicinās katalizatora veiktspējas, darbmūža efektivitātes un dzīves cikla izmaksu uzlabošanas. Ar stingrākām regulām un pieaugošu uzsvaru uz zaļo ķīmiju ODH katalizatoru segments ir gatavs stabilai izaugsmei, it īpaši reģionos, kuros notiek liela mēroga naftas ķīmijas investīcijas un oglekļa neitralitātes mērķi.

Tehnoloģiju pētījums: Uzlabojumi oksidatīvās dehidrogenācijas katalizatoros

Oksidatīvā dehidrogenācija (ODH) vieglo alkānu, piemēram, etāna un propāna, ražošanā joprojām ir centrālais punkts naftas ķīmijas nozarē 2025. gadā, ko nosaka nepieciešamība pēc energoefektīvākām un videi draudzīgākām norisēm olefīnu ražošanā. Tradicionālās tvaika krakšanas metodes ir ļoti enerģijas patērējošas un rada būtiskas CO₂ emisijas. ODH piedāvā pārliecinošu alternatīvu, izmantojot skābekli kā palīgrēģentu, lai veicinātu dehidrogenāciju zemākās temperatūrās ar potenciāli augstāku selektivitāti attiecībā uz vēlamajiem olefīniem.

Pēdējos gados ir novērota pētījumu un pilotmēroga ieviešanas izaugsme modernās ODH katalizatoru sistēmās. Vanādija un molibdēna bāzes katalizatoru pieņemšana, kas bieži ir balstīta uz alumīnija, silīcijs vai titānu, turpina vadīt jomu. Uzņēmumi, piemēram, BASF un Sasol, ir pirmajā līnijā, izstrādājot patentētas katalizatoru formas, kas paredzētas selektivitātes un katalizatora ilgmūžības uzlabošanai atbilstoši rūpnieciskajiem darba apstākļiem.

Izteikta tendence 2024-2025. gadā ir pāreja uz jauktajiem metālu oksīdiem, piemēram, Mo-V-Te-Nb sistēmām, kas pilotu demonstrācijās ir parādījušas augstus etilēna ražījumu un samazinātu koksa veidošanos. Piemēram, SABIC ir ziņojusi par progresu ODH iekārtu integrācijā, izmantojot šādus katalizatorus esošajos etilēna ražošanas kompleksos, sākotnējie dati liecina par potenciālu samazināt enerģijas patēriņu līdz 30% salīdzinājumā ar tradicionālo termisko krakšanu.

Vēl viena aktīvā izstrādes joma ir ne-dārgmetālu katalizatoru izmantošana un reaktoru un katalizatora dizaina integrācija. Linde un thyssenkrupp Uhde sadarbojas, lai optimizētu fluidizēto gultņu reaktorus ODH, koncentrējoties uz siltuma vadību un skābekļa sadali, lai samazinātu dziļas oksidācijas risku, kas var samazināt produkta ražību.

Vienlaikus katalizatoru piegādātāji, piemēram, Clariant, palielina modernu ODH katalizatoru ražošanu, kas pielāgoti noteiktām izejvielām, tostarp biopiegādātiem alkāniem, paredzot pieaugošu tirgu atjaunojamām naftas ķīmijām. Nākamo gadu izskats norāda uz komercializācijas paātrināšanos, sevišķi tad, kad regulējošie spiedieni veicina zemu emisiju procesus un katalizatoru dzīves cikla un darba izturības uzlabošanu, pateicoties nepārtrauktām R&D.

Ogd demonstrations iekārtas ir gaidāmas, lai sāktu darbu 2025-2026. gadā, un veidojoties partnerattiecībām starp tehnoloģiju licencētājiem un lielajiem naftas ķīmijas ražotājiem, ODH ir gatava pāriet no solīgas alternatīvas uz galveno tehnoloģiju olefīnu ražošanā tuvākajā nākotnē.

Vadošie spēlētāji un inovatīvu profilu izcelšanās (piemēram, basf.com, johnson-matthey.com, sabic.com)

2025. gadā globālā centība uz efektīviem oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem naftas ķīmijas izejvielu pārveidošanai — piemēram, etāna un propāna — uz augstākas vērtības olefīniem paliek stratēģiska prioritāte vadošajiem ķīmijas uzņēmumiem. Šie katalizatori sola zemāku enerģijas patēriņu un samazinātas CO₂ emisijas salīdzinājumā ar tradicionālo tvaika krakšanu, saskaņojotšanās ar ilgtspējības prasībām visā naftas ķīmijas nozarē.

