Содержание

Нефть как основное сырье для получения пластмасс ⋆ AboutPLastics

«Топить можно и ассигнациями»
Эту известную фразу произнес еще в 19 веке Дмитрий Иванович Менделеев, который был убежден, что нефть является ценным сырьем для получения дорогих органических продуктов, а не топливом!

Значение нефти нельзя недооценивать, поскольку нефть является одной из трех основных горючих ископаемых (нефть, газ, уголь), приносящих миру приблизительно 90%  всей используемой энергии. Основное назначение нефти – получение различного рода топлива: печного и котельного, авиационного, автомобильного, ракетного, дизельного для различных нужд —  авиационной и автомобильной промышленности, космоса, отопления зданий и сооружений, прочего. Однако в последние десятилетия динамично развивается область применения нефти — нефтехимия – процесс переработки нефти в продукты с добавленной стоимостью. Это продукты следующих переделов:
1. функциональные производные углеводородов – спирты, кислоты, альдегиды и кетоны
2. Неорганические материалы – водород, аммиак
3. Полимерные материалы – пластмассы и каучуки

В настоящее время порядка 10% перерабатываемой нефти служит сырьем для нефтехимии и в ближайшее время, ожидается, что это значение будет только увеличиваться.

Сырая нефть — основная сырьевая база для получения пластмасс

Извлекаемая из скважин нефть содержит в себе различные механические примеси (грунт, нерастворимые осадки, пр.), воду, минеральные соли и попутный нефтяной газ (ПНГ), кстати, также являющийся важнейшим сырьем для получения пластмасс, о чем мы расскажем в следующих статьях. Для возможности дальнейшей переработки сырую нефть необходимо очистить от данных примесей и попутных веществ, для этого прямо с нефтепромыслов нефть направляют в трапы-газосепараторы где происходит отстой нефти от механических примесей и отделение ПНГ за счет последовательного снижения давления, после чего ПНГ направляют на газоперерабатывающие заводы. Далее нефть направляют на установку подготовки нефти (УПН), включающую процессы ее обезвоживания, обессоливания и стабилизации.  После первичного процесса очистки нефть направляют на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ).

Основная задача НПЗ – разделить нефть на составляющие ее компоненты, которые и являются исходным сырьем для получения бензинов, а также продуктов нефтехимии – каучуков, пластмасс, интермедиатов.

На НПЗ нефть подвергается атмосферной ректификации – процессу разделения нефти при атмосферном давлении, основанному на разнице температур кипения отдельных компонентов смеси – фракций (рис. 3).

атмосферная ректификация

 

Процесс проходит в ректификационной колонне, в которой при атмосферном давлении плавно поднимается температура, те компоненты нефти, которые имеют самую низкую температуру кипения начинают первыми испаряться из смеси, выделяясь в отдельную фракцию, которую называют легкокипящей.
С ростом температуры начинают испаряться вещества с более высокой температурой кипения (высококипящие, тяжелые фракции). Сами фракции условно обозначают по количеству углеводородов в основной цепи макромолекулы (рис. 4).

 

фракционный состав нефти

Основными фракциями при атмо­сферной перегонке нефти являются:

1. газы (метан, этан, пропан, бутан)
2. прямогонный бензин (нафта)
3. промежуточные дистилляты (керосин, газойль, компонен­ты дизельного топлива)
4. атмосферные остатки (мазут)

Прямогонный бензин или нафта, как ее чаще называют, является важнейшей фракцией сырой нефти. Именно нафта является основным сырьем для получения пластмасс (рис.5).

Однако и более тяжелые фракции углеводородов могут быть использованы в качестве сырья для производства пластмасс. Так, в результате каталитического крекинга – процесса расщепления длинных углеводородных цепочек на более мелкие, можно получить фракции С3 (пропан-пропиленовая фракция) и С4 (бутан-бутиленовая фракция). Иным процессом преобразования фракций нефти в полезное для нефтехии сырье является

каталитический риформинг. Суть процесса сводится к превращению длинных линейных углеводородов в ароматические (циклические) углеводороды. Важными для дальнейшего получения пластмасс являются такие ароматические углеводороды как: бензол, толуол, ортоксилол, параксилол. Например, из бензола в дальнейшем получают полистирол, а параксилол служит базовым сырьем для получения полиэтилентерефталата.

aboutplastics.ru

Что такое пластик и из чего его делают?

Нашу цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика: разнообразные виды пластмасс и полимерных материалов можно встретить буквально повсюду.



Однако обычный человек вряд ли хорошо представляет себе, что такое пластик и из чего его делают.

Что такое пластик?

В настоящее время пластиками, или пластмассами, называют целую группу материалов искусственного (синтетического) происхождения. Их производят путём цепочки химических реакций из органического сырья, преимущественно из природного газа и тяжёлых фракций нефти. Пластики представляют собой органические вещества с длинными полимерными молекулами, которые состоят из соединённых между собой молекул более простых веществ.

Изменяя условия полимеризации, химики получают пластики с нужными свойствами: мягкие или твёрдые, прозрачные или непрозрачные и т.д. Пластики сегодня используются буквально во всех сферах жизни, от производства компьютерной техники до ухода за маленькими детьми.

Как были изобретены пластмассы?

Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы, изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась.

В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров.

В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но до середины ХХ века пластики занимали довольно узкую нишу рынка, и только создание технологии производства ПВХ позволило изготавливать из них широчайший спектр бытовых и промышленных изделий.

Разновидности пластиков

В настоящее время промышленностью выпускается и используется множество разновидностей пластиков.

По своему составу пластмассы подразделяются на:

— листовые термопластические массы – оргстекло, винилпласты, состоящие из смол, пластификатора и стабилизатора;

— слоистые пластики, армированные одним или несколькими слоями бумаги, стеклоткани и т.д.;

— волокниты – пластики, армированные стекловолокном, асбестовым волокном, хлопчатобумажным и т.д.;

— литьевые массы – пластики, не имеющие в составе других компонентов, кроме полимерных соединений;

— пресс-порошки – пластики с порошкообразными добавками.

