1985-1990 жылдар аралығында. Елде 20-ға жуық каучук зауыттары болды. Алайда 90-жылдары Ресейдегі экономикалық дағдарыс кезінде зауыттардың едәуір бөлігі синтетикалық каучуктарды шығаруды тоқтатты. Қазіргі уақытта Ресейде 12 кәсіпорын синтетикалық каучук шығарады. Саланың көшбасшылары болып «Толяттикаучук», «Нижнекамскнефтехим», «Каучук» ЖАҚ (Стерлитамак) және Воронежсинтезкаучук табылады, олар бірігіп ресейлік синтетикалық каучук өндірісінің 78% дейін өндіреді. Көптеген зауыттарда синтетикалық каучуктар сол зауыттарда өндірілген мономерлерден өндіріледі. Нижнекамск және Стерлитамак зауыттарының басты артықшылығы - олардың шикізат көздеріне жақындығы, бұл минималды шығындартасымалдауға арналған.
Синтетикалық каучук зауыттарының қуаттылығын пайдалану 2000 ж
Мәліметтер: «ЦНИТенефтехим» АҚ
Ресей кәсіпорындарында синтетикалық каучуктарды өндіру динамикасы, мың тонна
|
Компания атауы |
||||
|
«Нижнекамскнефтехим» ОАО |
||||
|
«Каучук» ЖАҚ (Стерлитамак) |
||||
|
«Воронежсинтезкаучук» ААҚ |
||||
|
«Тольяттикаучук» ЖШС |
||||
|
Ефремов зауыты С.К |
||||
|
«Омбы каучук» ААҚ |
||||
|
Қазан зауыты СК |
Деректер: «ЦНИИТЭнефтехим» АҚ, компания жаңалықтары
«Нижнекамскнефтехим» ААҚ (Татарстан Республикасы)
Нижнекамск мұнай-химия зауыты 1967 жылдан бастап өнім шығарады.Кәсіпорын өнімдерінің негізгі түрлері – синтетикалық каучуктар, пластмасса өндіруге арналған шикізат, полимерлер. Кәсіпорында SKI-3 өндірісі әлемдегі ең ірі болып табылады. Оның қазіргі жобалық қуаты жалпы әлемдік қуаттың 27% дерлік және Ресейдегі осыған ұқсас резеңке өндіретін барлық жұмыс істеп тұрған зауыттар қуатының 42,7% құрайды. «Нижнекамскнефтехим» ААҚ Ресейдегі бутил каучук өндірісінің 7,0% құрайды. «Нижнекамскнефтехим» ААҚ-ның бутилкаучук өндірісінің қуаттылығы 97-98% жүктеліп, өнімдердің барлығы дерлік экспортталады. «Нижнекамскнефтехим» ААҚ қабылдаған өндірісті техникалық қайта жарақтандырудың кешенді жоспары шеңберінде изопрен каучук зауытын жаңғырту қарастырылған. Осы мақсаттарға 37 миллион доллар бөлу жоспарлануда. Бұл жобаны жүзеге асыру ШКИ өндірісін екі есеге арттыруға, Нижнекамск шина зауытын бір сатылы әдіспен алынған SKI-3 каучукімен толық қамтамасыз етуге, сондай-ақ әлемге шығуға мүмкіндік береді. құны бойынша бәсекеге қабілетті өнімдермен нарық.
«Воронежсинтезкаучук» АҚ (Воронеж облысы)
Воронеждегі синтетикалық каучук зауыты 1932 жылы салынды, ал 1993 жылы ол қайта құрылды. акционерлік қоғам«Воронежсинтезкаучук» Қазіргі уақытта «Воронежсинтезкаучук» АҚ Ресей Федерациясындағы синтетикалық каучуктар мен латекстердің ірі өндірушілерінің бірі болып табылады. Кәсіпорын 350 мың тоннаға дейін өнім шығарады, соның ішінде. Сериялық каучуктар мен латекстердің 27 маркасы, химиялық заттардың 9 түрі және халық тұтынатын тауарлар. «Воронежсинтезкаучук» ААҚ өнімдерінің негізгі түрлері: мұнайға және бензинге төзімді каучуктарды өндіру үшін қолданылатын нитрил бутадиенді каучуктар және құрылыста қолданылатын термопластикалық эластомерлер отандық және республикада жоғары сұранысқа ие. сыртқы нарықтар. Шетелдік полимерлер мен латекстерді жеткізу Еуропа мен Азияның 26 еліне жүзеге асырылады. Кәсіпорын шығаратын өнімдер сәйкес сертификатталады халықаралық стандарт ISO 9002. 2001 жылы «Воронежсинтезкаучук» АҚ асып түсті өндіріс жоспары 3,7%-ға. Сонымен бірге термопластикалық эластомерлер мен нитрил-бутадиенді каучуктарды өндіру айтарлықтай өсті. 2002 жылы кәсіпорын резеңке және латекс өндірісін 200 мың тоннаға жеткізуді жоспарлап отыр. Кәсіпорынды дамыту бағдарламасы қуаттылықты арттыруды және өндірілетін каучуктар мен латекстердің номенклатурасын кеңейтуді, сондай-ақ өнімнің өзіндік құнын төмендету бойынша шараларды енгізуді көздейді.
