محصولات پلیمری

صنایع‌ شیمایی ، یکی از قدیمی‌ ترین صنایع دنیا محسوب می‌شود. پس از کشف الکل و اسید سولفوریک توسط رازی ، دانشمند بزرگ ایرانی ، علم شیمی راه پر فراز و نشیبی را طی کرد. کشف نفت و تلاش در جهت پالایش آن موجب جهش بزرگی در ساخت انواع مواد شیمیایی گردید. سنتز اوره توسط فردریک وهلر در سال 1828 میلادی ، صنعت پتروشیمی را وارد مرحله جدیدی نمود. از آن پس بشر با تلاش یرای دستیابی به مواد جدید ، با استفاده از مواد آلی (عمدتا هیدروکربنها) موجود در طبیعت به تولید مواد مصنوعی نایل گردیده و محصولات پتروشیمی به سرعت در کلیه شئون زندگی ، جای خود را گشودند. یکی از انواع محصولات - که تقریبا ادامه زندگی بدون آن سخت و حتی غیر مممکن به نظر می رسد بسپارها می باشند. این گروه محصولات ارزشمند از دسته غیر فلزات بوده ، در کنار سرامیک ها و شیشه ها نقش خاصی را در زندگی روزمره انسان ها ایفا می‌کنند. پلاستیک ‌ها ، لاستیک‌ ها ، الیاف مصنوعی و چسب‌ها و پوشش‌ها در زمره این گروه از محصولات پتروشیمی هستند.

جایگاه بسپار (پلیمر) در صنعت پتروشیمی ایران

از سال 1340 که بنگاه پتروشیمی (بعد ها به شرکت ملی صنایع پتروشیمی تغییر نام داد) مامور نصب ماشین آلات خریداری شده جهت تولید پی وی سی در شهر صنعتی کرج شد تا کنون ، صنعت پتروشیمی در ایران تحولات و دگرگونی های فراوانی داشته است. تحولاتی که این صنعت را به تدریج به یکی از صنایع اول کشور تبدیل نموده است.

با توجه به بر خورداری ایران از منابع نفت و گاز فراوان (ایران مقام دوم جهان را در ذخایر اثبات شده نفت و گاز دارا می‌باشد) تلاشگران این عرصه با طرح برنامه ‌های توسعه اقتصادی سعی در کسب سهم مناسبی از تولید و تجارت محصولات پتروشیمی در منطقه و جهان داشته‌اند به طوری که تولید هشت صد هزار تن انواع محصولات پتروشیمی در پایان جنگ تحمیلی (1367) به سی و پنج میلیون تن در پایان برنامه سوم اقتصادی افزایش خواهد یافت.

تولید انواع بسپار از جهات مختلف حائز اهمیت می‌باشد. دسترسی به بسپارها ، باعث گسترش صنایع پایین دستی می شود که خود نتایج درخور توجهی مانند توسعه صنایع داخلی ، ایجاد اشتغال انتقال فناوری ، افزایش ارزش افزوده را برای کشورمان به ارمغان می‌آورد. همچنین صادرات و تجارت این دسته از محصولات ، نقش جمهوری اسلامی ایران را در تجارت جهانی و مناسبات بین المللی ارتقا خواهد داد.

بسپار و مشخصا PVC برای اولین بار در سال 1349 در آبادان به میزان 36 هزار تن در سال تولید شد. با راه اندازی واحدهای بسپار در مجتمع‌ های اراک ، بندرامام و تبریز طی سال‌های 1372 تا 1376 میزان تولید بسپارهای کشور به 800 هزار تن رسید. پیش‌بینی می ‌گردد با تحقق طرح های در دست اجرا ، میزان تولید این مواد ارزشمند تا سال 1391 به حدود 6/10میلیون تن افزایش یابد. در سال 1990 آمریکای شمالی با 29 درصد بیشترین سهم را در تولید انواع بسپارها در جهان داشت که پس از آن آسیا و اروپای غربی به ترتیب ، دومین و سومین تولید کننده انواع بسپار بودند. اما از سال 1995 آسیا گوی سبقت را از آمریکای شمالی ربود و با سهم 33 درصد از تولید جهان ، بزرگترین تقلید کننده انواع بسپارها گردید. سهم خاورمیانه از تولید بسپارها در سال 1990 حدود 4درصد بوده است که پیش بینی می‌گردد با راه‌اندازی طرح ‌های در دست اجرای منطقه ، تا سال 2011 به حدود 10 درصد افزایش یابد. در حال حاضر ، سهم ایران از ظرفیت مواد عمده پتروشیمی منطقه و جهان به ترتیب حدود 5/24 و 9/1 درصد است که در صورت تحقق طرح های پتروشیمی ، پیش‌بینی می‌گردد به حدود 31 و 4 درصد تا سال 2011 افزایش یابد پیش ‌بینی می گردد سهم تجارت ایران از مواد عمده پتروشیمی منطقه و جهان تا سال 2011 از حــدود 5/11 و 8/1 درصد کنونی به حدود 1/29 و6/7 درصد افزایش یابد.