По типу полимерного связующего пластики подразделяются на:

— фенопласты, которые изготавливаются из фенолформальдегидных смол;

— аминопласты, изготавливаемые из меламинформальдегидных и мочевиноформальдегидных смол;

— эпоксипласты, использующие в качестве связующего эпоксидные смолы.

По внутренней структуре и свойствам пластики делятся на две большие группы:

— термопласты, которые при нагреве плавятся, но после охлаждения сохраняют свою первоначальную структуру;

— реактопласты, с исходной структурой линейного типа, при отверждении приобретающие сетчатую структуру, но при повторном нагреве полностью теряющие свои свойства.

Термопласты могут использоваться неоднократно, для этого их достаточно измельчить и расплавить. Реактопласты по рабочим качествам, как правило, несколько лучше термопластов, но при сильном нагреве их молекулярная структура разрушается и в дальнейшем не восстанавливается.

Из чего делают пластики?

Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.

Некоторые этапы производства полимеров представляют собой сложные и чрезвычайно опасные для окружающей среды процессы, поэтому производство пластиков становится доступным лишь на высоком технологическом уровне. При этом конечные продукты, т.е. пластмассы, как правило, абсолютно нейтральны и не оказывают никакого негативного воздействия на здоровье людей.

www.vseznaika.org

Пластики биологического происхождения

А. Лешина
«Химия и жизнь» №9, 2012

Больше 99% всех полимеров и пластмасс делают из нефти, газа или угля. А значит, всё, что окружает нас, — упаковка, стройматериалы, детали автомобилей, ткани, электронные устройства — сделаны из невозобновляемых ресурсов. Впрочем, полимерные материалы еще в 60-е годы ХХ века научились получать из кукурузы, картофельного крахмала, пшеницы, сахарного тростника и т. п., но по технологическим свойствам они уступали полимерам из углеводородов, да и стоили дорого. Однако в последние годы производство полимеров из растений резко выросло, и тому есть несколько причин. Про цены на нефть и про то, что ее запасы истощаются, всем давно понятно. Но кроме этого, промышленники и общественность стали подсчитывать выброс СО

2 при любом производстве, пластики из растений сравнялись по свойствам с синтетическими, а во всём мире стало модно «зеленеть». Многие эксперты считают, что биопластики переживают бум.

Для начала определимся с терминами. Биополимерами называют длинные молекулы, состоящие из одинаковых звеньев, которые встречаются в природе и входят в состав живых организмов, — белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и прочие. Но сейчас речь пойдет не о них, а о полимерах, сделанных из растительного сырья, — именно их называют биопластиками. При этом их «природное» происхождение и название с приставкой «био» не означает, что все они биоразлагаемы и безопасны для окружающей среды.

Это важный момент. Например, из углеводородного сырья научились получать и прочные полимеры, которые не разлагаются в почве больше 200 лет, и биоразлагаемые — они содержат специальные добавки, благодаря которым соответственно ГОСТу распадаются за 180 дней на компоненты, нетоксичные для растений (поэтому их часто также называют биопластиками). А из растений можно получить и стандартные блоки, из которых делают обычные полимеры (этилен, амид и другие), а можно и биоразлагаемые пластики. Скажем, полиэтилен, используемый для упаковки, получают гидролизом и последующей ферментацией сахара из сахарного тростника; полиамид, из которого делают ткани, выделяют из касторового масла, а его получают из растения клещевины. И оба эти полимера ничем не отличаются от своих собратьев, сделанных из нефти. Разница только в том, что сырье на следующий год вновь вырастет на поле. Или в море — ведь сырье может иметь и животное происхождение, к примеру, хитозан (его добавляют в некоторые пластики) получают из хитина панциря ракообразных.

Как сделать из кукурузы пластиковую бутылку для молока? Выращивают специальные сорта (в основном на биомассу идут кукуруза, пшеница, картофель, сахарный тростник и свекла), потом собирают урожай, извлекают из биомассы крахмал (полисахариды) или сахар. Если это масличные культуры (клещевина, соя, рапс), то выделяют триглицериды — сложные эфиры глицерина. Затем начинаются очистка и переработка, включающие не только химические стадии, но и биотехнологические — с участием ферментов и микроорганизмов. Каждому конечному продукту соответствует своя технологическая цепочка. Конечный продукт — или мономер для дальнейшей полимеризации (это может быть обычный этилен, амид, эфир, молочная кислота), или чистая природная биомолекула, пригодная для дальнейшей модификации (например, крахмал).

Если на конечной стадии получился обычный полиэтилен (или что-то подобное), то его легко смешать с полиэтиленом, полученным из нефти. Это часто и делают крупные компании, вводя для такого пластика специальную маркировку или название (Polyethylene Green и т. п.). Когда вы видите на бутылке эмблему биопластиков, это, скорее всего, означает, что часть мономера в составе полимера, из которого она сделана, получена из биомассы. Например, в 2009 году компания «Кока-кола» выпустила «растительную бутылку», но в ней пока только 30% полимера получено из биомассы, а у «Вольвика» (производитель питьевой воды) — только 20%. В свете последних модных веяний это можно оценить как хороший рекламный ход.

Из чего бы ни были сделаны традиционные полимеры, проблема утилизации остается. Согласно современным тенденциям, полиамид, полученный из касторового масла, или полиэтилен и полиэтилентерефталат из биомассы надлежит собирать и отправлять на переработку, точно так же, как и их нефтяные аналоги. Если переработка и повторное использование невозможны, тогда их сжигают.

Некоторые компании идут другим путем, смешивая традиционные полимеры с природными молекулами. Например, компания Roquette модифицировала крахмал из пшеницы, пришив к нему гидрофобные группы, и стала добавлять его к полиэтилену или полипропилену. Получается композитный материал, из которого делают упаковку для косметики, стаканчики для йогуртов и даже панели автомобиля.