«Тольяттикаучук» ЖШС (Самара облысы)
Кәсіпорынның қуаттылығына сополимерлі каучуктар, бутадиен және БДФ, изопентан мен изобутаннан изопрен (SKI-3), бутил каучук және Lance полиэфир шайыры өндірісі кіреді. АК СИБУР компаниясының өндірісті қалпына келтіруге бағытталған инвестициясының жалпы көлемі 2001 жылы өндірісті техникалық қайта жарақтандыру жалғасты. Шілде айында бензинге жоғары октанды қоспа МТБЕ қондырғысы жобалық қуатына жетті. Қыркүйек айының соңында N5 кептіру қондырғысы іске қосылды, соның арқасында резеңке өндірісінің артуы жылына 25 мың тоннаны құрауы тиіс. Диметилдиоксан (ДМД) синтезіне арналған 2 жаңа реактор орнатылып, іске қосылды, бұл изопрен өндірісін тәулігіне 250-ден 310 тоннаға дейін арттыруға мүмкіндік берді. Кәсіпорында кілем және жиһаз өнеркәсібіне арналған БС-65 латексін шығаратын технологиялық кешен өнеркәсіптік пайдалануға берілді, ал «Ланс» полимер полиолының өндірісі 15 пайызға артты. Барлығы 2001 жылы компания 1,1 миллиард рубль инвестиция тартты. Техникалық қайта жарақтандыру жөніндегі шаралар 2001 жылы өндіріс көлемін 16,7%-ға арттыруға мүмкіндік берді. Болашақта компания галабутил каучук өндіру бойынша жаңа қуаттарды салуды және изопреннің екі сатылы синтезін бір сатылыға ауыстыруды жоспарлап отыр. Соңғысы кәсіпорынға изопрен өндірісінде энергияны тұтынуды 2-2,5 есе азайтуға мүмкіндік береді, бұл энергия тарифтерінің өсуіне байланысты өте маңызды. Жақын арада аяқ киім және резеңке өнеркәсібінде сұранысқа ие түйіршіктегі жоғары стиролды каучук шығаратын зауыттың іске қосылуы күтілуде.
«Каучук» ЖАҚ (Стерлитамак, Башқұртстан)
Башқұртстандағы синтетикалық каучук зауыты 1960 жылы іске қосылды. Компания синтетикалық каучуктарды өндіруге маманданған. жалпы мақсатжәне осы өнімдерді ең ірі отандық өндірушілердің бірі болып табылады. «Каучук» ЖАҚ Ресейде изопреннің 33% және сополимерлі каучуктардың 40% өндіреді. Компанияның өнімдері Ресейдің әртүрлі аймақтарында, сонымен қатар Италияда, Францияда, Испанияда, Оңтүстік Кореяжәне басқа елдер. Қазіргі уақытта изопренді каучук өндірісінің құны әлемдік нарықтағы бағадан асып түседі. Кәсіпорында қолданылатын технология ескірген, негізгі технологиялық жабдықтар 80-85% дейін тозған. Осыған байланысты компания изопренді каучук өндірісін жаңғыртуды жоспарлап отыр.
