Король пластиковой экономики

Полипропилен заслуженно называют «королём пластика», поскольку область его применения включает все основные отрасли мировой экономики. Превосходные физические и химические свойства, нетоксичность и легкая утилизация уверенно выводят его в лидеры.

Как открыли полипропилен

В 1954 году немецкий химик-органик (бывший нацист, но отличный ученый) Карл Циглер (Karl Ziegler, 1898-1973) открыл комплексные (смешанные) катализаторы, состоящие из триэтилалюминия и галогенидов титана, с помощью которых им был осуществлен низкотемпературный синтез полиэтилена. В том же году его друг еще с 1940 года, итальянский химик Джулио Натта (Giulio Natta, 1903-1979), которому некогда покровительствовал сам дуче Муссолини — с помощью катализаторов Циглера открыл метод стереоспецифической полимеризации, разработав в итальянском городе Монтекатини способы полимеризации других простых ненасыщенных углеводородов.

Проще говоря, если Циглер работал с этиленом, то Натта взял следующий по очереди алкен — пропилен. И не просто создал катализатор для полимеризации пропилена, подобрав правильное сочетание компонентов, но также (поскольку имел опыт работы ещё и в рентгеноструктурном анализе) установил дополнительно и структуру полипропилена. Производить для продажи полипропилен стали уже в 1956 году в итальянском городе Ферраре на нефтехимическом комбинате Montekatini.

В 1957 году компания Джулио Натта первой начала производить в промышленных масштабах так называемый «изотактический полипропилен», который стал пользоваться бешеным спросом в производстве знаменитой плащевой ткани «болонья». Впервые её стали изготовлять в городе Болонь. Сейчас эту ткань называют «болонь» (не «болоний») ткань. Из неё шили легкие плащи, которые отлично спасали от дождей. Цвета были темные, в основном черные или коричневые, реже серые. Название у первой марки полипропилена было Moplen (Моплен) — синтетическое волокно или леска по-итальянски.

Конкуренция между друзьями-химиками, развивавшими метод Циглера, привела к тому, что они оба запатентовали его, причём, каждый на себя, что привело и к большой ссоре и патентным войнам. Впрочем, это не помешало друзьям-врагам получить в 1963 году одну Нобелевскую премию на двоих. К этому времени итальянец был очень болен — болезнь Паркинсона унесет его через 16 лет. Тем не менее, благодаря их исследованиям стал возможным синтез не только полипропилена, но и других широко применяемых термопластов, эластомеров и синтетических резин. Полипропилен оказался самым легким термопластом, полимеризация которого происходит при температуре менее 80 градусов Цельсия и давлении в 10 атмосфер.

История производства полипропилена

В Великобритании первый завод начинает производить полипропилен в 1963 году, в СССР полипропилен начали производить с 1965 года на нефтеперерабатывающем заводе в Москве по советской технологии.

А вот в Казахстане производство полипропилена — по итальянской технологии от компании Montedison, мощностью 30 тыс. тонн в год — было впервые налажено в 1977 году на Гурьевском химическом заводе, который начинал с выпуска полиэтилена весной 1966 года, с первоначальной мощностью 15 тыс. тонн продукции в год. В середине 80-х годов на химзаводе выпускали уже более 20 видов продукции: полипропилен литьевых, экструзионных и волоконных марок, композиции полиэтилена, катализаторы, кислород, жидкий азот и др. Однако с распадом СССР нарушились хозяйственные связи, завод пришел в упадок и стал банкротом.

В ноябре 2022 года уже в независимом Казахстане состоялся успешный запуск новейшего интегрированного газохимического комплекса ТОО «Kazakhstan Petrochemical Industries Inc.» (KPI), который входя в топ-10 мировых лидеров по производству полипропилена, ныне становится локомотивом нефтегазохимической промышленности страны.

Полипропилен вытесняет с рынка такие материалы, как поливинилхлорид, полистирол, АБС-пластик и другие. Утеплители, упаковка, мешки, халаты, салфетки, пищевые плёнки, автомобильные фильтры — эти и другие востребованные на отечественном и зарубежном рынках товары изготавливают из самого экологичного полимерного материала — полипропилена.

Как производят полипропилен в Казахстане

Вкратце, технологическая схема работы завода KPI мощностью в 500 тыс. тонн полипропилена в год выглядит таким образом:

1. ТОО «Тенгизшевройл» с супергигантского Тенгизского нефтегазового месторождения по железной дороге поставляет газ-сырье на завод, расположенный в 40 км от областного центра — города Атырау.
2. На KPI пропан C₃H₈ поступает с Тенгиза железнодорожным транспортом в вагонах-цистернах — уже очищенным от вредных веществ. На принимающей заводской эстакаде смонтировано оборудование герметичного слива американской компании Emco Wheaton, где пропан перекачивают компрессорами итальянского производителя SIAD. В среднем за сутки сливаются 72 вагона общим объемом 2 300 тонн. Затем газ отправляется на процесс дегидрирования, где в каждом из восьми 145-тонных реакторов южнокорейского производителя «Wooyang HC» (сердце завода) происходит превращение пропана в пропилен C₃H₆ с выделением водорода.
3. После чего путём полимеризации на установке американской компании Lummus Technology получается полипропилен (C₃H₆)n. Таких установок в мире всего шесть.

Расход воды для производства минимален: 82% используемой жидкости возвращается в технологический процесс, что частично компенсирует энергетические затраты на проведение эндотермических операций. Как следствие, отсутствуют выбросы на поля испарения. Иными словами, производство максимально экологично.

С конца сентября 2023 года загружены все четыре технологические линии завода, в сутки производится до 1,5 тысяч тонн продукции. Гордость отечественной промышленности работает не только на рынок Казахстана: около 90% произведенного на KPI полипропилена идет на экспорт в Китай, Турцию, страны Европы, СНГ. Производство целиком оцифровано. Полностью автоматизированы и складские помещения (площадь их равна 7 футбольным полям), максимальный объем хранения готовой продукции — более 24 тысяч тонн. Число работников — около 630.