Просто воспроизводить уже известные мономеры не так интересно, тем более что из нефти или газа они всё равно пока дешевле. Интересно создавать что-то новое и не наносящее вред окружающей среде. Поэтому огромное число исследователей ставят на биоразлагаемые пластики, полученные из растительного сырья, — собственно, они составляют 80% всего рынка биопластиков. Название «биоразлагаемые» говорит само за себя — как уже упоминалось, за шесть месяцев почвенные микроорганизмы переработают их до воды, диоксида углерода или метана с остатком максимум 10%, который также можно использовать в компосте. Таких биоразлагаемых биопластиков на рынке довольно много, причем спектр их технологических свойств уже почти перекрыл традиционные полимеры. Условно их можно разделить на следующие большие группы: полилактиды (ПЛА), то есть полимеры на основе молочной кислоты, образующейся после молочнокислого брожения сахаристых веществ; полигидроксиалконоаты (ПГА) — продукты переработки растительного сахара микроорганизмами; и материалы на основе крахмала. Существуют также материалы, сделанные на основе лигнина, целлюлозы, поливинилового спирта, капролактона и других.

Крахмал — пожалуй, самое распространенное сырье для биоразлагаемых материалов, с ним работают более 30% специализированных предприятий. Конечно, сам он довольно хрупкий, но если в него добавить растительные пластификаторы (глицерин, сорбитол), волокна льна, конопли или полимер молочной кислоты, полученный из кукурузы или свеклы, то это увеличит механическую прочность и пластичность. Модификация гидрофильных ОН-групп сделает его устойчивым к влаге. Таким образом, крахмал используют не только в качестве наполнителя, но и модифицируют его, после чего получается полимер, который разлагается в окружающей среде, но при этом обладает свойствами коммерчески полезного продукта.

Изделия из модифицированного крахмала производят на том же оборудовании, что и обыкновенную пластмассу, его можно красить. Правда, его технологические свойства пока уступают полиэтилену и полипропилену, которые он мог бы заменить. И все-таки из крахмала уже делают поддоны для пищевых продуктов, сельскохозяйственные пленки, упаковочные материалы, столовые приборы, сеточки для хранения овощей и фруктов и многое другое.

Полилактиды, или полимеры молочной кислоты (ПЛА), которые получают после ферментации сахаров кукурузы или другой биомассы, также используют довольно широко. Из 80 организаций, производящих в различных странах биоразлагаемые пластики или их смеси, полимеры на основе ПЛА делают около 20% компаний. На самом деле ПЛА часто смешивают с крахмалом для лучшего биологического разложения и рентабельности производства. Полилактиды — яркие и прозрачные, поэтому они могут составить конкуренцию полистиролу и полиэтилентерефталату. Из них производят изделия с коротким сроком службы: упаковки для фруктов и овощей, яиц, деликатесных продуктов и выпечки, а также хирургические нити, используют их как средство доставки лекарств. В полилактидные пленки упаковывают сандвичи, леденцы и цветы. Существуют ПЛА-бутылки для воды, соков, молочных продуктов.

Еще одна группа, полигидрокси-алканоаты (ПГА) — третьи по значимости биоразлагаемые полимеры (в промышленном масштабе ПГА производят около 8% компаний). Самые значительные представители этого семейства, полигидроксибутират (ПГБ) и полигидроксивалерат (ПГВ), также получают из сахаров. Из них делают упаковочные и нетканые материалы, одноразовые салфетки и предметы личной гигиены, пленки и волокна, связывающие вещества и покрытия, водоотталкивающие покрытия для бумаги и картона.

В общем и целом на упаковку идет примерно 60% биопластиков, причем не только биоразлагаемых. Эти полимеры также используют при производстве одноразовой посуды, в сельском хозяйстве (защитные пленки), электронике (разъемы, оболочка компьютеров, зарядные устройства, мобильные телефоны, клавиатуры). Появляются всё новые приложения.

Разлагаемые биопластики широко применяют и в медицине. Полимеры, сделанные из биомолекул, лучше совместимы с человеческими тканями и рассасываются легче, чем «традиционные» пластики. Например, немецкие хирурги испытали хирургические винты из полилактидов. Они рассасываются через два года, и больных не надо оперировать повторно, как это сейчас происходит с металлическими штифтами. В США исследуют медицинские импланты из смесей биоразлагаемых полимеров, например для восстановления коленного хряща. А японцы недавно выпустили на рынок почти прозрачную клеящуюся пленку толщиной в десятки нанометров. Она сделана из хитозана и предназначена для быстрого заживления внутренних ран. Теоретически она могла бы заменить медицинские нити или скобы.

Одно из преимуществ биопластиков, которое подчеркивают все их производители, — они существенно уменьшают выбросы диоксида углерода в окружающую среду. Это зависит именно от сырья, ведь биомасса растет благодаря тому, что поглощает из атмосферы диоксид углерода. И даже если неразлагаемые пластики, сделанные из растений, сожгут в конце цикла, в атмосферу попадет лишь тот углекислый газ, что они поглотили при жизни. По приблизительным подсчетам, только пластики на основе крахмала могут сэкономить от 0,8 до 3,2 т CO2 на тонну продукции по сравнению с полиэтиленом, полученным из органического топлива. При производстве ПЛА в атмосферу выбрасывается вполовину меньше углекислого газа, чем при производстве полимеров на основе нефти. В любой статье о биопластиках подобные цифры подчеркивают с особым оптимизмом.

Безусловно, возобновляемое сырье уменьшает зависимость от полезных ископаемых, и это замечательно. Однако не составит ли выращиваемая биомасса конкуренцию продовольственным сельскохозяйственным культурам? Похоже, это теоретические опасения. Сегодня биомасса, которая идет на производство биотоплива и химических продуктов, — это не более 5% от всей биомассы, используемой человеком. Распределение выглядит примерно так: 62% биомассы — это сельскохозяйственные культуры (продукты питания), 33% — лес для обогрева, строительства, мебели и бумаги, и только оставшиеся 5% идут на текстиль, химию. Вряд ли это соотношение сильно изменится в последнее время даже при активном росте производства биопластиков. По большому счету речь о конкуренции не идет. Тем более что сейчас многие производители стремятся изготовлять биопластики из отходов сельхозпроизводства и целлюлозы, оставшейся от обработки древесины.