«Ефремов синтетикалық каучук зауыты» АҚ (Тула облысы)
Ефремов синтетикалық каучук зауыты 1933 жылы қаланған және шиналарды өндіруге қажетті дивинилбутадиенді каучуктарды өндіруге маманданған. Зауыттың қуаттылығы жылына 120 мың тоннаға дейін каучук шығаруға мүмкіндік береді. Өнімнің негізгі тұтынушылары – шина шығаратын зауыттар. 90-жылдары зауыт қиын жағдайда болды, өндіріс көлемі айтарлықтай төмендеді. 2001 жылдың басында кәсіпорынның бақылау пакетін «Татнефть» компаниясы сатып алды, ол «Нижнекамскшина» ОАО бақыланатын кәсіпорнын шикізатпен қамтамасыз ету қажеттілігіне тап болды. Қазіргі уақытта «Нижнекамскшина» ОАО Тула кәсіпорнынан тәулігіне 50 мың тонна СКД каучук алады, өнімнің 50%-ға жуығы экспортталады. Татнефть EZSK акцияларының 75,57%, мемлекетке - 4,69%, 2002 жылы Татнефть инвестициясының көлемі шамамен 92 миллион рубльді құрайды. Ефремовский зауыты 2001 жылды 147 миллион рубль таза пайдамен аяқтады. 2002 жылы кәсіпорын 60 мың тонна каучук өндіруді жоспарлап отыр.
Әлемдік автомобиль өнеркәсібінің, авиацияның қарқынды дамуы, әскери техникатабиғаттан алынатын және резеңке өндіруге арналған каучуктың апатты тапшылығына әкелді. Дүние жүзінде шашыраңқы плантациялар өнеркәсіп қажеттіліктерін қанағаттандыра алмай қалды. Содан кейін, негізінен ресейлік ғалымдардың арқасында синтетикалық каучук нарыққа шықты.
Кіріспе
Шын мәнінде, ғалымдар мен өндіріс қызметкерлері синтетикалық шикізатты өнеркәсіптік өндіру жолында шамамен жүз жыл бойы жұмыс істеп келеді. Каучук 19 ғасырдың екінші жартысында синтезделді. Бірақ өндіріс технологиясы қажетті құрал-жабдықтарХХ ғасырда ғана дамыды. Синтетикалық каучук өндіруге қажеттінің барлығын С.В. Лебедев, орыс ғалымы.
Содан бері ғалымдар – химиктер, өндіріс қызметкерлері бұл шикізатты жетілдіруге, осы шикізаттың жаңа маркаларын жасауға және т.б.
Синтетикалық каучуктардың түрлері
Ұйымнан бері өнеркәсіптік өндіріссинтетикалық каучук шамамен жүз жыл болды. Ал осы уақыт ішінде органикалық химия саласының мамандары осы шикізаттың көптеген түрлерін жасап, өндіріске енгізді. Төменде шағын тізім берілген.
Бутадиенді резеңке - оның негізгі қолдану саласы шиналар мен түтіктерді өндіру болып табылады. Бутадиендік шикізаттан жасалған бұл өнімдердің параметрлері осы сыныптағы өнімдерге қарағанда айтарлықтай жоғары, бірақ табиғи (табиғи) сапада жасалған. Автомобиль өнеркәсібінен басқа бутадиен каучук химиялық төзімді каучук пен қатты каучук алу үшін қолданылады.
Бутил каучук ауаны ұстап тұрудың ерекше қабілетіне ие. Бұл оның шиналарды, түтіктерді, диафрагмаларды және т.б. өндірудегі басқа материалдардан артықшылығын қамтамасыз етті. Шиналар зауыттарында жүргізілген бірнеше рет сынақтар негізінде синтетикалық каучуктың осы түрінен жасалған түтіктер ауа қысымын 8 градусқа дейін сақтайды деп айтуға болады. - табиғи резеңкеден жасалған ұқсас бұйымдардан 10 есе көп. Бутил каучуктың табиғи каучуктен айырмашылығы, ол озонның әсеріне төзімді және әр түрлі майларға (жануарлар, өсімдік тектес) әсер етпейді, бірақ сонымен бірге бұл материал минералды майлармен жанасудан қорғалуы керек.
Егер беріктік параметрлерін салыстыратын болсақ, табиғи өнім айтарлықтай маржамен жеңеді. Сонымен қатар, бұл материалдың вулканизация жылдамдығы төмен және металл беттерге нашар адгезиясы бар. Айнымалы деформациялармен жылдам қыздыру және оның үстіне төмен серпімділік қалыпты температуражәне ылғалдылық.