Starptautiskajos līderos BASF turpina attīstīt savus ODH katalizatoru piedāvājumus, koncentrējoties uz uzlabotu selektivitāti, stabilitāti un integrāciju esošajos ražošanas aktīvos. BASF pašreizējā portfelī ir iekļauti katalizatori, kas paredzēti oksidatīvai dehidrogenācijai gan etānam, gan propānam, un neseni pilotprojekti demonstrē mērogojamu sniegumu un darba elastību. Uzņēmuma R&D stratēģija uzsver modulāru katalizatoru sistēmu izstrādi, kas var tikt pielāgotas dažādām izejvielu kvalitātei un rūpnīcu konfigurācijām.

Johnson Matthey arī ir prioritizējusi ODH katalizatoru inovāciju, īpaši izmantojot savu pieredzi dārgmetālu un bāzes metālu formējumos. Pēdējos gados Johnson Matthey ir sadarbojusies ar lieliem naftas ķīmijas ražotājiem, lai izmēģinātu uzlabotus ODH katalizatorus, kas samazina procesa temperatūras un pagarinā katalizatora ilgmūžību, ar komerciālām demonstrācijas vienībām, kas gaidāmas līdz 2026. gadam. Uzņēmums izceļ ODH nozīmi tīrākas, efektīvākas galvenā monomēru, piemēram, propilēna un etilēna, ražošanā no viegliem alkāniem.

Tuvajos Austrumos SABIC vada integrētās ODH tehnoloģiju attīstību kā daļu no plašākas dekaroizācijas stratēģijas. SABIC pētniecības centri aktīvi pilotē mangāna un vanādija bāzes ODH katalizatorus, mērķējot uz siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanu savos lielajos olefīnu kompleksos. Uzņēmuma publiski izteiktais skats uz 2025. gadu prognozē ODH balstītu ražošanas vilcienu paplašinātu izvietošanu, it īpaši, ņemot vērā reģionālās izejvielu sastāva turpmāku pāreju uz dabasgāzes šķidrumiem.

• Honeywell UOP arī gūst panākumus ar savām patentētajām ODH katalizatoru risinājumiem, uzsverot komerciālu gatavību un integrāciju ar esošo procesu infrastruktūru. 2024. un 2025. gada sākumā Honeywell UOP ir paziņojis par veiksmīgiem lauka izmēģinājumiem, demonstrējot uzlabotu ražību un energoefektivitāti, pozicionējot savas ODH tehnoloģijas plašākai licencēšanai tuvākajā nākotnē.
• Clariant ir vēl viens nozīmīgs inovators, koncentrējoties uz selektīvās oksidācijas katalizatoriem vieglo alkānu uzlabošanai. Clariant nesenie uzlabojumi ietver optimizētus metālu oksīdu formulējumus, kas pretoties deaktivācijai un piedāvā augstu olefīnu selektivitāti, ar pilotu uzstādījumiem, kas pašlaik norisinās Eiropā un Āzijā.

Look to the future, the competitive landscape in ODH catalysts is expected to intensify as more demonstration units reach commercial scale and regulatory pressures on emissions increase. Strategic collaborations between catalyst manufacturers and petrochemical producers are anticipated to accelerate, aiming for rapid technology validation and deployment across diverse regional markets. As industry leaders leverage both incremental catalyst improvements and process integration, the 2025–2027 period is poised for notable advancements in the commercial viability of ODH for petrochemical feedstock upgrading.