Технология получения полимеров из растений появилась несколько десятилетий назад, но их производство долго оставалось в зачаточном состоянии по понятным причинам. Как отмечают многие специалисты, в последние годы наблюдается явное оживление этой отрасли. В 2010 году было произведено 724 тысячи тонн биопластиков (включая биоразлагаемые пластики из углеводородного сырья), что составляет примерно 0,2% мирового рынка производства пластмасс (250 миллионов тонн в год). Сейчас этот сектор растет довольно быстро по сравнению с тем, что было раньше. Причины, как уже говорилось, не только в повышении цен на нефть и исчерпании природных ресурсов, но и в прогрессе технологий и появлении новых материалов. Кроме того, очевидно желание промышленников «озеленить» свой имидж.

Биопластики на основе полилактидов, крахмала и целлюлозы

Инициаторы массового использования биопластиков — это почти всегда крупные производители продуктов питания или косметики. Вот несколько заметных проектов последних лет: французский Danone со стаканчиком для йогурта «Активия» из ПЛА (марка Ingeo от NatureWorks), компания Coca-Cola с бутылками из растительного аналога полиэтилентерефлата (ПЭТ) собственного производства, компания PepsiCo, также выпускающая растительный ПЭТ для своих бутылок. В бутылки из ПЛА марки Ingeo от NatureWorks заливают минеральную воду Biota и расфасовывают детские йогурты Stonyfield Farm. Большая компания RPC выпустила пробную серию косметической упаковки из ПГА.

Конечно, коммерческими гигантами движет не только забота о планете и желание вызвать позитивное к себе отношение у сознательных потребителей. Активно участвуя в сокращении выбросов СО2, они также снижают себе ставку налогов. Кстати, несовершенство биоупаковки они всё-таки учитывают: газированные напитки разливают в растительный, но не биоразлагаемый материал, а йогурты в стаканчиках из ПЛА должны храниться в холодильнике.

Хоть эксперты и считают, что производство биопластиков к 2020 году будет составлять 3,5–5 миллионов тонн, или примерно 2% (по некоторым оценкам, 5%) от общего производства пластиков, говорить о массовом выпуске пока не приходится. Правда, есть и оптимистичные подсчеты, согласно которым к 2020 году пятая часть мирового рынка пластмасс будет занята биопластиками (примерно 30 миллионов тонн).

Проблема, как всегда, в деньгах — сегодня биопластики стоят в 2–7 раз дороже, чем их аналоги, полученные из углеводородного сырья. Однако не стоит забывать о том, что еще пять лет назад они были в 35–100 раз дороже. Практически все группы полимеров, которые сегодня делают из нефти, уже имеют аналоги, произведенные из биоресурсов, и их можно было бы по крайней мере частично заменить во всех применениях. Но пока биопластики так дороги, их массовый выпуск нереален. Многие эксперты полагают, что как только большое количество заводов начнет выпускать биопластики, цена упадет, и тогда-то они составят реальную конкуренцию полимерам из нефти. Поскольку свойства материалов улучшаются, а объемы производства растут, то перспективы, очевидно, есть. Но сегодня конкурентоспособны в массовом масштабе только полимеры с уникальными свойствами — например, те, которые используют в фармакологии и медицине. Уникальна также молочная кислота, из которой сегодня делают 200 тысяч тонн полилактидов в год.

Вероятно, кто-то опять подумает: если посчитать все затраты на выращивание биомассы, ее переработку и извлечение сахара и крахмала, превращение их в полимеры и изготовление конечных продуктов, то сколько же энергии для этого потребуется? Наверняка больше, чем при добыче газа и нефти. Стоимость, очевидно, будет различаться в зависимости от выращиваемой культуры, климата и схемы производства. Где-то и когда-то это выгодно, а в других случаях о выгоде можно говорить с большой натяжкой. Но в любом случае этот сектор надо активно развивать — ведь накопленные знания пригодятся будущим поколениям. Ведь потомки регулярно будут поминать нас тихим словом, когда, отправившись в лес по грибы, под каждой сгнившей корягой будут находить совершенно целые пластиковые бутылки.

elementy.ru

Что делают из нефти? Основные нефтепродукты :: SYL.ru

Очень многое из того, что мы используем в быту, в какой-то мере состоит из нефти. Зубная щетка, электрический чайник, телевизор, светильник, игрушки, посуда – эти и многие другие предметы, состоящие из пластмассы, являются важным результатом развития химической промышленности и применения «черного золота». Какие продукты делают из нефти и почему она незаменима для человечества – попробуем разобраться в этой статье.

Промышленная ценность нефти

Нефть является одним из наиболее ценных и популярных видов сырья. А страны, владеющими ее месторождениями, фактически управляют мировой экономикой.

На протяжении всей истории человечества люди изучали природные ресурсы и учились извлекать из них полезные свойства. Так, исследовав ее структуру, химики установили, что можно делать из нефти много полезных продуктов. Таким образом, «черное золото» вошло во все сферы жизнедеятельности человека.

В повседневной жизни человека окружает множество вещей и средств, о происхождении которых он даже не догадывается. Что делают из нефти? Ответ на это вопрос кроется в структуре этого уникального природного ресурса, который состоит из смеси углеродов и важных химических соединений. Под влиянием определенного давления и температуры происходит удаление из нефти ненужных компонентов, и создаются чистые нефтепродукты.

Как происходит переработка нефти

Дело в том, что в сыром виде нефть не используется. Сразу после добывания «черное золото» проходит определенную переработку. На первом этапе сырье очищают. Затем проводят первичную и вторичную переработку. При первичной нефть перегоняют, разделяя ее составляющие компоненты на отдельные части – фракции. На этом этапе получают разные виды топлива: бензин, солярку, дизельное и реактивное топливо. Это и есть ответ на часто задаваемый вопрос о том, как из нефти делают бензин. Также во время переработки получают сжиженный газ, мазут, смазочные материалы – вазелин, гидравлические и электроизоляционные масла и т. д. Много полезных продуктов производят при последующей переработке мазута. Так, из этого нефтяного остатка изготовляют парафин, битум, жидкое котельное топливо, асфальт и многие масла.