Полихлоропренді каучук немесе оны кейде хлоропренді каучук деп атайды, тұтынушыға ашық сары масса түрінде жеткізіледі. Бұл материалдың негізгі қасиеттеріне мыналар жатады:
- отқа төзімділік;
- матаға, металға және басқа да көптеген материалдарға адгезия;
- озонның әсеріне, атмосфералық құбылыстарға, атап айтқанда төмен температураға иммунитет.
Хлоропренді каучук созылған кезде кристалданады. Бұл қасиет оның негізінде жасалған резеңкелерге жоғары беріктік сипаттамаларын көрсетуге мүмкіндік береді.
Кәсіпорындар химия өнеркәсібіОлар синтетикалық каучуктардың көптеген түрлерін шығарады, олардың кейбіреулері табиғидан жоғары. Бутадиеннің қанықпаған қосылыстармен бірлескен реакциясы нәтижесінде алынатын сополимерлі қосылыстар деп аталатындар кеңінен қолданылады, мысалы, стирол каучук SKS.
Жасанды шикізат туралы айтқанда, синтетикалық латекс сияқты затты ұмытпау керек. Бұл, шын мәнінде, жасанды резеңкеден және полистирол сияқты басқа полимерлі заттардың ерітіндісі.
Синтетикалық латекстер желімдер мен су негізіндегі бояуларды өндіру үшін қолданылады. Олар құрылыста полимерлі бетон жасау үшін де қолданылады.
Құрылым формуласы
Синтетикалық каучуктың әрбір түрінің өзіндік химиялық формуласы бар
Изопрен молекулалары CH2=C(CH3)-CH=CH2 2-метилбутадиен-1,3;
бутадиен CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3;
дивинил CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3
Хлоропрен CH2=C(Cl)-CH=CH2 2-хлорбутадиен-1,3
Бутадиен-стирол CH2=CH-CH=CH2 бутадиен-1,3 және C6H5- CH=CH2 стирол молекулаларынан тұрады.
Қасиеттер және қолдану
Синтетикалық каучуктың қасиеттері негізінен негізгі параметрлерден асып түседі табиғи өнім. Демек, оның тығыздығы судың тығыздығынан аз, сондықтан ол тыныш жүзеді.
Синтетикалық каучуктың химиялық қасиеттері оны суда ерітпеуге мүмкіндік береді, бұл оны су өткізбейтін жабындарды өндіру үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл қасиет оларды киім тігу үшін пайдалануға мүмкіндік береді, спорттық жабдықтарт.б. Бензин және бензол сияқты заттар каучуктарды ерітеді. Бұл қасиет оларды жабысқақ композицияларды өндіру үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Резеңке - қуатты және төмен токты жабдық үшін оқшаулағыштарды жасау үшін кеңінен қолданылатын диэлектрик. Каучуктардың икемділігі, беріктігі және тозуға төзімділігі жоғары. Сонымен қатар, каучуктар циклдік деформация кезінде өз қасиеттерін сақтайды.
Синтетикалық каучуктар жалпы және арнайы болып бөлінеді. Жалпыға мыналар жатады:
- изопрен;
- бутадиен-стирол және т.б.
Олардың негізгі қасиеттері - аязға төзімділік және жоғары тозуға төзімділік. Сонымен қатар, олардың мұнайға, бензинге және озонға төзімділігі жоғары.
Бутадиенді каучуктар (ПБ), кейде дивинил каучуктары деп аталады, жалпы мақсаттағы материалдар ретінде жіктеледі. Олар шиналар үшін проектор және төсеу резеңкелерін жасау үшін қолданылады (қаңқа, бүйір қабырғалар және т.б.). Бұл материал кабель өнеркәсібінде қолданылатын материалдарды, металды және басқа материалдарды абразивті өңдеуге арналған құралдарды және антифрикционды бұйымдарды өндіру үшін қолданылады.
Этилен-пропилен негізіндегі шикізат соққыға төзімді полимерлер, велосипед шиналары, су өткізбейтін қасиеттері бар маталар, термиялық қиын жағдайларда жұмыс істеу үшін конвейер таспаларын жасау үшін қолданылады.
