از ظروف پلاستیکی، بطریها، کیسهها گرفته تا اسباب بازیهای پلاستیکی. به هر کجا که نگاه کنیم محصولات پلاستیکی زیادی میبینیم که از پلی اتیلن ساخته شده است. پلی اتیلن یکی از محبوبترین مواد گرمانرم است که امروزه در دسترس است و در بسیاری از صنایع برای ساخت و تولید محصولات متنوع مورد استفاده قرار میگیرد. اما ، پلی اتیلن چیست؟ از چه چیزی ساخته شده است؟ چگونه پلی اتیلن را پردازش کنیم؟
پلی اتیلن یک ترموپلاستیک سبک وزن و بادوام با ساختار متغیر کریستالی است. این ماده یکی از پلاستیکهای پرمصرف در جهان است (به طوری که سالانه دهها میلیون تن از این ماده در سراسر جهان تولید میشود). از پلی اتیلن در مصارف مختلف برای فیلمها، لولهها، قطعات پلاستیکی و … در صنایع مختلف (بستهبندی، خودرو، برق و غیره) استفاده میشود. پلی اتیلن از پلیمریزاسیون مونومر اتیلن (یا اتن) ساخته میشود. فرمول شیمیایی پلی اتیلن(C2H4) است.
پلی اتیلن با افزودن یا پلیمریزاسیون رادیکال مونومرهای اتیلن (الفین) ساخته میشود. (فرمول شیمیایی اتن – C2H4). برای انجام پلیمریزاسیون پلی اتیلن از کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و متالوسن استفاده میشود.
پلی اتیلن از خانواده پلیمرهای پلی الفین است و بر اساس تراکم و شاخه طبقه بندی میشود. متداولترین انواع پلی اتیلن عبارتند از:
پلی اتیلنهای شاخهای که به دو دسته زیر تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)
پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE)
پلی اتیلنهای خطی خود به دو دسته مختلف تقسیمبندی میشوند:
پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا (UHMWPE)
پلی اتیلن متقاطع (PEX یا XLPE)
علاوه بر دستهبندی ذکر شده در بالا، پلی اتیلن در انواع دیگر نیز موجود است مانند:
پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE)
پلی اتیلن با چگالی بسیار کم (VLDPE)
پلی اتیلن با وزن مولکولی بالا (HMWPE)
پلی اتیلن فوق العاده کم وزن مولکولی (ULMWPE)
پلی اتیلن کلردار (CPE)
پلی اتیلن سبک یا پلی اتیلن با چگالی کم یا LDPE مخفف Low Density Poly Ethelene، یک پلیمر نیمه سخت و نیمه شفاف است. این نوع پلی ایتیلن در مقایسه با HDPE، دارای درجه بالاتری از شاخههای زنجیرهای جانبی کوتاه و بلند است. پلی اتسلن سبک در فشار بالا در بازه ۱۰۰۰-۳۰۰۰ بار و در بازه دمایی ۸۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد از طریق فرآیند پلیمریزاسیون رادیکال آزاد تولید می شود. LDPE از ۴۰۰۰ تا ۴۰،۰۰۰ اتم کربن تشکیل شده است که دارای شاخههای کوتاه زیادی است.
دو فرآیند اساسی که برای تولید پلی اتیلن با چگالی کم استفاده می شود:
مسیرهای اتوکلاو یا لوله ای همزن.
راکتور لولهای. که این روش به دلیل سرعت بالای تبدیل اتیلن، نسبت به مسیر اتوکلاو اولویت پیدا کرده است.
صنایع شیمیایی بسیار وسیع میباشند و شامل انواع مختلف صنایع تولید محصول هستند. تولیدات آنها بر اساس استفاده زیاد از مواد شیمیایی میباشند. معمولا صنایعی که با تولید مواد شیمیایی صنعتی درگیر هستند، به طور گستردهای بهعنوان صنایع شیمیایی شناخته میشوند.
تولید محصولات صنایع شیمیایی را میتوان در سه دسته قرار داد:
مواد شیمیایی پایه در مقادیر زیاد تولید میگردند. این مواد عمدتا در صنایع شیمیایی و سایر صنایع، قبل از تبدیلشدن به محصولاتی برای مصرفکننده عمومی، فروخته میشوند. به عنوان مثال، اسید اتانوئیک برای ساخت استرها و رنگ به فروش میرسد. همچنین مقادیر زیادی اتن به عنوان گاز از طریق خط لوله در سراسر اروپا حمل و به شرکتهای سازنده پلی (اتن) و سایر پلیمرها فروخته میشود. سپس این قطعات قبل از خرید توسط مصرفکننده واقعی، به تولیدکنندگان قطعات پلاستیکی به فروش میرسد.
بسیاری از شرکتها از برخی از محصولات شیمیایی خود بهعنوان واسطه در فرآیندهای تولید خود استفاده میکنند. اغلب خوشههایی از فرآیندها وجود دارند که از خروجی یکی بهعنوان ورودی برای دیگری استفاده میکنند.
مواد شیمیایی مشتق شده از نفت که بهعنوان پتروشیمی شناخته میشوند.
پلیمرها
مواد شیمیایی پتروشیمی و پلیمر
تولید مواد شیمیایی از نفت (و به طور فزایندهای از زغالسنگ و زیستتوده) شاهد تغییرات تکنولوژیکی بسیار و توسعه سایتهای تولید بسیار بزرگ در سراسر جهان بوده است. هیدروکربنهای نفت خام و گاز که عمدتا آلکانهای زنجیره مستقیم هستند، ابتدا با استفاده از اختلاف نقطهجوش آنها جدا میشوند. سپس آنها به هیدروکربنهایی تبدیل میگردند که برای صنایع شیمیایی مفیدتر هستند؛ مانند آلکانهای زنجیرهای، آلکنها و هیدروکربنهای معطر.
