Appunti Processi chimici industriali

Quindi i prodotti di base dipendono fondamentalmente da che cosa? Dipendono fondamentalmente

dalla disponibilità di materie prime. Quindi quando io vado a pensare un nuovo processo o un

processo già esistente che devo realizzare in una determinata zona del mondo per la produzione di

determinati base chemical o determinati intermedi, la prima domanda che devo pormi è quali sono

le materie prime che ho a disposizione. Capire bene che se io voglio fare fertilizzanti a base fosforo

e non ho il fosforo, la cosa diventa un pochino difficile. Quindi devo anche pensare dove poter

rimediare le materie prime per poter avviare la produzione e qual è il costo delle materie prime. La

differenza sostanziale che esiste tra i base chemical e i prodotti di consumer product è soprattutto

sulla quantità di produzione. I base chemical sono sostanze prodotte in grandissime quantità. In

questo caso lo sviluppo di processo, le tecnologie utilizzate per produrre questi prodotti sono ormai

abbastanza consolidate. Lo sviluppo di processo consiste nell'abbassamento dei costi di produzione.

Quindi si tende a migliorare il processo di produzione in modo di abbassarlo un pochino al costo.

Nel caso del consumer product, questi sono dei prodotti che hanno una vita utile molto breve perché

sono rapidamente rimpiazzati da nuovi prodotti. Pensate ad esempio ai medicinati. Il medicinale è

l'esempio tipico di questi consumer product. Tipicamente quando io esco con un medicinale nuovo,

innovativo, dopo un pochettino viene messo in commercio un altro medicinale che magari ha

caratteristiche un pochino migliori di quelle che ho messo io. Questo perché in questo caso si gioca

molto sulle prestazioni del prodotto e quindi la vita utile di questi prodotti è molto breve. In questo

caso lo sviluppo non è tanto quello di andare a migliorare il processo, ma quanto andare a

migliorare il prodotto. Quindi che cosa possiamo dire? Possiamo dire che la tecnologia per la

produzione dei best chemical e degli intermedi è una tecnologia consolidata. Ormai i best chemical

e gli intermedi sono qualche cosa che vengono prodotti da un centinaio di anni. Non si cerca un

nuovo processo perché i processi sono ormai ben noti e consolidati. Ma normalmente l'attività di

sviluppo è generalmente dal luogo a miglioramenti di processi marginali. Per esempio si cerca di

migliorare l'efficienza energetica del processo. Come si fa a migliorare l'efficienza energetica del

processo? L'efficienza energetica del processo si può fare andando a migliorare l'integrazione

termica del processo. Quindi io sfrutto meglio le correnti calde che ho all'interno del processo per

riscaldare altre correnti. Oppure cerco di sostituire, in un caso di un processo catalitico, il

catalizzatore con un catalizzatore più efficiente che mi consente di migliorare la conversione e

migliorare la selettività nel prodotto desiderato. Quindi i miglioramenti sono in genere piuttosto

marginali in questi processi. Come vi dicevo già qualche lezione fa, quando le quantità sono molte,

sono molto alte, anche un miglioramento molto piccolo, visti i volumi in gioco, alla fine dell'anno

significano grandi risparmi, che possono essere risparmi energetici e conseguentemente grandi

risparmi economici. Ovviamente anche questi processi hanno ancora margini di miglioramento,

però i miglioramenti sono sempre marginali, quindi stiamo via via avvicinandosi a quelle che sono

le prestazioni massime del processo. Quindi in questo caso la spinta può essere data dal

miglioramento della sostenibilità o dal process intensification. Il miglioramento della sostenibilità

significa che, per esempio, se escono dei vincoli ambientali, se vengono posti dei vincoli

ambientali, io dovrò andare ad adeguare il mio impianto per adeguarmi a questi vincoli. E questo

ovviamente comporta uno stravolgimento di quello che è il processo tradizionale, dovrò in qualche

modo cercare di modificare il processo tradizionale, e questa appunto è la spinta principale al

miglioramento del processo attuale. Quindi il miglioramento del processo, in questo momento, per

Schemical e per gli intermedi, non è tanto più nel processo in sé stesso, ma è quello nell'andare a

migliorare quelle che sono le caratteristiche ambientali e in alcuni casi anche il process

intensification, quindi cercare di migliorare anche l'efficienza complessiva del processo e ridurre le

dimensioni del processo, le dimensioni delle apparecchiature stesse. Nel caso dei consumer product,

invece, la ricerca è nella modifica dei prodotti esistenti e nella ricerca di nuovi prodotti. Le

motivazioni di questa ricerca sono dettate più da richieste del mercato che dai costi di produzione.

In genere, per i consumer product, il costo di produzione è una cosa marginale. Pensate ad esempio

sempre all'industria farmaceutica, faccio sempre l'esempio dell'industria farmaceutica perché

l'industria farmaceutica è un caso spuoli in questi casi. Nell'industria farmaceutica, nel momento in

cui io vado a immettere sul mercato un nuovo prodotto, a me che il costo di produzione sia elevato

non mi interessa per niente, perché tanto quello me lo rifaccio abbondantemente con le vendite.

Anzi, io devo cercare di uscire con il nuovo prodotto il più presto possibile sul mercato, prima che

qualche altro concorrente non mi sorpassi. Quindi io devo cercare di massimizzare il mio guadagno

nei mesi che intercorrono tra l'uscita sul mercato del mio prodotto e quella del mio concorrente.