Фторсиликонды каучуктар (фторсиликондар немесе фторлы каучуктар). Бұл материалдардың ерекшелігі - олардың төмен және жоғары температураға және әртүрлі агрессивті орталарға төзімділігінің үйлесімі. Сонымен қатар, осы сыныптың шикізаты тозуға және ашық отқа төзімді. Ол газдардың өтуіне жол бермейді. Оның диэлектрлік қасиеттері оны қуат кабельдері үшін де, төмен ток жабдықтары үшін де оқшаулау жасау үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл шикізат агрессивті заттарды тасымалдауға арналған контейнерлерді тазарту үшін пайдаланылатын материалдарды өндіру үшін пайдаланылады.
Тағы бір нәрсе маңызды мүлікБұл материалдар радиацияға төзімді.
Жасанды және табиғи материалдардың айырмашылығы синтетикалық шикізатты өндіру кезінде көптеген сополимерлер мен химиялық элементтер пайдаланылады, олар осы материалға жаңа сипаттамалар қосады.
Синтетикалық каучукқа тұрақты сұраныс осы шикізатты өндірумен айналысатын тұтас саланың пайда болуына әкелді. Бұл шикізат нарығы бұл өнімдерге сұраныстың тұрақты өсуін көрсетеді. Синтетикалық шикізатты тұтыну бойынша көшбасшы әлемдегі ең серпінді дамып келе жатқан экономика - Қытай деп санауға болады. Нарық динамикасы 2008-2009 жылдардағы дағдарыстан кейін және осы өнімдерге сұраныстың 4% шегінде төмендеуінен кейін бүгінгі күні сатылым өсімі өткен жылғы деңгейден 7%-ға дейін жеткенін көрсетеді.
Синтетикалық шикізат өндіруде жетекші елдердің қатарында Қытай, Ресей Федерациясы, АҚШ және басқа да бірқатар елдер бар.
Мұнай өңдеу өнеркәсібінің бұл өнімдері де бұрынғы заттармен ұқсастықтары аз болғанымен полимерлі материалдарға жатады. Синтетикалық каучуктардың қалған полимерлер тобынан негізгі физикалық айырмашылығы олардың термопластикалық еместігінде. Олар эластомерлер тобына жатады, яғни қалыпты күйінде жүктеме кезінде деформациялануға қабілетті заттар. Қысым тоқтағаннан кейін олар қайта оралады бастапқы формасы. Әлемде бұл заттарға балама бар. Ол табиғи каучук деп аталады және гевеа ағашының шырынынан жасалған. Табиғи материал өндірісінің ауқымы нарық қажеттіліктерін қанағаттандыруға жеткіліксіз. Бұл әсіресе Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде, Гевея плантацияларының көпшілігі жапондықтардың бақылауында болған кезде анық көрінді. Бұл батыс елдерінде мұнай химиясының осы саласының дамуына түрткі болды. Бүгінгі таңда синтетикалық материалдар жалпы резеңке нарығының 65% дерлік алады.
Резеңке тізбектердің мономерлері конъюгацияланған диендер болып табылады. Олардың айырмашылығы көміртегі атомдары арасында екі қос байланыс бар. Олардың ең танымалы дивинил (1,3-бутадиен):
Екінші маңызды мономер - изопрен, дивинилге өте жақын, бірақ тағы бір көміртегі атомы бар зат:
Қызықты қасиетПолимерлену реакциясы молекуланың 2 және 3 атомдары арасында қос байланыс, ал 1 және 4 атомдар арасында бір байланыс түзіледі:
Осындай қос байланыстардың арқасында материал икемділікті арттырды, бұл тек полимердің осы түріне ғана тән.
Түпнұсқа резеңкелер мен дайын резеңке арасында өте үлкен айырмашылық бар екенін түсіну керек. Каучуктар резеңкеден вулканизация процесі арқылы өндіріледі. Арнайы ингредиент (вулканизатор) қосу арқылы термиялық өңдеу кезінде жеке молекулалық тізбектер көлденең бағытта қайта бағытталады, бұл материалға үлкен беріктік береді. Ең көп таралған қосымша элемент - күкірт.