Многие компоненты, полученные при первичной переработке нефти, применяются производителями косметики: вазелиновые и парфюмерные масла, петролатум, пропиленгликоль и т. д. После отделения фракций остается гудрон – нефтяной концентрат, который обладает отличной гидроизоляцией, поэтому используется в строительстве дорог и домов.

Когда все составляющие отделены, приступают к вторичной переработке нефти. На этом этапе структура ее углеродов изменяется. При этом получают сырье, которое используют для производства каучука, пластмассы, синтетических тканей, резины, полиэтилена, полимера, полипропилена, воска, лаков, красок, растворителей, ядохимикатов.

Что делают из нефти

Практически невозможно назвать все продукты, которые производят на основе нефти и ее компонентов. В общем количестве насчитывается около 6000 таких изделий. Остановимся на наиболее известных и важных продуктах.

Топливо

Всем хорошо известно, что нефть является главным сырьем для производства топлива (бензина, дизеля и керосина). Оно считается основным продуктом, получаемым из нефти, от которого зависит вся мировая экономика. Согласно цифрам, производство бензина занимает 50% от общего объема всех изготовляемых нефтепродуктов.

Пластмасса

Каждый год в целом мире производится около 180 млн тонн пластмассы. Большинство людей даже не догадываются о том, что делают из нефти такие необходимые в повседневной жизни предметы, как пищевые и мусорные контейнеры, коробочки, мебель, детали для техники и автомобилей, посуда, аксессуары для одежды, игрушки и многие другие пластмассовые мелочи. Таким образом, товары из этого материала занимают второе место по распространенности. Такая популярность пластмассы объясняется ее дешевизной, легкостью в обработке и возможностью многократной переработки.

Полиэтилен и пластик

В современном мире полиэтилен является практически незаменимым материалом. Из него ежегодно производят миллионы пластиковых потребительских товаров. Самыми популярными продуктами из полиэтилена считаются упаковочные материалы и пластиковые бутылки. Полиэтилен очень удобно использовать в промышленных целях, поскольку он очень пластичный и способен легко менять форму.

Синтетика

В последнее время все большей популярностью пользуются синтетические ткани. Такие материалы обладают важными свойствами, отличающими их от натуральных тканей. Например, самый популярный синтетический материал – нейлон — является наиболее прочной тканью. А вместо шерсти в текстильной промышленности используют акрил и лайкру.

Очень часто в состав многих тканей входит полиэстер. Эта синтетическая составляющая придает изделию эластичность, большую прочность. Полиэстер часто добавляют как в натуральные ткани, так и в синтетические. Определить такой материал несложно – после сжатия он практически не мнется. Но все же полиэстер имеет огромный недостаток – он практически не пропускает воздух.

Лечебные и косметические средства

Благодаря полезным свойствам, некоторые компоненты нефти широко используются в медицине. Наиболее известное лекарство, которое производят из нее, – «Аспирин», или ацетилсалициловая кислота. Еще в конце XIX века ученые открыли принцип выработки из фенола лекарственного средства, которое осталось популярным и до наших дней. Из него производят антисептики, антибиотики, противотуберкулезные препараты, лекарства от желудочно-кишечных заболеваний, успокаивающие средства.

Особое место занимают нефтепродукты в жизни современной женщины. Дело в том, что нефть широко применяется в косметологии. На основе ее составляющих производят тени для век, лаки для ногтей, карандаши для губ и глаз. Большая часть парфюмерии также состоит из продуктов нефтехимии.

Пересчитывать все, что делают из нефти, можно очень долго. Практически каждый предмет, который мы используем в своей жизни, частично состоит из нефтепродуктов. Такое широкое использование «черного золота» является главной причиной постоянного роста его стоимости. И это справедливо, ведь нефть не только дает человечеству возможность согреться и быстро передвигаться, но и способствует созданию комфортных бытовых условий, без которых трудно представить современную жизнь.

www.syl.ru

Про нефть из пластиковых бутылок / Аналитика

Никогда не апеллируй к лучшим качествам человека.
Возможно, он ими не располагает.
Надежней обращаться к его личному интересу.
© Р. А. Хайнлайн. «Достаточно времени для любви, или жизни Лазаруса Лонга».

