تاریخ شروع : 1403/07/15
مهلت ارسال : 1403/08/15
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500 میلیون تومان
کسب دانش فنی تولید اسید چرب دوعاملی Dimer Fatty Acid
ضرورت مسئله
دایمر اسید یکی از مواد پرمصرف در صنعت رزین‌سازی است که در درجه‌های مختلف سنتز می‌شود و خواص محصول نهایی، بسیار وابسته به کیفیت و گرید این ماده است. با توجه به محدودیت‌هایی که در واردات وجود دارد، گریدهای محدودی از این ماده وارد ایران می‌شود که باعث محدودیت در فرمولاسیون محصولات بر پایه این ماده می‌گردد.
دایمر اسید یکی از مواد پرمصرف در صنعت رزین‌سازی است که در درجه‌های مختلف سنتز می‌شود و خواص محصول نهایی، بسیار وابسته به کیفیت و گرید این ماده است. با توجه به محدودیت‌هایی که در واردات وجود دارد، گریدهای محدودی از این ماده وارد ایران می‌شود که باعث محدودیت در فرمولاسیون محصولات بر پایه این ماده می‌گردد.
از دایمر اسید در تولید انواع رزین‌های آلکیدی، جوهر چاپ، هاردنرهای پلی‌آمید، چسب، مواد شوینده، روغن ضدزنگ و روان‌کننده‌های بتن استفاده شود؛ بنابراین انتظار می‌رود که با تولید گریدهای تخصصی از این محصول، کمک شایانی به کاهش وابستگی کشور به واردات مواد اولیه کرد.
به طور کلی دایمر اسیدهای صنعتی به دو دسته کلی دایمر اسید معمولی و دایمر اسید با خلوص بالا تقسیم‌بندی می‌شود. در نوع اول، با توجه به کاربرد، خلوص بین 75 تا 87 درصد و در نوع دوم، خلوص بالای 95 درصد است. گرید معمولی از پرمصرف‌ترین دسته‌ها است و هدف اصلی پروژه، تولید گرید پرمصرف در داخل کشور است.
در این پروژه، با دستیابی به دانش فنی تولید دایمر اسید، می‌توان در گام نخست مواد اولیه مورد نیاز برای صنعت رزین و هاردنرسازی در کشور را تأمین کرد و در گام دوم، با توسعه دانش فنی و تخصصی‌کردن آن، باعث تنوع در خواص و تولید محصول‌های تخصصی‌تر دست یافت.
مشروح مسئله تحقیقاتی
بر اساس مطالعات اولیه انجام شده در خصوص تولید دایمر اسید، می‌توان گفت که این محصول از واکنش دو اسید چرب 18 کربنه و تحت شرایط کنترل دمایی دقیق انجام می‌شود. عموماً اسید چرب مورد استفاده برای تولید این محصول Oleic Acid و Linoleic Acid است که درصورت کنترل دقیق واکنش و انتخاب کاتالیزور مناسب، درصد تبدیل مونومرها به دایمر، بالای 92 درصد خواهد‌بود و مابقی محصول، تریمر و مقدار ناچیزی مونومر خواهد‌شد. بالاتر بودن مقدار تریمر در محصول، باعث افزایش احتمال تشکیل ژل در محصول به‌دست آمده از دایمر اسید خواهد شد؛ به همین دلیل کنترل دقیق واکنش بسیار مهم است.
منطق اصلی واکنش، بر پایه واکنشهای Diels-Alder است که در طی آن، یک گروه بوتادین با اتیلن واکنش داده و یک گروه سیکلوهگزان تشکیل می‌دهد. طیف گسترده‌ای از کاتالیست‌ها برای انجام این واکنش وجود دارند که در گستره دمایی 25 تا 300 درجه سانتی‌گراد، می‌تواند باعث انجام این واکنش شود. بنابراین نیاز است که کاتالیست مناسب برای تولید صنعتی در کمترین دما و بالاترین بازده، انتخاب شود.
با توجه به ماهیت واکنش، احتمال برگشت چنین واکنشی وجود دارد و استفاده از ماده ثالث برای جلوگیری یا کاهش واکنشهای برگشتی، مورد نیاز خواهد بود.
بر اساس مطالعه اسناد فنی شرکت‌های تولیدکننده، استفاده از کاتالیست‌های سری MONCAT از شرکت Evonic می‌تواند باعث افزایش بازدهی سیستم شود.
طبق گزارش در برخی از ثبت اختراع‌ها، واکنش تحت فشار 6 اتمسفر انجام شده و پس از تکمیل واکنش، محصول فیلتراسیون شده و از سیستم فیلم‌ریزان عبور داده می‌شود.
بنابراین، به‌نظر می‌رسد، فرایند تولید دایمر اسید، به‌جز چالش‌های مربوط به تنظیم واکنش شیمیایی، چالش‌هایی از جنس مهندسی و طراحی رآکتور نیز در خود داشته باشد.