Синтетикалық каучуктардың шығу тарихы
Резеңкелер өздерінің кең тараған танымалдығына бірнеше ашылуларға байланысты. Материалдың мыңдаған жылдар бойы белгілі болғанына қарамастан, ол жеткілікті күшке ие болмағандықтан іс жүзінде пайдаланылмады. 1840 жылы Джон Гудьер вулканизация процесін ашу арқылы каучуктың қасиеттерін айтарлықтай жақсарта алды. Алты жыл ішінде оның технологиясын таба алды практикалық қолдану. Роберт Томпсон әлемдегі алғашқы пневматикалық шинаны патенттеді. Оның маңызды артықшылықтары тозуға төзімділік пен жайлылық болды. Сол кездегі вагондардың ағаш дөңгелектерімен салыстырғанда шина нағыз құдайдың сыйы еді. Өкінішке орай, технологияны өнеркәсіптік пайдалануға енгізу мүмкін болмады, өйткені жұқа резеңке өндіру мүмкін болмады.
Тек қырық жылдан кейін шотланд өнертапқышы Джон Данлоп резеңке өндіру процесін жақсарта алды. Ол негізін қалаған компания велосипедтерге, арбаларға, содан кейін автокөліктерге арналған дөңгелектер шығарды. Міне, сол кезде резеңке Еуропада сұранысқа ие болды. Шикізат өндіріп, оны ескі әлемде сатқысы келетін миллиондаған адамдар Бразилияға келе бастады.
Алайда балық аулау ұзаққа бармады. Гевеа тұқымын экспорттауға Бразилия билігі тыйым салған. Бірақ сонымен бірге олар ұрлықтан қорғана алмады. 1886 жылы Генри Уикхэм осы ағаштың жүз мыңға жуық тұқымын ұрлай алды. Гевея Азияға әкелінгеннен кейін плантацияларды ұйымдастыруға біраз уақыт қажет болды. Он жылдан аз уақыт ішінде Азия әлемдік нарыққа табиғи каучуктың негізгі жеткізушісі болды. Цейлон мен Малайзия төмен бағаны ұсынды, осылайша Бразилияны нарықтан ығыстырды. Резеңкеге сұраныс күн сайын артып отырды. Бұл шиналар өндірісіндегі жаңа өнертабыстарға және автомобиль көлігінің танымал болуына байланысты болды. 1891 жылы бірінші ауыстырылатын шинаны ағайынды Мишелиндер ойлап тапты. Тоғыз жылдан кейін Goodyear өзінің алғашқы түтіксіз шиналарды ұсынды. Автомобиль өнеркәсібінің қарқынды дамуы резеңкеге сұраныстың айтарлықтай өсуіне әкелді. Бірақ табиғи материал барлық тұтынушыларды қанағаттандыра алмады - табиғи резеңкеге балама қажет болды.
Олар синтетикалық ауыстыруды тез таба алмады. Көптеген эксперименттер жүргізілді, олар тек ішінара нәтиже берді. өзі үлкен жетістікБұған ресейлік ғалым Иван Кандаков қол жеткізді. Ол серпімді полимерді синтездей алды. Алайда, табылған материал кеңінен қолданыс таба алмады. Германияда алғаш синтетикалық каучук 1909 жылы ғана шығарылды. Негізі орыс химикінің жұмысы болды. Синтетикалық каучук өндіруге патент неміс химигі Фринц Хоффманның атына тіркелді.
Сол жылы Ресейде көрнекті химик Сергей Лебедевтің баяндамасы тыңдалды. Ол барлығына өзінің жаңалығын көрсетті. Ол термополимерлеу арқылы серпімді полимерлі материал алудан тұрды. Бұл ашылудың қызықты ерекшелігі синтетикалық каучуктың өнеркәсіптік өндірісіне негіз болған дәл осы принцип болды. Бұл тек Ресейде ғана емес, бүкіл әлемде осындай бірінші кәсіпорын болды.
Бірінші дүниежүзілік соғысал большевиктер жасаған төңкеріс жаңа саланың дамуына түрткі болды. Кеңес Одағы күрделі мәселеге тап болды. Ел блокадада болғандықтан табиғи каучук алу мүмкін болмады. Жалғыз нұсқа синтетикалық каучуктың өз өндірісін құру болды. Сондықтан 1926 жылы синтетикалық каучук өндірудің өнеркәсіптік жобасын әзірлеуге конкурс өткізілді. Екі нұсқа ұсынылды. Бірінші жағдайда химик Бызов өндірілген мұнай шикізатынан серпімді полимер алуды ұсынды. Алайда, ол кездегі қуаттылық жаппай өндіруге мүмкіндік бермеді. Осыған байланысты Лебедевтің жобасы конкурста жеңіске жетті. Оның идеясына сәйкес, этил спиртін өңдеу арқылы жасалған бутадиен негізіндегі каучукты синтездеуге тұрарлық. Жобасы үшін Лебедев ғылым академигі атағын және Ленин орденін алды. Өндірістің жаңашыл болғаны сонша, олар ұзақ уақыт бойы оның Батыс елдерінде бар екеніне сене алмай, оны фантастика мен алдаудан басқа ештеңе деп атады.