В этом году в середине декабря в Европейской части России неожиданно наступила зима, и, как обычно бывает в таких случаях, риторика по поводу использования альтернативных видов топлива и энергии ушла на второй план. Гибриды, электромобили, этиловый спирт, биодизель из водорослей и рапса, прочая альтернативная экзотика – как хорошо обсуждать это в тепле салона автомобиля, работающего на привычном бензине, или в тепле кухни, глядя на синие язычки газового пламени под разогревающимся чайником. Как бы это печально не звучало, но все эти «зелёные» инициативы, проекты борьбы с потеплением мирового климата и предложения по переходу на использование альтернативной энергии и топлива всегда будут наталкиваться на оценку человечества с точки зрения чистой выгоды. Далеко ходить за примерами не нужно: вряд ли кто-то из нас готов заплатить лишнюю сотню долларов за материнскую плату или тысячу за сервер только лишь «за красивые глаза» производителя, увлекательно обещающего спасение планеты и какую-то маловразумительную экономию электричества за счёт возросшей цены изделия. В перспективе многие не отказались бы сменить нынешний бензиновый или дизельный автомобиль на более перспективный электромобиль. Но лишь немногие и только на первых порах будут руководствоваться при этом экологическими соображениями, а скорее — соображениями престижа и «модности» такой покупки; большинство при этом ни за что не заплатит за электромобиль удвоенную цену обычного бензинового или дизельного автомобиля с таким же набором удобств, разве что цена топлива перед этим подскочит на порядок. Цинизм трезвого расчёта – вот на чём зиждется современная цивилизация, и вряд ли что-то существенное изменится в поведении человечества в обозримом будущем.
Единственный выход из порочной и с годами лишь усиливающейся практики загрязнения самой планеты и её атмосферы – находить и внедрять более выгодные технологии получения энергии нежели существующие на сегодняшний день традиционные способы. Именно тогда вездесущий вектор человеческого цинизма, во всём ищущего выгоды, из тормозящего фактора в деле сохранения живой природы превратится в фактор помогающий.
Что мы имеем на сегодняшний день? Как правило, технологии получения, скажем, новых видов альтернативного топлива для автомобилей требуют или огромных капиталовложений, окупаемость которых порой рассчитывается на десятилетия, или таких затрат других видов энергии на промежуточных стадиях, при которых в финале производство такого топлива становится воистину «золотым», нерентабельным, особенно по сравнению с затратами на обычную перегонку нефти. В неоднократных тематических публикациях раздела IT-байки на тему получения и использования альтернативных видов автомобильного топлива мы рассматривали самые различные виды сырья, однако ещё ни разу не касались темы использования для этой цели отходов человеческой жизнедеятельности. Ну, разве что отходы канализации и фабричных сливов для «кормёжки» водорослей, однако ни разу речь не заходила о вторичном использовании органического мусора. Между тем, человечество уже давным-давно приспособилось генерировать несметные объёмы потенциальных мусорных «ресурсов» для производства топлива в промышленных масштабах. Взять, к примеру, наиболее распространённый вид органического мусора – пластиковые бутылки. Попробуйте мысленно прикинуть количество пластика, который мы регулярно отправляем на свалку – все эти многочисленные бутылки и упаковки из-под разных напитков, масел, консервов и так далее, тому подобное. Ежегодно это десятки килограмм в масштабе одной семьи, тонны и десятки тонн в масштабе дома и вовсе уж немыслимые мегатонны в масштабах мегаполисов.