Izejvielu tendences: Etilēns, propīlens un vairāk

Naftas ķīmijas industrijas centiens pēc efektīvākas, ilgtspējīgas vieglo olefīnu — proti, etilēna un propilēna — ražošanas ir pastiprinājis meklējumus uzlabotiem oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem. 2025. gadā šī tendence ir īpaši izteikta, jo globālā pieprasījuma pieauguma dēļ šiem celtņu blokiem viņa sektoros, piemēram, iepakošanā, automobiļu un patēriņa precēs. Tradicionāli etilēns un propīlens tiek ražoti, izmantojot tvaika krakšanu un šķidrumu katalītisko krakšanu; tomēr šīs metodes ir ļoti enerģijas patērējošas un rada nozīmīgas CO₂ emisijas. ODH piedāvā solīgu alternatīvu, izmantojot skābekli, lai veicinātu tiešo dehidrogenāciju alkāniem, piemēram, etānam un propānam, bieži zemākās temperatūrās un ar augstāku selektivitāti.

Katalizatoru izstrāde ir transformācijas pamatā. Nesenie uzlabojumi ir koncentrējušies uz vanādija, molibdēna un bora bāzes katalizatoriem, kuri demonstrē uzlabotu selektivitāti un pretestību kokēšanai. Vadošās nozaru spēlētāji aktīvi paplašina pilotu un demonstrācijas rūpnīcas. Piemēram, SABIC un Linde nesen ir uzsākuši komerciālas izmēģinājuma rūpnīcas, kuras paredzētas jaunai ODH tehnoloģijai, kas mērķē uz zemāku oglekļa pēdas nospiedumu etilēna ražošanā. Tikmēr, BASF virzās uz priekšu ar pilotu izmēģinājuma procesiem ODH katalizatoriem, mērķējot šos integrēt esošajā tvaika krakšanā, lai pārveidotu novecojošus aktīvus.

Izejvielu ainava arī mainās. Ar Ziemeļamerikas bagātīgajiem šīles avotiem un Tuvajiem austrumiem spēcīgo propāna piegādi, ODH katalizatoru komercializācija, kas pielāgota šiem avotiem, ir paātrināta. Piemēram, INEOS ir izteikusi interesi par ODH ceļiem etānam uz etilēnu savos ASV pienācīgajos uzņēmumos, kamēr tuvo austrumu ražotāji novērtē ODH propāna dehidrogenācijai, lai pastiprinātu propilēna ražību.

Skatoties tuvākajā nākotnē, nākamajos gados, visticamāk, tiks turpināta ODH katalizatoru tehnoloģiju paplašināšana un komercializācija. ODH iekārtu integrācija ar oglekļa sagūstīšanu un atjaunojamo enerģijas ievadi tiek izpētīta vairākos spēlētājos, mērķējot uz saskaņošanos ar nosākumu regulām un uzņēmējdarbības ilgtspējas mērķiem. Turklāt tādi katalizatoru piegādātāji kā Clariant paplašina savas portfeļus, lai iekļautu ODH katalizatorus jaunajām izejvielām, kas attiecībā uz tradicionālajām alkāniem, tostarp biopiegādātiem un pārstrādātiem plūsmām, prognozējot lielāku dažādību naftas ķīmijas izejvielās.

Kopumā 2025. gads ir noslēpumains gads ODH katalizatoru izvietojušanai naftas ķīmijas sektorā, ar pastāvīgiem demonstrācijas projektiem un pirmo komerciālo rūpnīcu viļņiem, kas veido plašāku pieņemšanu un turpmāku inovāciju atlikušajā desmitgadē.

Regulējoša vide un nozares standarti (piemēram, americanchemistry.com)

Regulējošā vide oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem naftas ķīmijas izejvielām piedzīvo būtiskas attīstības svārstības 2025. gadā, ko nosaka pieaugošais valdības spiediens samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas un virzīties uz ilgtspējīgu ķīmisko ražošanu. Regulējošās iestādes Ziemeļamerikā, Eiropā un Āzijā palielina uzraudzību gan procesu emisijām, gan katalizatoru materiāliem, liekot naftas ķīmijas uzņēmumiem ātri pielāgoties. American Chemistry Council (ACC), piemēram, turpina cieši sadarboties ar ASV regulējošajām iestādēm, lai noteiktu un atjauninātu vides standartus, kas ietekmē katalizatora izvēli, reaktora dizainu un emisiju uzraudzību ODH procesos. Jaunās vadlīnijas uzsver tiešas CO₂ emisijas samazināšanu, dodot priekšroku ODH maršrutiem pār tradicionālo tvaika krakšanu olefīnu ražošanā.