Бұл жоба бойынша бірінші кәсіпорын 1932 жылы Ярославльде ашылды. Оның артынан Воронеж, Қазан, Ефремов қалаларында кәсіпорындар құрылды. Әрбір кәсіпорынның өндірістік қуаты бірдей болды. Жалпы, еліміз жылына 40 мың тонна синтетикалық каучук алуға болатын еді. Кәсіпорындар шикізат базасына жақын жерде ашылды. Этил спирті негіз ретінде пайдаланылғандықтан, зауыттар картоп плантацияларына жақын орналасқан. Натрий өндіріс процесінің катализаторы ретінде пайдаланылды. Бұл өндіріс әдісі жоғары тиімділікпен мақтана алмады. Оның басты артықшылығы сол кездегі ел үшін өте маңызды болған төмен бағасы болды.
Германия әлемдегі синтетикалық каучуктың екінші өндірушісі болды. Бір қызығы, бұл елде КСРО сияқты себептер болды. Екінші дүниежүзілік соғыс басталғаннан кейін ел экономикалық блокадаға ұшырады. Бұл синтетикалық каучук шығаратын өз өндірістерімізді ашуға түрткі болды. Алғашқы кәсіпорын Шкопау қаласындағы зауыт болды. Полимерді өндіру процесі айтарлықтай ерекшеленді және жетілдірілді. Синтетикалық каучук сополимерлену реакциясы арқылы алынды. Бұл жағдайда стирол мен бутадиен пайдаланылды. Мұның бәрі су ортасында болды, бұл жоғары сапалы полимер алуға мүмкіндік берді. Өндіріс жоғары тиімді болды және соғыстың соңына қарай кәсіпорындар тобы жылына 180 мың тоннаға жуық өнім шығара алды.
Америка Құрама Штаттары да өз өндірісін ашуға мәжбүр болды, өйткені Азиядағы барлық гевеа плантациялары жапондардың бақылауында болды және жеткізу Перл-Харборға шабуылдан кейін бірден тоқтатылды. Нәтижесінде үкімет синтетикалық каучуктың жеке өндірісін бастау туралы түбегейлі шешім қабылдады. Бірер жылдың ішінде елімізде осы полимерді шығаратын елуден астам зауыт ашылды. Бір қызығы, соғыс аяқталғаннан кейін барлық өндіріс орындары үкіметтің меншігіне өтті.
Гитлерге қарсы блок соғыста жеңіске жеткендіктен, Германияның өндірістік қуаттары одақтастар арасында бөлінді. Кеңес одағыШкопау қаласынан зауыт алуға қол жеткізді. Ол толығымен бөлшектеліп, Воронежге жеткізілді. Өндірістің жаңа әдісін меңгергеннен кейін КСРО синтетикалық каучук өндіруде көшбасшы болды.
Сайып келгенде, стирол-бутадиен каучук негізінде полимердің өзіндік түрлері жасалды. Сонымен қатар, полимер өндірудің дәстүрлі әдісін ешкім ұмытқан жоқ. Каучукты табиғи емес, жасанды спирт негізінде жасау туралы шешім қабылданды, бұл оның құнын одан әрі төмендетті. Бірнеше кәсіп ашылды. Осыдан кейін әртүрлі мұнай-химия өнімдерін пайдалана отырып, полимер алу технологиялары әзірленді. Өндіріс полиизопренді синтетикалық каучук шығара бастады. Бұл материал өзінің сапасы бойынша табиғи шикізатқа өте жақын.
