Пластик экономиканың патшасы

Полипропиленді әлемдік экономиканың барлық негізгі салаларында қолданатындықтан, «пластик патшасы» деп атайды. Оның жоғары физикалық және химиялық қасиеттері, уытты еместігі және оңай утилизацияланатыны оны саладағы көшбасшы етеді.

Полипропилен қалай пайда болды?

1954 жылы неміс органикалық химигі (бұрынғы нацист, бірақ керемет ғалым) Карл Циглер (Karl Ziegler, 1898-1973) үшэтилалюминий мен титан галогенидтерінен тұратын кешенді (аралас) катализаторларды ашты, олардың көмегімен полиэтиленнің төмен температуралы синтезі жүзеге асырылды. Сол жылы 1940 жылдан бастап оның досы болған, ертеректе дуче Муссолинидің өзі қамқорлығына алған италиялық химик Джулио Натта (Giulio Natta, 1903-1979) — Италияның Монтекатини қаласында басқа қарапайым қанықпаған көмірсутектерді полимерлеу әдістерін әзірлей отырып Циглердің катализаторларының көмегімен стереоспецификалық полимерлеу әдісін ашты.  Қарапайым тілмен айтқанда, егер Циглер этиленмен жұмыс істесе, ал Натта келесі кезек бойынша алкен-пропиленді алды. Компоненттердің дұрыс қоспасын таңдай отырып пропиленді полимерлеуге арналған катализатор жасап қана қоймай, қосымша полипропиленнің құрылымын да (рентгендік құрылымды талдауда тәжірибесі болғандықтан) белгіледі. 1956 жылы полипропиленді Италияның Феррара қаласында Montekatini мұнай-химия зауытында сату үшін өндіре бастады.

1957 жылы Джулио Натта компаниясы бірінші болып «изотактикалық полипропилен» деп аталатын өнімді өнеркәсіптік деңгейде өндіре бастады, ол әйгілі «болонья» жадағай матасын өндіруде үлкен сұранысқа ие болды. Полипропиленнің бірінші маркасының атауы Moplen (Моплен) — синтетикалық талшық немесе италиялық қармақ жібі деп аталған. 

Циглер әдісін дамытқан химик-достар арасындағы бәсекелестік өнімді екеуінің де патенттеуімен аяқталды. Айта кететіні, әрқайсысы өз атына патенттеді, бұл артынша үлкен жанжал мен патенттік дауға әкелді. Дегенмен бұл оларға 1963 жылы ортақ Нобель сыйлығын алуға кедергі келтірмеді. Бұл уақытта италиялық ғалым Паркинсон ауруына шалдығып, 16 жылдан кейін өмірден өтті. Әйтсе де, олардың зерттеулерінің арқасында полипропиленді ғана емес, сонымен қатар басқа да кеңінен қолданылатын термопластиктерді, эластомерлерді және синтетикалық резеңкелерді синтездеу мүмкін болды. Полипропилен ең жеңіл термопласт болып шықты, ол 80 градус Цельсийден төмен температурада және 10 атмосфералық қысымда полимерленеді.

Полипропилен өндірісінің тарихы

Ұлыбританияда алғашқы зауыт 1963 жылы полипропилен шығара бастайды, КСРО-да полипропилен Мәскеудегі мұнай өңдеу зауытында кеңестік технология бойынша 1965 жылдан бастап өндіріле бастады. 

Ал Қазақстанда қуаты жылына 30 мың тонна болатын Montedison компаниясының италиялық технологиясы бойынша полипропилен өндірісі алғаш рет Гурьев химия зауытында 1977 жылы жолға қойылды. Зауыт 1966 жылдың көктемінде бастапқы қуаты жылына 15 мың тонна полиэтилен шығара бастады. 80-жылдардың ортасында химзауытта құйылған, экструзиялық және талшықты маркалы полипропилен, полиэтилен композициялары, катализаторлар, оттегі, сұйық азот және т.б. 20-дан астам өнім түрі шығарылды.  Алайда КСРО-ның ыдырауымен қатар шаруашылық байланыстар бұзылып, зауыт құлдырап, банкротқа ұшырады.

2022 жылы қарашада Тәуелсіз Қазақстанда өндірістік қуаты жылына 500 млн тонна жоғары сапалы полипропилен өндірілетін «Kazakhstan Petrochemical Industries Inc.» (KPI) ЖШС жаңа интеграцияланған газ-химия кешені сәтті іске қосылды.

Қазақстанда полипропилен қалай өндіріледі

Қысқаша айтқанда, қуаты жылына 500 мың тонна полипропилен өндіретін KPI зауытының технологиялық схемасы келесідей:

1. Теңіз алып мұнай-газ кенішіндегі «Теңізшевройл» ЖШС облыс орталығы Атырау қаласынан 40 шақырым жерде орналасқан зауытқа шикі газды теміржол арқылы жеткізеді.
2. Зиянды заттардан тазартылған пропан C₃H₈ Теңізден келеді. Оңтүстік Кореяның өндірушісі «Wooyang HC» (зауыттың жүрегі) 145 тонналық сегіз реактордың әрқайсысында пропан сутегінің бөлінуімен пропилен C₃H₆-ге айналады (дегидрленеді).
3. Америкалық Lummus Technology компаниясының қондырғысында полимерлеу арқылы полипропилен (C₃H₆)n алынады. Әлемде мұндай қондырғы бар болғаны алты ғана.

Өндіріс үшін су шығыны минималды: пайдаланылған сұйықтықтың 82% технологиялық процеске қайтарылады, бұл эндотермиялық операциялардың энергия шығындарын ішінара өтейді. Нәтижесінде булану өрістеріне шығарындылар жоқ. Басқаша айтқанда, өндіріс барынша экологиялық таза.

2023 жылдың қыркүйек айының соңынан бастап зауыттың барлық төрт технологиялық желісі жүктелді, тәулігіне 1,5 мың тоннаға дейін өнім шығарылады. Отандық өнеркәсіптің мақтанышы тек қазақстандық нарық үшін ғана емес: KPI бойынша өндірілетін полипропиленнің 90%-ға жуығы Қытайға, Түркияға, Еуропа елдеріне және ТМД елдеріне экспортталады. Өндіріс толығымен цифрландырылған. Қоймалар да толық автоматтандырылған (олардың ауданы 7 футбол алаңына тең), дайын өнімді сақтаудың максималды көлемі 24 мың тоннадан асады. Қызметкерлер саны️ 630-ға жуық.

Полипропилен поливинилхлорид, полистирол, ABS пластигі және тағы да басқа материалдарды нарықтан ығыстырады. Жылуұстағыштар, қаптамалар, қаптар, халаттар, майлықтар, тамақ пленкалары, автомобиль сүзгілері және басқа да отандық және шетелдік нарықтарда сұранысқа ие тауарлар, экологиялық таза, полимерлі материал — полипропиленнен жасалады.