Eiropas Savienībā European Chemical Industry Council (Cefic) aktīvi sadarbojas ar Eiropas Komisiju, lai ietekmētu Zaļā darījuma un jaunākās Ražošanas emisiju direktīvas īstenošanu. Šie pasākumi, visticamāk, uzliks stingrākas labākas pieejamās tehnikas (BAT) prasības katalītiskajiem reaktoriem, tostarp tiem, kas izmanto ODH ķīmijas. Tādēļ katalizatoru ražotājiem un naftas ķīmijas operatoriem būs jādemonstrē uzlabota vides snieguma līmeņa, bieži vien veicot neatkarīgu verificēšanu un dzīves cikla analīzes, lai iegūtu regulējošo apstiprinājumu jaunām vai pārveidotām iekārtām.

Katalizatoru piegādātāji, piemēram, BASF, Johnson Matthey un Clariant, reaģē, saskaņojot savu produktu izstrādes plūsmas ar attiecīgajām prakses apstākļiem. Tas ietver katalizatoru dizaina izveidi, lai ierobežotu nitro oksīdu (N₂O) un citu regulēto blakusproduktu veidošanos, papildus maksimālai selektivitātei un ražībai. 2025. gadā šiem uzņēmumiem arvien biežāk ir jāiesniedz detalizēti vides dokumenti un jādod dati par katalizatora stabilitāti, izskalošanos un pārstrādājamību kā daļu no jaunā ODH vienību atļauju procesa.

Skatoties uz priekšu, eksperti prognozē, ka nozares standarti turpinās stingrināties nākamajos gados, īpaši tādēļ, ka vairākas valstis pieņem nulles emisiju mērķus un ievieš oglekļa tirgošanu. Nozares organizācijas, piemēram, American Chemistry Council un Cefic, sagaidāms, ka tām būs nozīmīga loma globālo standartu harmonizēšanā, tehnoloģiju pārneses veicināšanā un atbalstīšanā, ievērojot tehniskos pārvaldības norādījumus un labākās prakses apmaiņu. Regulējošā trajektorija liecina, ka ODH katalizatoru izstrādātājiem un naftas ķīmijas ražotājiem būs jāuztur proaktīva nostāja, ieguldot gan katalizatora inovācijās, gan spēcīgā vides dokumentācijā, lai saglabātu konkurētspēju un atbilstību.

Ilgtspēja un vide

Centrums uz ilgtspēju naftas ķīmijas nozarē pastiprinās, jo globālā regulējuma ierobežojumi kļūst stingrāki un sabiedrības pārbaude pieaug. Oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatori iegūst uzmanību, jo tie piedāvā ceļu, kā ražot galvenos olefīnus — piemēram, etilēnu un propilēnu — ar ievērojami zemāku oglekļa pēdas nospiedumu salīdzinājumā ar tradicionālajām tvaika krakšanas un ne-oksidatīvās dehidrogenācijas metodēm. 2025. gadā nozares līderi un katalizatoru ražotāji paātrina ODH tehnoloģiju pētniecību un izvietošanu, koncentrējoties uz siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšanu, uzlabojot atomu efektivitāti un samazinot bīstamo blakusproduktu veidošanos.

Nesenie katalizatora dizaina uzlabojumi, kā nopiemēram, jaukto metālu oksīdu un jauno nanostruktūru izmantošana, ir ļāvuši ODH procesiem darboties zemākās temperatūrās un ar augstāku selektivitāti. Piemēram, W. R. Grace & Co. un BASF aktīvi izstrādā un komercializē katalizatorus, kas balstīti uz vanādiju, molibdēnu un bōru, lai uzlabotu pārveidošanas rādītājus, kavējot oglekļa dioksīda un atkritumu straumju veidošanos. Šīs inovācijas atbilst nozares centieniem pēc ilgtspējīgākas izejvielu apstrādes, sevišķi jo ražotāji vēlas integrēt atjaunojamos vai pārstrādātos ogļūdeņražus.

