L’industria chimica

L’industria chimica crea un’immensa varietà di prodotti che influiscono praticamente su ogni aspetto della nostra vita.

Mentre molti dei prodotti dell’industria, come detergenti, saponi e profumi, vengono acquistati direttamente dal consumatore, altri sono utilizzati come intermedi per realizzare altri prodotti. Ad esempio, in Europa il 70% delle sostanze chimiche prodotte viene utilizzato per realizzare prodotti con altre industrie, compresi altri rami della stessa industria chimica. L’industria utilizza una vasta gamma di materie prime, dall’aria e dai minerali al petrolio.

Con la crescente concorrenza in tutto il mondo, l’innovazione rimane fondamentale per trovare nuovi modi per l’industria per soddisfare i suoi consumatori sempre più sofisticati, esigenti e attenti all’ambiente.

Cosa produce l’industria chimica?

I prodotti dell’industria chimica possono essere suddivisi in tre categorie:

• Prodotti chimici di base
• Prodotti chimici speciali
• Prodotti chimici di consumo

Vengono utilizzate molte altre categorizzazioni, ma questa è semplice e utile nel contesto di questo sito web. Le produzioni variano ampiamente, con prodotti chimici di base prodotti in quantità enormi (milioni di tonnellate) e alcuni prodotti chimici speciali prodotti in quantità modeste di chilogrammi ma con un valore molto alto. Come spiegato nell’unità sui reattori chimici, la scelta del reattore è spesso governata dalla quantità di sostanza chimica che si vuole produrre.

Il valore delle vendite per categoria sia per l’Europa che per gli Stati Uniti è sostanzialmente simile, come mostrato nella tabella 1.

	Europa		Stati Uniti
Prodotti Chimici di Base	60		61
Polimeri		27		18
Petrolchimica		20		28
Inorganici di base		13		15
Prodotti chimici speciali	28		24
Prodotti chimici di consumo	12		15

Tabella 1: Prodotti dell’industria chimica nel 2014 per categoria (%). 
Fatti e cifre, CEFIC; 2016 Guide to the Business of Chemistry, American Chemistry Council, 2015.

Prodotti chimici di base

Le sostanze chimiche di base sono suddivise in prodotti chimici derivati ​​dal petrolio, noti come:

• prodotti petrolchimici
• polimeri
• inorganici di base

l termine “petrolchimico” può essere fuorviante poiché le stesse sostanze chimiche vengono sempre più derivate da fonti diverse dal petrolio, come il carbone e la biomassa. Un esempio è il metanolo, comunemente prodotto dal petrolio e dal gas naturale negli Stati Uniti e in Europa ma dal carbone in Cina. Un altro è l’etene, derivato da petrolio e gas negli Stati Uniti e in Europa, ma sempre più dalla biomassa in Brasile. Altri esempi sono descritti nelle unità di questo sito web.

I prodotti chimici di base, prodotti in grandi quantità, sono venduti principalmente all’interno dell’industria chimica e ad altre industrie prima di diventare prodotti per il consumatore generale. Ad esempio, l’acido etanoico viene venduto per produrre esteri, molti dei quali a loro volta vengono venduti per produrre vernici e, a quel punto, venduti al consumatore. Enormi quantità di etene vengono trasportate come gas tramite gasdotti in tutta Europa e vendute ad aziende che producono poli(etene) e altri polimeri. Questi vengono poi venduti ai produttori di componenti in plastica prima di essere acquistati dal consumatore effettivo. La figura 3 mostra un impianto che produce sostanze chimiche che poi utilizza immediatamente per fabbricare altre sostanze chimiche.