تعریف بسپار (پلیمر)

واژه بسپار یک واژه فارسی است که از دو بخش بس (بسیار) و پار (پاره، قطعه) تشکیل شده است. این واژه به جای پلیمر که از دو بخش یونانی (پلی) به معنای بسیار و (مر) به معنی قسمت ، پاره یا قطعـه گرفته شده است. بسپار یا پلیمر Polymer ماده‌ ای شامل مولکول های بزرگی است که از واحد های کوچک تکرار ‌شونده که تکپار یا مونومر نامیده می‌شود ساخته شده است.

قسمت عمده خوراک بسپار‌ها از موتد پایه پتروشمی مانند اتیلن ، پروپیلن ، بنزن و زایلین‌ها تامین می گردد که تنها 5 درصد از مصرف انرژی فسیلی جهان (نفت ، گاز و ...) را به خود اختصاص داده است. تولید کنندگان بسپار ، سازنده هزاران هزار محصول با ارزش قبیل لاستیک‌ ها ، پلاستیک ‌ها ، الیاف ، چسب‌ ها و پوشش ها و... می‌باشند که نه تنها از ارزش افزوده بسیار بالاتری نسبت به مواد اولیه بر خوردارند ، بلکه توسعه صنایع پایین دستی را نیز به همراه می آورد

انواع بسپار

تعداد واحد‌های تکرار شونده در یک مولکول بزرگ ، درجه بسپارش یا درجه پلیمریزاسیون نامیده می‌شود. بسپارهایی که فقط از یک نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده اند ، همگون بسپار (Homopolymer) و آنهایی که از دو نوع واحد تکرار شونده تشکیل شده‌اند ، هم بسپار (Copolymer) نامیده می ‌شوند. گاهی لفظ‌ ترپلیمر (Terpolymer) نیز برای محصولات حاصل از بسپارش سه تک پار (مونومر) به کار می‌رود. در عین حال ، در مورد محصولاتی که با بیش از سه تک پار بسپارش شده‌اند ، لفظ ناهمگون بسپار (Hetrerpolymer) رایج است. بیشتر مواد اساسی همچون پروتئین ، چوب ، کتان ، مو ، پشم ، لاستیک خام (کائوچو) و رزین ها که در موجودات زنده یافت می شود ، بسپار هستند.

بسپارها را می توان از دیدگاه های مختلف طبقه بندی نمود مانند: صنایع ، منبع ، اساسی یا مهندسی ، عبور نور ، واکنش حرارتی ، واکنش‌های پلیمریزاسیون ‌، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی.

بسپار‌ها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از: بسپار های طبیعی ، طبیعی اطلاح شده و مصنوعی. بسپارها از نظر اثرپذیری در برابر حرارت به دو دسته گرما نرم‌ها (ترموپلاستیک‌ها) و گرما سخت‌ها (ترموست ها) تقسیم می‌شوند. گرما نرم یا ترمو پلاستیک (Thermoplastic) به بسپارهایی گفته می‌شود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ، ذوب می‌شوند. این پلیمرها را می توان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود. چنین بسپارهایی در حالت مذاب مانند مایعات جاری می‌شوند و از این لحاظ با بسپار‌های دارای اتصالات عرضی متمایزند .