Vides ietekme ODH tiek risināta arī, intensificējot procesu un integrējot to ar oglekļa saistošajām tehnoloģijām. Pilota projekti, ko vada lieli ķīmiskie ražotāji, tostarp LyondellBasell un Shell, novērtē ODH iekārtu darbību, kas darbojas blakus atkritumu siltuma atgūšanas un CO₂ attīrīšanas sistēmām, tādējādi paplašinot neto emisijas samazināšanu. Agrīnie dati no šiem centieniem norāda, ka ODH bāzes rūpnīcas var samazināt enerģijas patēriņu līdz pat 35% salīdzinājumā ar tradicionālajām vienībām, sasniedzot olefīnu ražību, kas pārsniedz 80%, kas ir kritisks faktors dzīves cikla emisiju samazināšanai.

Skatoties uz priekšu, nākamajos gados tiek gaidīta pieaugoša sadarbība starp katalizatoru piegādātājiem, licencētājiem un naftas ķīmijas operatoriem. Nozares konsorciji un alianses, tostarp tās, kurām pievērsta uzmanība aprites ekonomikas modeļiem, prioritizē ODH kā pamattehnoloģiju ilgtspējīgas olefīnu ražošanas jomā. Regulatīvie stimulu ASV, ES un Āzijas Klusā okeāna reģionā tiek prognozēti, lai paātrinātu demonstrācijas mēroga un komerciālas darbības izvietojumu, jo īpaši tur, kur ODH var izmantot jauktas vai alternatīvas izejvielas. Tādēļ ODH katalizatori ir gatavi būt izšķirošā loma nozares pārejai uz zemāku oglekli, resursu efektīvu ražošanu līdz 2027. gadam un vēlāk.

Pašreizējo un nākotnes pieprasījuma prognozes: 2025–2030

Laikposms no 2025. līdz 2030. gadam ir paredzams, ka ODH katalizatoru pieprasījums naftas ķīmijas sektorā būtiski pieaugs, ko veicina nozares centieni pēc ilgtspējīgākām un energoefektīvākām norisēm. ODH piedāvā pievilcīgu alternatīvu tradicionālajām dehidrogenācijas metodēm, ļaujot ražot galvenos olefīnus — piemēram, etilēnu un propilēnu — no parafīnu izejvielām ar zemāku enerģijas patēriņu un samazinātām siltumnīcefekta gāzu emisijām. Šis tehnoloģiskais lēciens ir saskaņots ar plašākiem dekaroizācijas un aprites mērķiem, ko izvirzījuši lielie tirgus dalībnieki un regulējošās iestādes.

ODH katalizatoru ražotāji, piemēram, BASF un Clariant, ziņo par stabilu interesi un ieguldījumu jaunās katalizatoru formulās, it īpaši tām, kas balstītas uz vanādiju, molibdēnu un jauktajiem metālu oksīdiem. Saskaņā ar neseniem datiem, ODH tehnoloģijas komerciālās izmēģinājuma projekti notiek kopā ar globālajiem naftas ķīmijas operatoriem, mērķējot uz uzlabojumu validāciju ražībā, selektivitātē un katalizatora mūžā. Piemēram, SABIC ir izklāstījis stratēģiskas iniciatīvas uzlabota katalizatora integrēšanā, lai palielinātu vieglo olefīnu ražību, samazinot oglekļa pēdas nospiedumu savās tvaika krakšanās iekārtās.

Pāreja uz ODH tiek papildu atbalstīta ar spēcīgu pieprasījumu no nākamo produktu. Saskaņā ar LyondellBasell datiem globālais propilēna un etilēna pieprasījums 2030. gadā gaidāms palielināties lēnām, ko veicina patēriņa pieaugums iepakošanā, automobiļu un būvniecībā. Tādējādi nepieciešamība pēc augsti selektīviem un izturīgiem ODH katalizatoriem, visticamāk, pastiprināsies, it īpaši reģionos ar stingrākām vides prasībām, piemēram, Eiropā un Austrumāzijā.