Petrolchimici e polimeri

La produzione di sostanze chimiche dal petrolio (e sempre più dal carbone e dalla biomassa) ha visto molti cambiamenti tecnologici e lo sviluppo di siti di produzione molto grandi in tutto il mondo. Gli idrocarburi nel petrolio e nel gas, che sono principalmente alcani a catena lineare, vengono prima separati utilizzando le loro differenze nel punto di ebollizione, come descritto nell’unità Distillazione. Vengono poi convertiti in idrocarburi più utili all’industria chimica, come alcani a catena ramificata, alcheni e idrocarburi aromatici. Tali processi sono descritti nell’unità Cracking e relativi processi di raffineria.
A loro volta, questi idrocarburi vengono convertiti in una gamma molto ampia di sostanze chimiche di base che sono immediatamente utili (benzina, etanolo, 1,2-etandiolo) o sono soggetti a ulteriori reazioni per produrre un prodotto finale utile (ad esempio, fenolo a fare resine e ammoniaca per fare fertilizzanti). Molti esempi si trovano nel gruppo di unità di questo sito web dedicato ai prodotti chimici di base.
L’utilizzo principale dei prodotti petrolchimici è nella produzione di un’ampia gamma di polimeri. A causa della loro importanza di questi, viene data loro una propria sezione.

Prodotti inorganici di base

Si tratta di sostanze chimiche relativamente a basso costo utilizzate durante la produzione e l’agricoltura. Sono prodotti in quantità molto grandi, alcuni in milioni di tonnellate all’anno, e includono cloro, idrossido di sodio, acido solforico e nitrico e prodotti chimici per fertilizzanti. Come per i prodotti petrolchimici, molti paesi emergenti sono ora in grado di produrli in modo più economico rispetto alle società con sede negli Stati Uniti e in Europa. Ciò ha portato a una forte concorrenza ed i produttori di queste sostanze chimiche in tutto il mondo lavorano continuamente per ridurre i costi rispettando al contempo standard ambientali e di sicurezza sempre più rigorosi.
Le unità sugli inorganici di base possono essere trovate nella sezione dei prodotti chimici di base del sito.

Prodotti chimici speciali

Questa categoria copre un’ampia varietà di sostanze chimiche per la protezione delle colture, vernici e inchiostri, coloranti (coloranti e pigmenti). Comprende anche sostanze chimiche utilizzate da industrie diverse come il tessile, la carta e l’ingegneria. Negli Stati Uniti e in Europa c’è stata una tendenza a concentrarsi su questo settore piuttosto che sui prodotti chimici di base discussi sopra perché si ritiene che, con la ricerca e lo sviluppo (R & S) attivi, i prodotti chimici speciali offrano una redditività migliore e più stabile. Nuovi prodotti vengono creati per soddisfare sia le esigenze dei clienti che le nuove normative ambientali. Un esempio quotidiano sono le vernici per la casa che si sono evolute da essere a base di solventi organici a essere a base di acqua. Un altro è l’ultimo inchiostro sviluppato per le stampanti a getto d’inchiostro.
Le unità su sostanze chimiche speciali selezionate possono essere trovate nella sezione Materiali e applicazioni di questo sito.

Prodotti chimici di consumo

I prodotti chimici di consumo vengono venduti direttamente al pubblico. Includono, ad esempio, detergenti, saponi e altri articoli da toeletta. La ricerca di detergenti più efficaci e sicuri per l’ambiente è aumentata negli ultimi 20 anni, in particolare nella ricerca di tensioattivi in grado di pulire qualsiasi cosa, dalla pelle sensibile ai grandi impianti industriali. Parallelamente a questo, molto lavoro è stato fatto nella produzione di una gamma più ampia di prodotti chimici di sintesi per articoli da toeletta, cosmetici e profumi.
Le unità sulle sostanze chimiche di consumo selezionate sono disponibili nella sezione Materiali e applicazioni.

In che modo l’industria chimica contribuisce a un’economia?

L’industria chimica è un contributo molto importante alla ricchezza di un paese. Ad esempio, contribuisce per oltre l’1% al prodotto nazionale lordo (PNL) dei paesi europei, che è oltre il 6% del PIL totale prodotto da tutte le industrie manifatturiere. Generalmente il personale del settore è tra i più ben ricompensati di tutti i settori manifatturieri perché il settore ha la percentuale più ampia di persone altamente qualificate e generalmente è il più produttivo.

Qual è il valore del settore dal punto di vista geografico?

Nel 2011, in tutto il mondo, è stato stimato che le vendite mondiali di prodotti chimici ammontassero a oltre 3500 miliardi di dollari (Tabella 2). Ciò significa che ogni uomo, donna e bambino nel mondo, in media, utilizza prodotti chimici per un valore di $ 500 all’anno. Ovviamente i principali utenti delle sostanze chimiche sono nei paesi sviluppati, con ogni persona che utilizza annualmente circa $ 1200 di sostanze chimiche.