به نوبه خود، این هیدروکربنها به طیف بسیار گستردهای از مواد شیمیایی پایه تبدیل میشوند. این مواد بلافاصله مورداستفاده قرار میگیرند (نفت، اتانول، اتان -1،2- دیول) یا تحت واکنشهای بعدی برای تولید یک محصول نهایی مفید (مثلا فنل به ساخت رزین و آمونیاک برای تولید کود) استفاده میشوند.
کاربرد اصلی مواد پتروشیمی در ساخت طیف وسیعی از پلیمرها است. با توجه به اهمیت نقش مواد پتروشیمی، به آنها واحد های سازنده پلیمر اطلاق می شود.
حلال های شیمیایی
این دسته، طیف گستردهای از مواد شیمیایی برای حفاظت از محصولات، رنگها و جوهرها را پوشش میدهد. همچنین شامل مواد شیمیایی مورداستفاده در صنایع مختلف مانند نساجی، کاغذ و مهندسی میشود.
مواد شیمیایی مصرفی مستقیما به مردم فروخته میشوند. به عنوان مثال، آنها شامل مواد شوینده، صابون و سایر لوازم بهداشتی هستند. جستجو برای شویندههای مؤثرتر و ایمنتر برای محیطزیست در 20 سال گذشته افزایشیافته است؛ بهویژه در یافتن سورفکتانتهایی که قادر به تمیزکردن هر چیزی از پوست حساس گرفته تا کارخانههای صنعتی بزرگ هستند. به موازات این امر، کار زیادی در تولید مواد شیمیایی مصنوعی برای لوازم آرایشی و عطرها انجام شده است.
پر مصرفترین مواد شیمیایی در سرتاسر جهان عبارتند از:
سالانه بیش از 150 میلیون تن اتیلن (C2H4) تولید میشود که بیش از هر ترکیب آلی دیگری است. تقاضای آن را میتوان تا حد زیادی به پیشرفت در تولید پلیمرها، بهویژه پلیاتیلن نسبت داد. همچنین میتوان از آن برای ساخت سایر مواد شیمیایی صنعتی مانند اتانول استفاده نمود.
رایجترین ماده شیمیایی صنعتی تولید شده در جهان، اسیدسولفوریک (H2SO4) میباشد. اسیدسولفوریک یک جزء ضروری در ساخت فلز بهویژه در تولید مس و روی و همچنین در تمیزکردن فولاد است. تولید اسیدسولفوریک بیش از 3 درصد در در حال رشد میباشد و تولید آن بیشتر به دلیل تقاضا در منطقه آسیا و اقیانوسیه است.
هیدروکسید سدیم (NaOH) یک ترکیب معدنی است که برای بسیاری از صنایع حیاتی میباشد. این ماده برای کاربردهای صنعتی مانند تولید کاغذ تا توسعه نساجی و تولید مواد شیمیایی تمیزکننده استفاده میشود. از این ماده بیش از 70 میلیون تن در سال تولید میگردد. این ماده معمولا بهعنوان یک محصول مشترک در طول ساخت کلر به دست میآید. محبوبیت آن تا حد زیادی به ارزان بودن و توانایی آن در “تمیزکردن” گازها برای حذف موثر اسیدها در حین احتراق بستگی دارد.
پروپیلن (C3H6) که به عنوان متیل اتیلن شناخته میشود، یک ترکیب گاز آلی است. این ماده، محصول فرعی طبیعی حاصل از فرآیند تخمیر میباشد که یک ترکیب شیمیایی مهم در توسعه بخش شیمی سبز به حساب می آید. پروپیلن برای صنعت پتروشیمی و بهعنوان ماده اولیه برای انواع محصولات، بسیار مهم است. سالانه بیش از 850000 تن از آن در سراسر جهان عمدتا بهعنوان سوخت یا برای تولید لاستیک و پلاستیک تولید میشود.
از نیتروژن (N2) سالانه صدها میلیون تن گاز نیتروژن تولید میشود. هنگامی که نیتروژن با هیدروژن ترکیب میشود، آمونیاک تولید میکند که خود یک ماده شیمیایی صنعتی حیاتی است. نیتروژن برای محصولات مختلفی از جمله کود، پارچه، رنگ و حتی مواد منفجره استفاده میشود. این ماده بهعنوان یک گاز، یک “اتمسفر غیر واکنشی” ایجاد میکند که برای ذخیرهسازی مواد غذایی و در صنعت الکترونیک استریل مفید است. در شکل مایع، نیتروژن برای تحقیقات پزشکی مهم میباشد.
بدون شک صنایع شیمیایی برای اقتصاد همه کشورها اهمیت فوقالعادهای دارند. این صنایع تقریبا به هر بخش از اقتصاد کمک میکنند. تولید مواد شیمیایی نهتنها در تولید سموم دفع آفات و کودها بلکه سایر محصولاتی که ما در زندگی روزمره از آنها استفاده میکنیم نیز استفاده میشود. در صنعت نساجی، صنعت داروسازی، صنعت مراقبتهای بهداشتی و حتی صنعت خودرو از این مواد استفاده میگردد. علاوه بر این، اگر نگاه دقیقتری به تمام محصولاتی که استفاده میکنید و نحوه ارتباط آنها با صنایع شیمیایی داشته باشید، تحتتأثیر قرار خواهید گرفت.
© تمامی حقوق برای شرکت پترو بامداد آذران محفوظ است.