• Iespēju paplašināšana: Uzņēmumi, tostarp Dow un Shell, ir paziņojuši plānus pārveidot vai uzlabot esošās iespējas ar modernām katalītiskām tehnoloģijām, ar pilotprojektiem, kas paredzēti komerciālajai darbībai līdz 2027.-2028. gadam.
• Tehnoloģiju inovācija: Nākamo piecu gadu laikā, visticamāk, tiek paātrināta jaunizveidotu ODH katalizatoru komercializācija, piemēram, tās, kas izmanto ne-dārgmetāla un hibrīda atbalstus, lai uzlabotu procesu ekonomiku un operatīvā elastību (Honeywell).
• Reģionālā izaugsme: Āzijas un Klusā okeāna reģions, ko vada Ķīna un Indija, ir prognozēts kā ātrāk augošais ODH katalizatoru tirgus, jo iekšējie ražotāji cenšas integrēt zema oglekļa tehnoloģijas un apmierināt pieaugošā olefīnu pieprasījumus (Sinopec).

Kopumā ODH katalizatoru izskatīšana naftas ķīmijas izejvielu lietojumos no 2025. līdz 2030. gadam ir spēcīga, ko veicina nozares ieguldījumi ilgtspējamībā, regulējošā intensitāte un nepārtraukta katalizatora materiālu un reaktoru dizainu attīstība.

Ieguldījumi, M&A un stratēģiskas partnerības

Ieguldījumi un stratēģiskā darbība ap oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoriem naftas ķīmijas izejvielām ir palielinājusies, jo nozares mērķis ir dekoroizēt un uzlabot procesu efektivitāti. 2025. gadā vadošie katalizatoru ražotāji un naftas ķīmijas uzņēmumi pievērš būtiskus resursus ODH tehnoloģijai, ar īpašu uzmanību etilēna un propilēna ražošanai no viegliem alkāniem.

Viens no nozīmīgākajiem attīstījumiem ir ExxonMobil turpmākā ieguldīšana modernizētos ODH katalizatoru sistemas, meklējot iespēju mērogot jaunus procesus vieglo olefīnu ražošanai ar zemāku oglekļa un enerģijas pēdas nospiedumu. ExxonMobil ir publiski norādījusi uz savu mērķi paplašināt ODH pilotprogrammas Piekrastes reģionā, cieši sadarbojoties ar tehnoloģiju licencētājiem un katalizatoru piegādātājiem, lai paātrinātu komercializāciju. Paralēli tam BASF ir paziņojusi par jaunām partnerībām ar gan akadēmiskajām iestādēm, gan rūpniecības spēlētājiem, mērķējot uz nākamās paaudzes katalizatoru līdzizstrādi, kas pielāgoti konkrētām izejvielu sastāvdaļām un procesu apstākļiem.

Stratēģiskās partnerības tiek izveidotas arī starp katalizatoru piegādātājiem un lielajiem naftas ķīmijas operatoriem. Lummus Technology un SABIC ir paplašinājušas savu kopīgās attīstības līgumu 2025. gadā, lai optimizētu ODH katalizatorus industriālās mēra pielietojumiem, izmantojot Sabic operācijas aktīvus demonstrācijas mēroga eksperimentiem. Tikmēr Clariant ir uzsākusi sadarbību ar Sinopec, lai lokalizētu ODH katalizatoru ražošanu Ķīnā, atbalstot valsts pieaugošo pieprasījumu pēc mērķa olefīnu tehnoloģijām.

• Shell ir atklājusi mērķtiecīgus ieguldījumus ODH katalizatoru izpētē, saskaņojoties ar savu dekarbonizēšanas ceļvedi un izvērtējot pilotu integrāciju savos galvenajos krakšanas kompleksos Eiropā un Āzijā.
• John Cockerill ir paziņojusi par stratēģiskā mazākuma daļas iegādi Eiropas katalizatoru sākumpunktā, ar mērķi paātrināt ODH katalizatoru palielināšanu un izvietošanu līdz 2026. gadam.

Skatoties tuvākajā nākotnē, ODH katalizatora ainava, visticamāk, turpinās notikt konsolidācija, jo nostiprināti katalizatoru uzņēmumi centīsies iegūt jaunu sākumu un patentētās tehnoloģijas. Konkurences vide, visticamāk, veicinās palielinātu licensēšanas darījumu un kopuzņēmumu skaitu, it īpaši reģionos ar spēcīgām politiskām stimulu emisiju samazināšanai un procesu elektrifikācijai. Tā kā pilotu un demonstrācijas projekti virzās uz komerciālu izvietojumu, stratēģiskie ieguldījumi un M&A aktivitātes piepildīs būtisku lomu globālajā ODH katalizatoru tirgū naftas ķīmijas izejvielu modernizēšanā.