Anno	2001	2011	2014
Totale delle vendite (in miliardi di US$)	1829	3567	3555
Cina	8,1	26,8	30,4
Europa	29,8	19,6	17
Resto dell’Asia	14	18,8	16,3
Nord America	27,6	17,1	12,8
Giappone	10,7	6,4	4,7
Sud America	4,5	5,5	4,4
Resto del Mondo	5,3	5,6	1,4

La produzione in Cina e in altre economie asiatiche sta aumentando rapidamente (Tabella 2). La stessa Cina nell’arco di soli 10 anni ha aumentato la sua quota percentuale da 8,1 a 30,4. Al contrario, la percentuale si è ridotta in Europa dal 29,8 al 17,0% e quella in Nord America dal 27,6 al 16,3%. Non è così terribile per l’Europa e il Nord America come suggeriscono questi numeri poiché le vendite totali sono aumentate da $ 545 a $ 1087 miliardi. Nel complesso stanno prendendo fette più piccole di una torta molto più grande, ma la massa della fetta è ancora in crescita. Così la produzione chimica è aumentata dell’80% in 20 anni, ma la sua quota mondiale si è quasi dimezzata. Tuttavia, il nucleo produttivo del settore è ora decisamente in Asia.
La tabella 3 mostra le vendite dei paesi che hanno grandi vendite.

	Vendite (miliardi di US$)
Cina	1222
USA	515
Germania	162
Giappone	156
Corea del Sud	133
Brasile	87
Francia	87
India	80
Taiwan	77
Italia	57
Olanda	55
Regno Unito	44
Spagna	43

Tuttavia, queste cifre possono essere messe in una prospettiva diversa quando si considera la dimensione della popolazione del paese (Tabella 4).

	Vendite (miliardi di US$)	Popolazione (milioni)	Vendite / pro capite popolazione ($)
Cina	1222	1382	884
USA	515	324	1590
Germania	162	126	1286
Giappone	156	81	1926
Corea del Sud	133	51	2608
Brasile	87	201	414
Francia	87	65	1338
India	80	1327	603
Taiwan	77	23	3348
Italia	57	60	950
Olanda	55	17	3235
Regno Unito	44	65	677
Spagna	43	46	935

Quanto sono grandi le aziende chimiche del mondo?

Si può vedere (Tabella 5) che le sedi centrali sono sparse in tutto il mondo e riflettono non solo l’elevata crescita dei mercati chimici in Medio Oriente e in Asia, ma anche il desiderio dei produttori di petrolio di partecipare alla produzione di prodotti chimici.

Impresa	Sede	Vendite (miliardi di US$)
BASF	Germania	63,7
Dow Chemical	USA	48,8
Sinopec	Cina	43,8
SABIC	Arabia Saudita	34,3
Formosa Plastics	Taiwan	29,2
Ineos	Svizzera	28,4
ExxonMobil	USA	28,1
LyonnellBasell	Olanda	26,7
Mitsubishi Chemical	Giappone	24,3
DuPont	USA	20,7
LG Chem	Corea del Sud	18,2
Air Liquide	Francia	17,3
Linde	Germania	16,8
AkzoNobel	Olanda	16,5
Toray Industries	Giappone	15,5
Evonik	Gemania	15,0
PPG Industries	USA	14,2
Braksem	Brasile	14,2
Yara	Norvegia	13,9
Covestro	Germania	13,4

L’industria chimica è altamente multinazionale. BASF è mostrata nella Tabella 5 come azienda tedesca, ma ha stabilimenti di produzione negli Stati Uniti, nel Regno Unito, in Cina e in molti altri paesi in tutto il mondo, oltre che in Germania. SABIC, la cui sede centrale è in Arabia Saudita, ha stabilimenti di produzione in Europa, Americhe, Asia e Medio Oriente. Questa azienda esemplifica i cambiamenti operati nell’industria chimica. Dalla produzione delle sue prime sostanze chimiche nel 1981, è ora il più grande produttore mondiale di sostanze chimiche di base come il poli(feniletene) (polistirene) e l’etano-1,2-diolo (glicole etilenico).

Edizione italiana a cura di Valter Ballantini