Ethylene glycol (EG), một hóa chất nền tảng trong sản xuất polyester, công thức chống đông và nhựa công nghiệp, đang chứng kiến những phát triển mang tính chuyển đổi được thúc đẩy bởi các yêu cầu cấp thiết về tính bền vững và những tiến bộ công nghệ. Những cải tiến gần đây trong phương pháp sản xuất, cập nhật quy định và các ứng dụng mới đang định hình lại vai trò của nó trong lĩnh vực hóa chất toàn cầu.
1. Đột phá tổng hợp xanh
Một bước đột phá trong công nghệ chuyển đổi xúc tác đang cách mạng hóa sản xuất ethylene glycol. Các nhà nghiên cứu ở Châu Á đã phát triển một chất xúc tác gốc đồng mới có thể chuyển đổi syngas (hỗn hợp hydro và carbon monoxide) trực tiếp thành ethylene glycol với độ chọn lọc 95%, bỏ qua các chất trung gian ethylene oxide truyền thống. Phương pháp này giúp giảm 30% mức tiêu thụ năng lượng và cắt giảm 1,2 tấn khí thải CO₂ trên mỗi tấn EG được sản xuất.
Quy trình này, hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm thí điểm, phù hợp với các mục tiêu khử cacbon toàn cầu và có thể phá vỡ các tuyến sản xuất thông thường phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Nếu được mở rộng, nó có thể cho phép các nhà máy ethylene glycol tích hợp liền mạch với các hệ thống thu giữ carbon, định vị EG là một "hóa chất xanh" tiềm năng trong chuỗi cung ứng tuần hoàn.
2. Ethylene Glycol có nguồn gốc sinh học đang được ưa chuộng
Trong bối cảnh nhu cầu về vật liệu bền vững ngày càng tăng, ethylene glycol sinh học có nguồn gốc từ mía hoặc tinh bột ngô đang nổi lên như một giải pháp thay thế khả thi. Một sáng kiến chung gần đây ở Nam Mỹ đã chứng minh tính khả thi của việc lên men chất thải nông nghiệp thành monoethylene glycol (MEG) với lượng khí thải carbon thấp hơn 40% so với các chất tương đương có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Ngành công nghiệp dệt may, một ngành tiêu thụ EG lớn, đang thử nghiệm bio-MEG trong sản xuất sợi polyester, với kết quả ban đầu cho thấy độ bền kéo và ái lực thuốc nhuộm tương đương. Các biện pháp khuyến khích theo quy định, chẳng hạn như Sáng kiến Carbon tái tạo của EU, đang thúc đẩy việc áp dụng, mặc dù vẫn còn những thách thức về khả năng mở rộng quy mô nguyên liệu và giá thành tương đương.
3. Kiểm tra giám sát theo quy định về tái chế EG
Mối lo ngại ngày càng tăng về sự tồn tại của ethylene glycol trong môi trường đã thúc đẩy các quy định chặt chẽ hơn. Vào tháng 10 năm 2023, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đã đề xuất các hướng dẫn cập nhật về xả nước thải có chứa EG, yêu cầu các quy trình oxy hóa nâng cao phải phân hủy glycol còn lại dưới 50 ppm. Đồng thời, Liên minh Châu Âu đang soạn thảo bản sửa đổi cho khuôn khổ Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất (REACH), yêu cầu các nhà sản xuất phải nộp dữ liệu độc tính đối với các sản phẩm phụ của EG vào năm 2025.
Các biện pháp này nhằm giải quyết các rủi ro sinh thái, đặc biệt là trong các hệ sinh thái dưới nước, nơi sự tích tụ EG có liên quan đến tình trạng suy giảm oxy trong các nguồn nước.
4. Ứng dụng mới trong lưu trữ năng lượng
Ethylene glycol đang tìm thấy tiện ích bất ngờ trong các hệ thống lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo. Một nhóm nghiên cứu ở Châu Âu đã chế tạo ra chất làm mát pin không bắt lửa bằng cách sử dụng hỗn hợp EG-nước đã được sửa đổi, tăng cường khả năng quản lý nhiệt trong pin lithium-ion lên 25%. Công thức này, hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ từ -40°C đến 150°C, đang được thử nghiệm trong các nguyên mẫu xe điện và các đơn vị lưu trữ quy mô lưới điện.
Ngoài ra, vật liệu thay đổi pha (PCM) dựa trên EG đang được chú ý trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng nhiệt mặt trời, với các thử nghiệm gần đây đạt hiệu suất giữ năng lượng 92% trong 500 chu kỳ.
5. Khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng và sự thay đổi theo khu vực
Căng thẳng địa chính trị và tình trạng tắc nghẽn hậu cần đã thúc đẩy quá trình khu vực hóa sản xuất ethylene glycol. Các cơ sở mới ở Trung Đông và Đông Nam Á đang áp dụng các đơn vị sản xuất mô-đun, quy mô nhỏ hơn được tối ưu hóa cho nguồn cung nguyên liệu tại địa phương, giảm sự phụ thuộc vào các nhà máy lớn tập trung. Sự thay đổi này được bổ sung bởi các hệ thống quản lý hàng tồn kho do AI điều khiển giúp giảm thiểu chất thải EG trong các lĩnh vực hạ nguồn như sản xuất chai PET.
Kết luận: Một sự tiến hóa đa diện
Ngành ethylene glycol đang đứng trước ngã ba đường, cân bằng giữa tiện ích công nghiệp cố hữu của mình với nhu cầu cấp thiết về tính bền vững. Những đổi mới trong tổng hợp xanh, các giải pháp thay thế dựa trên sinh học và các ứng dụng kinh tế tuần hoàn đang định hình lại chuỗi giá trị của ngành, trong khi các quy định chặt chẽ hơn nhấn mạnh nhu cầu về các hoạt động có trách nhiệm với môi trường. Khi ngành công nghiệp hóa chất chuyển hướng sang khử cacbon, khả năng thích ứng của ethylene glycol sẽ quyết định tính phù hợp của nó trong một thị trường đang phát triển nhanh chóng.
Thời gian đăng: 07-04-2025