Мы пластик породили, мы его… используем ещё раз

Чем привлекательна идея производства топлива из органики, накопленной человечеством в виде пустых пластиковых бутылок – так это дешевизной и доступностью этих «энергетических ресурсов». И действительно, получение мегатонн сырья не требует многомиллионных вложений на геологическую разведку месторождений, разработки глубоких шахт или бурения глубоких скважин. Дело за малым: научиться перерабатывать доступные и очень дешёвые отходы из пластика в какую-либо разновидность высокоэнергетического топлива, пригодного для дальнейшего использования с помощью уже существующей энергетической инфраструктуры. И вот с этим до недавнего времени была значительная заминка, ибо все известные варианты превращения мусорной органики в ценное топливо были сопряжены с высоким энергопотреблением в процессе переработки, сводящем на нет все выгоды такой альтернативной энергетики. Однако в этом году ситуация с рентабельностью такой переработки, похоже, наконец-то изменилась. Причём, в кои-то веки разговор не о лабораторном открытии, лишь через годы обещающем стать выгодным коммерческим проектом. На этот раз речь о промышленной установке под названием Envion Oil Generator (EOG), производства одноимённой компании Envion. Опытная эксплуатация первой такой установки началась в сентябре 2009 года на одном из предприятий по переработке твёрдого мусора в штате Мэриленд, США. В теории смысл процесса переработки выглядит достаточно просто и логично: поскольку пластик, имеющий преимущественно «нефтяное» происхождение, потенциально хранит в себе огромный объём энергии, которая пока уходит буквально в утиль, есть смысл поискать способы освобождения этой энергии в приемлемом виде. Например, конвертировать пластиковый мусор во что-то подобное его первоначальному состоянию в виде жидкой синтетической нефти. На практике же пока лишь немногие разработчики технологий смогли добиться практических результатов с разумным расходом энергии на собственно процесс переработки. В частности, генератор компании Envion является первой в своём роде, позволяющей относительно недорого конвертировать практически любой тип пластикового мусора в жидкое топливо. Технические характеристики технологии, реализованной в Envion Oil Generator, можно описать следующим образом: из одной тонны пластикового сырья получается от трёх до пяти полноценных 42-галлоновых баррелей высококачественной синтетической нефти лёгких или средних фракций. То есть, одна такая установка способна ежегодно перерабатывать до 10 тысяч тонн пластикового мусора, выдавая при этом до 50 тысяч баррелей синтетической нефти. Никто ещё не подсчитывал количество пластикового мусора, закапываемого в землю в России, зато есть цифры по США: внедрение установок Envion Oil Generator в их национальном масштабе позволило бы генерировать ежегодно более 150 млн баррелей синтетической нефти. Экономический эффект от внедрения этой технологии в глобальном масштабе можете подсчитать сами, исходя из того, что порядка 8% всей нефти, добываемой в мире ежегодно, расходуется как раз на производство пластика. Установки Envion Oil Generator, работая по замкнутому циклу без применения каких-либо катализаторов, способны перерабатывать любые сорта пластикового мусора без предварительной его сортировки. Особенность технологического процесса Envion заключается в том, что в процессе конвертации пластика в нефть не производится массовое сжигание какого-либо дополнительного топлива, необходима лишь минимальная энергетическая подпитка. Поскольку питание установки производится от электрического источника, процесс переработки полностью автоматизирован и при желании может управляться даже через интернет. На месте требуется присутствие лишь двух операторов, при этом один из них управляет процессом загрузки предварительно измельчённой пластиковой массы в приёмный бункер, а второй просто «следит за лампочками» системы контроля безопасности.
Несмотря на ограниченный характер информации о применяемой технологии переработки, точно известно, что автономная установка Envion Oil Generator состоит из двухэтажного химического реактора, оснащённого встроенной мешалкой пластиковой массы и нагревающими инфракрасными элементами с электрическим питанием. Отдельно подчёркивается, что процесс преобразования пластика проистекает при ограниченном доступе кислорода в реактор. Благодаря применению электрической схемы питания и системы с закрытым контуром появляется возможность точнейшего контроля температуры процесса преобразования, а значит и высокой степени переработки сырья. По данным компании, до 82% пластика перерабатывается в жидкое топливо. В течение года потребуется от двух до четырёх остановок на техническое обслуживание установки по её очистке от не переработанных отходов (что значительно меньше чем при традиционной переработке мусора), при этом остаточный осадок также может быть сожжён для выработки энергии – правда, с меньшей эффективностью чем получаемое топливо. Выход готовой продукции, несомненно, напрямую зависит от сортов пластика, поступающих на переработку, но в любом случае конвертирование тонны пластиковых отходов даст 3-5 баррелей искусственной нефти, при этом, согласно данным Envion, на производство одного барреля топлива затрачивается от 59 до 98 киловатт-часов электричества (сравнимо с расходом электричества в отдельно взятой квартире за несколько дней). И ещё один штрих к «портрету» техпроцесса: когда речь идёт о переработке любого пластика, подразумевается именно любой пластмассовый мусор, включая крупногабаритный упаковочный материал, пакеты, контейнеры от маргарина, бутылки из-под колы и кефира, канистры и пробки. Исключение составляют разве что бутылки из полиэтилентерефталата (PET), и то лишь по причине и без того высокой их стоимости на рынке вторичной переработки (по отдельным данным, нынче — до 500 евро за тонну сырья).
Установка Envion Oil Generator может быть передана в эксплуатацию на муниципальном уровне – например, предприятиям вблизи городских свалок, именно городской мусор содержит до 24% пластиковых отходов. Таким образом, появляется возможность постоянно избавляться от значительных объёмов пластикового мусора без необходимости его транспортировки на дальние расстояния, получая взамен постоянный источник превосходного топлива. Кстати упомянуть, получаемая в результате переработки синтетическая нефть изначально очищена и на 99% лишёна осадков, что позволяет беспрепятственно использовать её для производства бензинов, дизельного топлива, керосина и авиационного топлива.
Финальный продукт, по сведениям очевидцев, выглядит как «слегка загустевший лимонад» при этом его запах представляет собой «нечто среднее между запахом бензина и дизельного топлива». Согласно информации от представителей компании Envion, у них уже есть как минимум один потребитель продукции, готовый скупать получающийся продукт для дальнейшей переработки в автомобильное топливо, и в настоящее время ведутся переговоры с множеством других перерабатывающих компаний. Судя по характеру получающегося продукта, обычным нефтеперегонным заводам вряд ли потребуется существенное изменение технологии для переработки такого сырья.
Обратимся, наконец, к тем цифрам, которые способны трансформировать извечный эгоизм трезвого человеческого расчёта из врага в друга «зелёных технологий». Согласно данным Envion, стоимость переработки пластикового мусора в синтетическое топливо составляет менее $10 за баррель получаемого продукта. Иными словами, при полной ежегодной загрузке одной установки EOG десятью тысячами тонн пластика, цена переработки мусора составляет примерно $17 за тонну. Сравните эти данные с расходами порядка $70-$200 за тонну при традиционной переработке мусора, или с расходами порядка $50 — $150 за тонну по специальной программе вторичного использования пластика, по которой перерабатывается в среднем не более 6,8% всего пластмассового мусора.
Вот теперь желающие могут взять калькулятор и посчитать экономический эффект от внедрения такой технологии переработки пластикового мусора в искусственную нефть. Стоимость первой установки Envion Oil Generator «под ключ» составила порядка $5 млн, возможно, в перспективе она будет снижена благодаря тому, что в Envion планируют не только выпускать установки EOG самостоятельно, но также наладить из выпуск по лицензии – как в США, так и во всём мире.
Хочу также отметить, что эту публикацию не стоит воспринимать как похвалу или рекламу именно установке Envion Oil Generator. Просто Envion оказалась первой, кому удалось добиться столь высокой рентабельности коммерческой переработки пластикового мусора в приемлемое для дальнейшей обработки топливо. Здесь уместно вспомнить крылатую фразу в адрес Штирлица, которую Юлиан Семёнов приписал Мюллеру: «что знают двое, знает и свинья». Сдаётся мне, если Envion «пожадничает» с ценой лицензирования своей технологии, в самое ближайшее время появится множество патентных заявок на схожие химические реакторы для переработки пластика в синтетическое топливо. Такую технологию – при условии её действительно высокой рентабельности, вряд ли удастся сохранить в незамутнённо-эксклюзивном виде, прецеденты были.
Однако вернёмся к калькулятору. Мощность установки EOG известна, затраты на электроэнергию можете посчитать в зависимости от региональных тарифов. Разумеется, пластиковый мусор сам себя сортировать и измельчать на свалках не будет, так что определённые затраты также понадобятся на стадии предварительной подготовки сырья. Но ведь в любом случае, горы пластикового мусора сегодня в большинстве случаев буквально закапываются в землю без какой-либо переработки или попросту сжигаются с достаточно низкой эффективностью.
Теперь попробуем составить мысленный ряд из перспективных на сегодняшний день технологий производства альтернативных видов автомобильного и авиационного топлива – из сельскохозяйственных культур, водорослей, этилового спирта и так далее. Процесс переработки пластика образца Envion окажется в этом ряду далеко не самым затратным, а может быть и наиболее рентабельным, а уж с экологической точки зрения – несомненно, одним из наиболее полезных для планеты. Сдаётся, даже для тех стран, где натуральной нефти завались-залейся, отказ от переработки пластиковых отбросов с такой заманчивой рентабельностью со временем будет выглядеть непростительным преступлением. Тем более что, как бы анекдотично это не звучало, пока что пластиковые отходы можно смело отнести к категории самых настоящих возобновляемых ресурсов – как ветер, солнце или урожай рапса и кукурузы. Поскольку в обозримом будущем от использования пластика и, соответственно, «генерирования» мегатонн пластикового мусора, никто отказываться не собирается.
Ссылки по теме:
Дополнительно по теме:

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Вы не поверите, что делают из нефти!

Нефть называют «чёрным золотом» неспроста. Её используют не только для банальной продажи на мировом рынке или перегонки в бензин. Оказывается, у нефти есть и другие, иногда неожиданные способы применения. Хотите узнать, что именно делают из нефти?