به طور کلی دایمر اسیدهای صنعتی به دو دسته کلی دایمر اسید معمولی و دایمر اسید با خلوص بالا تقسیم‌بندی می‌شود. در نوع اول، با توجه به کاربرد، خلوص بین 75 تا 87 درصد و در نوع دوم، خلوص بالای 95 درصد است. گرید معمولی از پرمصرف‌ترین دسته‌ها است و هدف اصلی پروژه، تولید گرید پرمصرف در داخل کشور است.
در این پروژه، با دستیابی به دانش فنی تولید دایمر اسید، می‌توان در گام نخست مواد اولیه مورد نیاز برای صنعت رزین و هاردنرسازی در کشور را تأمین کرد و در گام دوم، با توسعه دانش فنی و تخصصی‌کردن آن، باعث تنوع در خواص و تولید محصول‌های تخصصی‌تر دست یافت.
مشروح مسئله تحقیقاتی
بر اساس مطالعات اولیه انجام شده در خصوص تولید دایمر اسید، می‌توان گفت که این محصول از واکنش دو اسید چرب 18 کربنه و تحت شرایط کنترل دمایی دقیق انجام می‌شود. عموماً اسید چرب مورد استفاده برای تولید این محصول Oleic Acid و Linoleic Acid است که درصورت کنترل دقیق واکنش و انتخاب کاتالیزور مناسب، درصد تبدیل مونومرها به دایمر، بالای 92 درصد خواهد‌بود و مابقی محصول، تریمر و مقدار ناچیزی مونومر خواهد‌شد. بالاتر بودن مقدار تریمر در محصول، باعث افزایش احتمال تشکیل ژل در محصول به‌دست آمده از دایمر اسید خواهد شد؛ به همین دلیل کنترل دقیق واکنش بسیار مهم است.
منطق اصلی واکنش، بر پایه واکنشهای Diels-Alder است که در طی آن، یک گروه بوتادین با اتیلن واکنش داده و یک گروه سیکلوهگزان تشکیل می‌دهد. طیف گسترده‌ای از کاتالیست‌ها برای انجام این واکنش وجود دارند که در گستره دمایی 25 تا 300 درجه سانتی‌گراد، می‌تواند باعث انجام این واکنش شود. بنابراین نیاز است که کاتالیست مناسب برای تولید صنعتی در کمترین دما و بالاترین بازده، انتخاب شود.
با توجه به ماهیت واکنش، احتمال برگشت چنین واکنشی وجود دارد و استفاده از ماده ثالث برای جلوگیری یا کاهش واکنشهای برگشتی، مورد نیاز خواهد بود.
بر اساس مطالعه اسناد فنی شرکت‌های تولیدکننده، استفاده از کاتالیست‌های سری MONCAT از شرکت Evonic می‌تواند باعث افزایش بازدهی سیستم شود.
طبق گزارش در برخی از ثبت اختراع‌ها، واکنش تحت فشار 6 اتمسفر انجام شده و پس از تکمیل واکنش، محصول فیلتراسیون شده و از سیستم فیلم‌ریزان عبور داده می‌شود.
بنابراین، به‌نظر می‌رسد، فرایند تولید دایمر اسید، به‌جز چالش‌های مربوط به تنظیم واکنش شیمیایی، چالش‌هایی از جنس مهندسی و طراحی رآکتور نیز در خود داشته باشد.
درباره شرکت متقاضی
شرکت متقاضی طرح، یکی از تولیدکنندگان حوزه رنگ و رزین است که در زمینه تولید برخی از هاردنرهای تخصصی صنعت اپوکسی، گواهی دانش‌بنیانی اخذ کرده است. این شرکت با در اختیار داشتن تجهیزات متنوع رنگ و رزین‌سازی، موفق به تولید محصولات تخصصی مختلفی شده است. همچنین این شرکت از تولیدکنندگان فعال در حوزه تولید رزین‌ها، رقیق‌کننده‌های اپوکسی و برخی از رزین‌های پلی‌ال مورد استفاده در صنعت پلی‌یورتان است.
با توجه به توسعه بازارهای جدید در این شرکت و واردات مواد اولیه برای تولید هاردنرهای اپوکسی، این شرکت در نظر دارد که با سرمایه‌گذاری بر روی تولید دایمر اسید، رسالت خود در زمینه تولید محصولات تخصصی را محقق سازد و به این ترتیب، گام مهمی در بومیسازی دانش ساخت مواد اولیه مورد نیاز در صنعت رزین‌سازی را بردارد.
