Как се произвежда пластмаса

Охиометрично почти една трета от повърхността на рафинерията "Петромидия" е заета от нефтохимия, където някои странични продукти от суров нефт се използват за производството на пластмаса.

Написах подробно за това как да получа бензин, дизел, втечнен нефтен газ и самолетно гориво. На същия модел ето как работи нефтохимичната част на рафинерията. Petromidia остава единственият производител на нефтохимически продукти в Румъния след затварянето на Arpechim Pitești през 2011 г.

Тук се получават три продукта:

полипропилен (PP)
полиетилен с ниско налягане (PJP)
полиетилен под високо налягане (PIP)

Крайните продукти са под формата на малки гранули, които се опаковат в торбички и се продават в промишлеността, където се топят, оцветяват и отливат в необходимите форми. Някои правят пластмасовата дъска за кола, други бутилки, трети всякакви фолиа. Предполагам, че не бива да ви казвам колко предмети са направени от пластмаса; най-много пластмаса се произвежда от трите продукта по-горе.

Казах ви в предишната статия, че в процеса на рафиниране се получава суров нефт катран, от който след това се получава вещество, наречено пречистен вакуумен дестилат. Той навлиза в Каталитичния крекинг, в резултат на което се получава смес от бензин, петролен газ и два вида дизел. Съответните газове, смес от пропан и пропилен, е една от суровините в нефтохимията.

ПОЛИПРОПИЛЕН

Започва с онази смес от пропан и пропилен, от която последният трябва да бъде отделен и пречистен. Разделянето се извършва чрез пиролиза, крекинг при високи температури на въглеродните вериги. Впоследствие пропиленът навлиза в завода Олефин, където други химични реакции увеличават неговата чистота до 99,6-99,7%, чистота, при която може да се полимеризира, и елиминира други вещества, които биха „отровили“ тази бъдеща операция.

Полимеризацията е химичната реакция, която образува много дълги молекулярни вериги и в този случай пропиленът става полипропилен.

Реакцията протича в присъствието на катализатор и в хексанова среда. Катализаторът е вещество на основата на магнезий на титанова основа и струва около 300 долара за килограм, но е много ефективно: 1 грам катализатор води до образуването на 28 килограма РР, добър добив.

Производствената верига използва три реактора, в които се въвежда течен пропилен, съответният катализатор и хексан, който е друг течен продукт, получен в рафинерията. Серията реактори (три от четирите на изображението по-долу) работят при температури между 72 и 78 градуса по Целзий и налягания между 11,5 и 5 бара.

(жълтата сграда е 5-етажното производствено съоръжение; вдясно са реакторите D201-D204, а белите резервоари съдържат хексан и други реакционни продукти; вляво сивите силози съхраняват крайния продукт)

На изхода на последния реактор центрофугата разделя РР от хексана. Полипропиленът изсъхва и изглежда като плътен прах, след което се топи, за да се превърне в бяла паста, която в крайна сметка се охлажда с вода и става твърда, докато машина, която прилича на месомелачка, използва ножове, за да я направи. нарязани на онези малки зърна, които представляват крайния продукт.

Тук е спряна машина и отворен люк. Можете да видите как тази паста е излязла и ножът вляво се придвижва до мястото, където пастата излиза, където нарязва полипропилена на гранули на място.

Както казах, те се продават в торби от 25 кг на различни малки и големи фабрики, които след това ги топят, оцветяват и произвеждат хиляди различни продукти от тях. Твърде много, ако питате мен, че и друг път съм писал колко от пластмасата в света се използва само веднъж и след това се изхвърля, а рециклирането й все още не е добре развито.

ПОЛИЕТИЛЕН С ВИСОКО НАЛЯГАНЕ

Нарича се още полиетилен с ниска плътност (LDPE на английски), но нека използваме името на заглавието и съкращението PIP. Сигурно се чудите какво означава високо налягане. В Petromidia, 3000 бара, почти 3000 пъти над нормалното атмосферно налягане.

Това е много високо налягане и за PIP инсталацията се използва в Petromidia най-мощният компресор в Румъния, оборудване от 6,8 мегавата, инсталирано и заемащо същата площ като апартамент. Има първичен компресор, който повишава налягането до 250 бара и предава товара към вторичния, който повишава до около 3000 бара.

(първичен и вторичен компресор)

Изграждането на реактор, в който да се поддържа такова налягане, е доста сложно, но за щастие за PIP може да се използва тръбни реактори, т.е. много дълга тръба, в която се вкарва етилен и под налягане от 3000 бара полиетилен излиза в другия край.

В Petromidia този тръбен реактор за полимеризация е дълъг 1180 метра и е изграден във форма зиг-заг, като промените в посоката също осигуряват хомогенизацията на реакцията. Самата тръба е с диаметър само 4 сантиметра, но е добре подсилена и термично изолирана, за да поддържа равномерност на реакцията. Целият тръбопровод е ограден със защитни стени.

9 тона етилен влизат в реактора на всеки час. Храненето с етилен е друга интересна тема. Предлага се в течна форма, при -102 градуса по Целзий. Ето как идва от кораба, поддържан постоянно при тази температура, а Petromidia разполага с всички криогенни линии, необходими за транспортирането му, поддържайки го при -102 градуса C от пристанището в етиленовите резервоари и до нефтохимичните инсталации, в които се използва. Той се въвежда в газообразна форма в реактора.

Общо 32 тона етилен са вътре в тръбния реактор, а накрая идва полиетилен с добив 25%. Всяка година се произвеждат 70 000 тона, а системата е подобна на тази на PP, т.е. вискозната паста се охлажда и реже едновременно под формата на малки топчета.

ПОЛИЕТИЛЕН С НИСКО НАЛЯГАНЕ

Нарича се още полиетилен с висока плътност (HDPE на английски). Различията ми се сториха незначителни. Полиетиленът с ниска плътност има плътност 0,92, висока плътност 0,95. Методът на производство се различава напълно, което доказва колко сложна е химията.

(както казах, рафинерията е пълна с тръбопроводи, превозващи различни вещества и реактори, които ги трансформират)

PJP се среща само при 4-8 бара в реактори в хексанова среда. Газообразният етилен, комбиниран с полимеризуем пропилен или 1-бутен, се трансформира в полиетилен с ниско налягане, от който следва същия процес на трансформация в малки, лесни за носене топки.

След като производството завърши, готовите продукти се съхраняват в големи вертикални сиви силози.

Petromidia също има там опаковъчна линия, с машини, които навиват ролки торби, които автоматично пълнят с крайния продукт, залепват и палетизират, откъдето са готови за транспорт. Около 200 000 тона напускат общо нефтохимичната зона годишно. Чрез промяна на различните параметри на реакцията или въвеждане на различни вещества в реакторите се получават различни видове PP, PIP и PJP. Тук работят 200 души на 5 смени, като инсталациите е невъзможно да се спрат, без да се налага последващо почистване, за да се рестартира.

Между другото дъвката е направена от полиетилен, но не знам от какъв тип. И между другото, много други продукти са направени от нефт; в рафинерията Vega например правят битум, масла, нещо, наречено бял спирт, добавки за различни индустрии и много други. Това е чудотворна течност, това масло. Наистина се чудя дали толкова много различни продукти се правят от друго вещество.