 

Фарш, сардельки, колбаса

Во всём мире давным-давно используют отходы нефтепереработки для производства пищевой продукции. Воспроизвести кусок мяса, идеально повторяющий натуральный, учёные пока не могут, но вы ни за что не отличите на вкус «искусственный» фарш или колбасу от «настоящего».

Интересный факт: если пустить на синтез белка 4% от добываемой каждый год нефти, это даст около 50 млн тонн белка – основного компонента многих продуктов. Только представьте — этого объема с лихвой хватит, чтобы в течение года сытно кормить 4 миллиарда человек!

 

Духи, дезодоранты и антиперспиранты

99% ароматов синтезируются из продуктов нефтехимии. В результате вы можете ощущать все эти: «нежный персиковый оттенок», «нотки мускуса», «аромат грейпфрута», в продукции известных брендов.

 

Предметы из пластмассы

Невероятно, но факт: большинство игрушек для детей созданы из продуктов нефтепереработки.

А ещё каждый год в мире производят 180 млн тонн пластмассы. Из нее делают посуду, кухонную утварь, предметы интерьера, фурнитуру и другие важные «мелочи» для обустройства жилища и быта современного человека.

 

Шампуни, гели и крема

Практически все косметические средства содержат такие вещества как mineral oil, paraffinum liquidum, petrolatum, propylene glycol. Их получают в результате переработки нефти и нефтепродуктов. Без них уже невозможно представить себе производство косметических средств, которыми мы пользуемся каждый день.

 

Лекарства

Фармацевтическая индустрия процветает только за счет нефти (вернее, соединений, которые получаются в результате ее переработки). Они становятся основными компонентами большинства лекарственных средств. В результате их переработки и синтеза получают даже лекарства, способные бороться с раковыми опухолями, ВИЧ и другими видами «чумы XIX века».

Без нефти и нефтепродуктов не было бы современных достижений в области медицины. Одним из таких достижений является создание пластикового протеза легких. Без специального пластика, полученного из нефти, ранее создать такой протез не выходило. Сейчас в Мичиганском университете профессор Роберт Бартлет работает над его испытаниями.

 

Одежда

В чем вы сейчас сидите? Майке? Кофте? Брюки, шорты или трико? А знаете ли вы, что в 8 случаях из 10 они созданы из искусственных материалов на основе продуктов нефтеперерабатывающей промышленности? Массовое производство одежды стало возможным только благодаря прорыву в «нефтянке».

 

Список полезных изделий из нефтепродуктов можно продолжать очень долго. Без этого удивительного вещества — «черного золота», — люди не смогли бы создать многих вещей: никаких тебе автомобилей, скудный набор парфюмерных ароматов, хозяйственное мыло вместо геля для душа…

А вы знали, что из нефти делают так много вещей?

mur.tv

Бензин из пластиковых бутылок и пластмассы

Уважаемые посетители сайта «SAMODELKINDRUG» в представленной вашему вниманию статье речь пойдет, как вы уже наверное догадались из названия, о технологии создания аппарата для перегонки пластиковых бутылок и пластмассы в бензин, а так же дизельное топливо. На сегодняшний день цены на бензин и другие энергоносители растут не по дням, а по часам, нефтяные олигархи богатеют за счет простого народа, продавая ему его же богатство, данное от природы.

Но не тут то было, «на каждую хитрую гайку, найдется болт с левой резьбой»:) Группа ученых интузиастов решила развенчать миф о том что бензин и диз-топливо можно получать только из нефти, а так же доказали на собственном примере, что бензин с легкостью можно получить из обычного пластика (пластиковой бутылки)             Как всем сегодня известно что любая пластмасса и пластик делается непосредственно из переработанной нефти, а это значит что держа в руках пластиковую бутылку, вы держите твердую нефть «хотя мало кто об этом даже задумывался»


Как у нас обычно поступают с пластиковой бутылкой после употребления содержимого? Правильно:) попросту выбрасывается куда попало, а между прочим эти самые бутылочки делаются из пластика самого высокого качества, потому как применяются в пищевой промышленности.

И так с пластиком теперь немного понятно, что он является твердой нефтью, но как же ученым мужам удалось получить бензин в лабораторных условиях своими руками?                                                             Начнем с того что бензин и прочие виды топлива из нефти получают за счет её перегонки, или говоря научным языком (пиролиз) а говоря простым народным языком, процесс перегонки нефти проходит по тому же принципу, что и перегонка бражки в самогон:) (самогоноварение)                                                                В домашних условиях высокооктановый бензин получить конечно маловероятно, но для заправки бензопилы, мотоцикла, мотокосы, автомобиля вполне пригоден.

И так для наглядности автор представил чертеж заветного аппарата для перегонки пластика в бензин. Такой самогонный аппарат «на раз соберет» любой уважающий себя Дедок 🙂 В первую очередь стоит позаботится конечно же о технике безопасности и окружающей среде. 1) Пиролиз.

 

И так что же все таки такое (пиролиз) а это и есть тот самый перегонный процесс происходящий с пластиком под действием температуры и без доступа кислорода.

Пластик помещается в емкость, которая в последствии будет предоваться нагреванию, в ходе данного процесса пластик начнет выделять газ, который дальше по трубке поднимется в холодильник и там произойдет конденсация-тое сть газ превратится в жидкость, а именно в бензин, который так всем хочется получить 🙂 Как и на промышленных заводах по получению бензина, Ученые мужи так же в процессе получают несколько фракций: бензин, диз топливо, что то похожее на мазут и сарбент. И вот на выходе получается бензин. Как было оговорено выше данный бензин с легкостью можно заливать в бак бензопилы, мотокосы, мотоцикла, автомобиля. Для лучшего восприятия  прочитанного материала следует закусить  🙂 Извиняюсь! Закрепить просмотром видеоматериалом, который транслировался в Новостной программе НТВ. Приятного просмотра.

Спасибо за внимание! Надеемся материал вам понравился, если есть какие то вопросы, или пожелания, напишите об этом в комментариях.

Источник

 

www.samodelkindrug.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о