شرکت متقاضی طرح، یکی از تولیدکنندگان حوزه رنگ و رزین است که در زمینه تولید برخی از هاردنرهای تخصصی صنعت اپوکسی، گواهی دانش‌بنیانی اخذ کرده است. این شرکت با در اختیار داشتن تجهیزات متنوع رنگ و رزین‌سازی، موفق به تولید محصولات تخصصی مختلفی شده است. همچنین این شرکت از تولیدکنندگان فعال در حوزه تولید رزین‌ها، رقیق‌کننده‌های اپوکسی و برخی از رزین‌های پلی‌ال مورد استفاده در صنعت پلی‌یورتان است.
با توجه به توسعه بازارهای جدید در این شرکت و واردات مواد اولیه برای تولید هاردنرهای اپوکسی، این شرکت در نظر دارد که با سرمایه‌گذاری بر روی تولید دایمر اسید، رسالت خود در زمینه تولید محصولات تخصصی را محقق سازد و به این ترتیب، گام مهمی در بومیسازی دانش ساخت مواد اولیه مورد نیاز در صنعت رزین‌سازی را بردارد.
گام‌های تحقیق
- مطالعات اولیه
- تعیین مواد و تجهیزات مورد نیاز
- تأمین مواد مشخص شده برای انجام پروژه
- طراحی آزمایش
- تولید نسخه اولیه مطابق با نمونه شاهد
- بررسی نسخه اولیه دایمر اسید در محصول نهایی
- اصلاح فرمولاسیون و فرایند تولید مطابق نتایج به‌دست‌آمده در محصول نهایی تا رسیدن به نتیجه
- بررسی نسخه نهایی دایمر اسید در محصول نهایی
- بررسی کنترل کیفی دقیق نسخه نهایی
- تولید پایلوت و بررسی آن
- تدوین گزارش
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق
- تولید نیمهصنعتی مطابق با نمونه شاهد، قابل اجرا و تکرار‌پذیر در محیط صنعتی یا نیمهصنعتی (حداقل سه بچ 100 کیلوگرمی، تأمین مواد بر عهده شرکت)
- گزارش کامل مربوط به فرمولاسیون، طراحی فرایند، طراحی رآکتور و کنترل کیفی
- ارائه نتایج آزمون‌های صحیح و ناصحیح به‌صورت دسته‌بندی‌شده همراه با گزارش
- درصد بالای 80% گروه‌های دوعاملی در محصول نهایی
- رنگ در محدوده گاردنر 6 تا 8
- عدد اسیدی در محدوده 190 تا 198
- عدد صابونی در محدوده 192 تا 202
- ویسکوزیته در محدوده 5000 تا 8000 mPa.s
الزامات تحقیق
- تیم باید در زمینه سنتز مواد شیمیایی، فرایندهای تولید صنعتی و اجرای پروژه در مقیاس نیمهصنعتی متخصص باشد.
- در اختیار داشتن آزمایشگاه تحقیقاتی مناسب برای پیشبرد مراحل آزمایشگاهی
- در اختیار داشتن تجهیزات اولیه و عمومی سنتز
- دسترسی به آزمون‌های مورد نیاز پیشبرد پروژه
- بیشتر مواد اولیه انتخاب شده برای تولید محصول در داخل قابل تأمین باشد و ترجیحاً تولید داخل باشد.
- دانش فنی به نحوی طراحی شود که محصول نهایی در مقیاس صنعتی، توجیه اقتصادی داشته باشد.
- فرایند و تجهیزات به نحوی طراحی شود که در دسترس یا قابل ساخت در کشور باشد.
گلوگاه‌های احتمالی
زیرساخت‌ها و تجهیزاتی که متقاضی می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد:
- انتخاب کاتالیست و اختتام‌دهنده فرایند به‌نحوی که هم قابل تأمین باشد، هم به تسهیل و ارزان‌سازی فرایند ساخت کمک کند.
- کنترل دما، فشار و فرایند اختلاط باید به‌نحوی باشد که واکنش به سمت تولید بیشترین درصد دایمر برود.
- احتمال تولید ترکیبات با سه گروه عاملی وجود دارد که باعث افت شدید خواص می‌شود.
- بازیافت و بازگردانی کاتالیست در پایان تولید، از اهمیت بالایی برخوردار است و فرایند باید به‌گونه‌ای طراحی شود که بیشترین کاتالیست بازیابی شود.
- با توجه به گسترده بودن تولیدکنندگان اسید چرب در کشور، نیاز است که با دقت بیشتری مواد اولیه انتخاب شود.
زیرساخت‌ها و تجهیزاتی که متقاضی می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد:
- تأمین مواد اولیه و تجهیزات مورد نیاز
- در اختیار قراردادن رآکتور پایلوت
- ارائه مشاوره توسط شرکت
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری
- وجود تیم متخصص در زمینه سنتز و فرایندهای شیمیایی صنعتی
- بهره‌مندی از آزمایشگاه تحقیقاتی مجهز به سنتز رزین
- تجربه ساخت رزین‌های مشابه به صورت نیمهصنعتی یا صنعتی
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@