گرما سخت یا ترموست (Thermoset) به بسپارهایی گفته می‌شود که در اثر اعمال حرارت در آن ها پیوند‌های عرضی با واکنش‌ های شیمیایی ایجاد می‌شود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب در می ‌آیند. این بسپارها هنگام حرارت دهی ذوب نشده ، بلکه در دماهای بسیار بالا به صورت برگشت ناپذیری تجزیه می ‌شوند. ازنظر صنایع مادر ، بسپارها به چهار گروه صنعتی لاستیک ، پلاستیک ، الیاف ، پوششی و چسب تقسیم بندی می شوند که صنایع بسیاری به آنها وابسته است.

تاریخچه بسپار

بشر نخستین آموخته بود چگونه الیاف پروتئینی پشم و ابریشم و الیاف سلولزی پنبه و کتان را عمل آورد ، رنگرزی کند و ببافد. از بسپارهای طبیعی مانند قیر ، پوشش خارجی لاک پشت ، شاخ حیوانات و صمغ درختان (که در ساخت کهربا و لاستیک استفاده می شده است) با استفاده از حرارت دادن و اعمال فشار وسائل تزئینی بسازد. بومیان آمریکای مرکزی از لاستیک طبیعی ، برای ساختن اشیاء کشسان و پارچه‌های ضد آب استفاده می‌کردند. اولین کاربرد تجاری بسپارها در سال 1843 با کشف کائوچو آغازگردید. باکلیت (Bakelite) اولین بسپار مصنوعی بود که در سل 1909 ساخته و پس از آن الیاف نیمه مصنوعی ریون (Rayon) در سال 1911 ساخته شد.

با شروع جنگ جهانی موادی مانند نایلون ، آکریلیک ، نئوپرن ، لاستیک بوتا دین استایرن (SBR)، پلی‌اتیلن و سایر بسپارها جایگزین مواد طبیعی کمیاب گردیدند. از آن زمان ، سیر رشد صنایع بسپار ادامه یافت.

80 درصد مواد پایه پتروشیمی تا سال 1980 در کشورهای ایالات متحده آمریکا ، اروپای غربی و ژاپن تولید می گردید که ضمن تامین نیاز داخل به دیگر مناطق نیز صادر می‌ شد. از آن پس ساختار جهانی صنعت پتروشیمی تغییرات قابل توجهی پیدا کرد. کشورهای که از منابع عظیم نفت خام و گاز طبیعی بهره‌ مند بودند مانند کشورهای خاورمیانه و کانادا ، به منظور افزایش ارزش افزوده منابع خود شروع به تاسیس واحدهای پتروشیمی نمودند.

از طرفی کشورهای سنگاپور ، کره جنوبی و تایوان به منظور تامین نیاز صنایع داخلی خود و نیز صادرات به کشورهایی نظیر چین ، ظرفیت‌ های زیادی برای تولید مواد پایه پتروشیمی ایجاد کرده‌اند. رشد مصرف بالای ناشی از رشد سریع جمعیت برخی کشورها نظیر چین و هند ،‌ تقاضای مواد پایه این کشورها را افزایش داد. راه‌ اندازی واحد‌های پتروشیمی در مناطق دیگر جهان که یا دسترسی به خوراک این صنعت داشته‌اند مانند عربستان سعودی و یا خود بازار هدف این محصولات بوده اند مانند چین ، الگوی تولید و تجارت جهانی را تغیییر داد. به طوری که سهم ظرفیت مناطق صنعتی جهان (ایالات متحده آمریکا ، اروپای غربی و ژاپن) از تولید مواد پایه پتروشیمی از 81 درصد در دهه 1970 به 64 درصد در دهه 1980 و 63 درصد در دهه 1990 رسیده که پیش بینی می گردد این رقم در سال 2012 میلادی به 35 درصد کاهش یابد. در حال حاضر ، ظرفیت جهانی مواد پایه پتروشیمی از قبیل اتیلن ، پروپیلن ، بنزن ، متانول ، زایلین‌ها ، تولوئن و بوتادین بالغ بر 379 میلیون تن است.

محصولات پلیمری

مطالب مشابه :

پتروشیمی مروارید

جامع ترین لینکهای جزوات مهندسی شیمی

تمایزهای بین صنعت نفت و پتروشیمی

جزوات آموزشی مدیریت HSE صنایع پتروشیمی

محصولات پلیمری

"۱۵۰ میلیارد دلار در زمان احمدی نژاد غیب شده است"

برج تقطیر

Valves, Piping and Pipelines Handbook_3rd Edition