Questo che cosa vuol dire? Vuol dire che, in genere, nell'industria farmaceutica, quando io esco con

un nuovo prodotto, il processo per la produzione di questo prodotto non è assolutamente

ottimizzato. I costi di produzione sono necessariamente alti. Poi, quando incomincio ad avere

concorrenza, a quel punto incomincerò a preoccuparmi dell'ottimizzazione del processo. Le

richieste del mercato non si limitano ai nuovi prodotti, ma anche alla qualità o alle problematiche

ambientali. Un esempio tipico è la sostituzione del vernice assolvente con il vernice all'acqua, l'uso

di legno nelle costruzioni e quindi l'utilizzo di impregnanti, di protettivi per il legno più durabili. Un

altro esempio tipico di questa sostituzione di prodotti è quello dei detergenti biodegradabili. Fino

agli anni 80-90 del secolo scorso nessuno si preoccupava che il detersivo fosse più o meno

biodegradabile. Attualmente esistono in commercio dei detersivi fatti da basi rinnovabili che sono

completamente biodegradabili. In questo caso posso chiedere un piccolo contributo in più per questi

nuovi prodotti, perché hanno un valore aggiunto in più, quindi c'è la persona più attenta agli aspetti

ambientali che sarà disposta a pagare un pochino di più un prodotto che ha prestazioni praticamente

paragonabili a quelle di un altro prodotto non biodegradabile, ma che ha queste caratteristiche

ambientali più favorevoli. Ovviamente anche in questo caso il cap di prodotto non può essere che

costa di doppio, può costare un pochettino di più, perché altrimenti non riesco a stare sul mercato. I

maggiori sforzi nel caso del consumer product sono determinati per trovare una via chimica di

fabbricazione. In questo caso ho pensato ad esempio ai farmaci dove quando io penso a un nuovo

farmaco, il nuovo farmaco ha dei grossi costi di sviluppo, di ricerca e sviluppo, perché non devo

soltanto andare a trovare la molecola, poi devo trovare un modo per sintetizzare questa molecola,

non a livello di laboratorio, ma a livello industriale, e poi ho tutto il percorso che mi passa dai trial

clinici che mi consentono di certificare il prodotto, ma non devo certificare il prodotto, in questo

caso devo anche andare a certificare il percorso per la sua produzione. Come vi dicevo nell'industria

farmaceutica, i processi, quando io effetto una modifica a un processo, questa modifica deve essere

nuovamente certificata. Quindi se andiamo a vedere quelle che sono le differenze tra il Bark

Emicarz e le specialità di Bark Emicarz, che cosa possiamo dire? Questa tabella li riassuma

abbastanza bene, che la vita utile del Bark Emicarz è una vita utile molto lunga, tipicamente un

Bark Emicarz ha una vita di una trentina d'anni, anche maggiore, 50 anni, pensate per esempio al

metanolo o all'etilene, questi sono 50 anni, e pure di più che si fanno e si continuano a produrre. In

questo caso, una cosa invece completamente diversa per le specialità di Bark Emicarz, che ha una

vita utile in genere minore di dieci anni, ma può essere anche soltanto di qualche anno, quindi la

vita utile è puramente breve in molti speciali Emicarz. Il focus della ricerca e sviluppo, nel caso del

Bark Emicarz, è l'aspetto ambientale, migliorare l'efficienza del processo in termini ambientali,

utilizzare tecnologie più pulite che riescono a sfruttare meglio le materie prime. Nelle specialità di

Emicarz, invece, lo sviluppo della ricerca e sviluppo è tutto incentrato non tanto sul processo,

quanto sul prodotto. In generale, i Bark Emicarz non hanno tante strade di produzione, perché,

appunto, vi ho detto che le strade di produzione sono ormai la chimica della produzione è ormai

consolidata, quindi io devo soltanto cercare di migliorare questa chimica. Mentre nei speciali di

Emicarz esistono molte strade per produrre lo stesso prodotto e, ovviamente, una scelta sbagliata

della strada può comportare un grosso problema. Diciamo che questo aspetto della chimica di

produzione è un aspetto che era presente anche originalmente nel Bark Emicarz. Ormai, appunto, è

una strada consolidata, ma alle origini della produzione Bark Emicarz potevano essere utilizzate

diverse strade. Anche qui vi faccio un esempio. Non so se avete mai sentito parlare della

Montecatini. Mai sentito parlare della Montecatini? Qualcuno ha mai sentito parlare della

Montecatini? Pronto? C'è qualcuno? Non proprio. Montecatini, che poi è diventata Montedison.

Mai sentito parlare di Montedison, nemmeno. Che urto. La Montedison è una grossa industria

chimica italiana. Anzi, è una grossa industria chimica a livello mondiale. Soltanto che, alla fine, che

cosa è successo? Che la Montecatini aveva tutta una sua linea di produzione basata sull'acetilene.

Perché l'acetilene è una molecola altamente reattiva e che si presta bene a tantissime sintesi

chimiche. Il problema dell'acetilene qual è? Il problema dell'acetilene è che è estremamente costoso.

Produrre l'acetilene è estremamente energicolo. Quindi, di fatto, quando sono state trovate nuove

strade di sintesi per molti intermedi e per molti altri prodotti chimici, consumer chemicals, che cosa

è successo? Che, ment