Nākotnes viedoklis: Izaicinājumi, iespējas un traucējošas tehnoloģijas

Oksidatīvās dehidrogenācijas (ODH) katalizatoru ainava naftas ķīmijas izejvielu apstrādē ir gatava būtiskai attīstībai 2025. gadā un turpmāk. ODH tehnoloģija piedāvā solīgu alternatīvu tradicionālajām tvaika krakšanas un dehidrogenācijas metodēm, ar potenciālu uzlabot energoefektivitāti un samazināt oglekļa emisijas. Tomēr vairāki tehniski un ekonomiski izaicinājumi joprojām pastāv, ietekmējot tuvā tirgus un inovāciju perspektīvas.

Vēl viens liels izaicinājums ir izstrādāt katalizatorus, kas nodrošina augstu selektivitāti un pārveidošanas rādītājus, vienlaikus darbojoties zemākās temperatūrās. Daudzi pašreizējie ODH katalizatori cieš no ātras deaktivācijas, ja rodas kūka, vai ir nepieciešami dārgi izejmateriāli, piemēram, vanādijs vai molibdēns. Uzņēmumi, piemēram, BASF un Clariant aktīvi iegulda pētījumiem, lai risinātu šos ierobežojumus, koncentrējoties uz jaunām oksīdu formulācijām un uzlabotiem katalizatoru atbalstiem, lai palielinātu stabilitāti un veiktspēju.

Ilgtspējības spiedieni virza iespējas ODH iekšā divās galvenās jomās. Pirmkārt, regulējoši un tirgus stimulu pasākumi, kas vērsti uz zemām CO₂ emisijām, veido labvēlīgu vidi ODH, kas var izmantot skābekli, nevis tvaiku vai ūdeņradi, tādējādi samazinot enerģijas pēdas nospiedumu. Otrkārt, kad nozare virzās uz elektrifikāciju un integrāciju ar atjaunojamās enerģijas avotiem, ir tendence ODH procesos, kuri var tikt savienoti ar modulārām elektriskām reaktoriem, ko pārskata ExxonMobil un Shell savos modernizētajos petroķīmiskajos R&D programmos.

Traucējošas tehnoloģijas, kas pieejamas tuvākajā nākotnē, ietver perovskītu un jauktā metālu oksīdu katalizatoru izmantošanu, kuri ir parādījuši perspektīvu laboratorijas izmēģinājumos, lai palielinātu etilēna un propilēna ražību no viegliem alkāniem. Uzņēmumi, piemēram, Sasol, sadarbojas ar akadēmiskajām iestādēm, lai izstrādātu šos nākamās paaudzes materiālus, mērķējot uz komerciālām pilotu demonstrācijām līdz 2020. gadiem. Papildus tam, digitalizācijas iniciatīvas — kas ietver katalizatoru veiktspējas modelēšanu un reāllaika procesa uzraudzību — tiek īstenotas, izmantojot Honeywell, lai paātrinātu mērogošanu un optimizētu reaktora darbību.

Skatoties uz priekšu, izturīgu, ekonomiski pievilcīgu ODH katalizatoru komercializācija būs atkarīga no katalizatora mūža jautājumu pārvarēšanas un konkurētspējīgu ražību sasniegšanas. Stratēģiskās partnerības starp katalizatoru ražotājiem, tehnoloģiju licencētājiem un naftas ķīmijas ražotājiem tiek prognozētas, ka tās pastiprināsies, koncentrējoties uz ātru prototipēšanu un pilotu mēroga validāciju. Ņemot vērā globālo pāreju uz dekaroizāciju un resursu efektivitāti, ODH, visticamāk, pārvietosies no nišas lietojumiem uz galveno lomu naftas ķīmijas vērtēšanas ķēdē tuvāko gadu laikā.

Avoti & atsauces

• BASF
• Shell
• Lummus Technology
• Clariant
• Honeywell
• Sasol
• Linde
• INEOS
• American Chemistry Council
• European Chemical Industry Council
• Johnson Matthey
• LyondellBasell
• ExxonMobil