Синтетикалық каучуктарды өндіру
Жеңілдетілген өндіріс схемасы әртүрлі түрлерісинтетикалық полимер төменде көрсетілген:
Синтетикалық каучук өндірісінің өзіндік ерекшеліктері мен қиындықтары бар. Ең бастысы - әртүрлі мономерлердің көп мөлшерін синтездеу қажеттілігі. Мұнай өңдеу өнеркәсібінде газды фракциялау процесінің маңыздылығы да осыдан – ол шығару кезінде қажетті жеңіл көміртектің жеке фракцияларын алуға мүмкіндік береді. Бұл сала үшін ең қызықтысы – бутан және изобутан, олар да мұнай өңдеу зауыттарында өндіріледі. Пиролиз және бөлу процедурасынан кейін шикізат одан әрі өңдеуге жіберіледі.
Әрі қарай өндірістің бірінші кезеңі - заттардың дегидрленуі. Осылайша артық сутегі атомдары жойылғаннан кейін қос көміртегі байланысын алуға болады. Бұл процедурадан кейін изопрен мен бутадиен алуға болады. Бұл синтетикалық каучуктың полимерлену процесі үшін ең маңызды материалдар. Заттар басқа тәсілдермен өндіріледі. Мысалы, сұйық газдардың пиролизі арқылы изопрен алуға болады. Сонымен қатар, бұл затты изобутилен мен формальдегид негізінде алуға болады.
Синтетикалық каучук сополимер болғандықтан, қосымша заттар ретінде стирол және оның туындылары жиі қолданылады. Мысалы, жалпы «қоспа» этиленнің орнына полипропиленді қосу арқылы жасалатын метилстирол болып табылады. Акрилонитрил де маңызды зат болуы мүмкін. Ол аммиак пен пропилен негізінде жасалады. Өндіріс әдісіне байланысты бірнеше алуға болады полимерлі материалдаррезеңке тобы. IN Ресей Федерациясыклассификация қабылданды, оған сәйкес полибутадиенді каучук SKD, бутадиен және стирол сополимері BSK және DSSC деп белгіленуі мүмкін. Барлық осы материалдардың арасындағы айырмашылық полимерді өндіру әдісінде және бұл үшін қолданылатын негіздерде жатыр. Соның нәтижесінде өндіруге болады үлкен әртүрліліксерпімді полимерлер. Ең көп таралғаны - изопренді каучук (ISR), ол өзінің қасиеттері бойынша табиғиға өте жақын. Оның сорттарының бірі - бутил каучук (BR), оның химиялық атауы изопрен-изобутилен.
Этилен мен пропиленнің сополимерлері де жеке топтарға жіктеледі, оларға диендердің аз бөлігі қосылады. Оларды таза каучуктерге жатқызуға болмайды, бірақ олар белгілі бір салаларда кеңінен қолданылады. Белгілі бір қасиеттерді алу үшін полимерлерге хром мен бром жиі қосылады. Олар полимер тізбегіне кіреді, оларға қажетті сипаттамалар береді.
Каучуктардың ең танымал заманауи топтарының бірі - TPR. Бұл аббревиатура термопластикалық эластомерлер дегенді білдіреді. Яғни, бұл заттар барлық полимерлерге тән қасиеттерге ие. Олар қалыпты күйінде өте пластик болып табылады және дәстүрлі термопластикалық әдістермен өңделуі мүмкін.
SIBUR-дағы синтетикалық каучуктар
Резеңке өндірісін холдингтің Воронеж, Тольятти және Красноярск қалаларында орналасқан бірнеше кәсіпорындары жүзеге асырады. Холдинг әлемдегі ең ірі серпімді полимер өндірушілердің бірі болып табылады, тізімде алтыншы орынды алады. Холдингтің барлық кәсіпорындары синтетикалық каучуктың белгілі түрлерінің көпшілігін шығарады. Шикізат ретінде бутадиен, изопрен қолданылады меншікті өндіріс, ал сополимерлер ретінде – стирол, акрилонитрил және изобутилен.
Кәсіпорындар ең алдымен өздерінің шикізатын пайдаланады. Ол СИБУР-Нефтехим, Томскідегі зауыт және Лукойл компаниясының кейбір кәсіпорындарынан резервуарларда жеткізіледі. Шикізаттың көпшілігі әртүрлі құрамдағы заттар түрінде келеді, содан кейін олар орнында фракциялау процесінен өтеді. Көптеген сополимерлер үшінші тарап өндірушілерінен жеткізіледі, бұл холдингтің өндірістік нысандарын үнемі жүктеуге мүмкіндік береді. Компанияның серіктестерінің бірі - белорус өндірушісі «Полимир».
Мономерлер қажетті тазартудан өткеннен кейін оларды полимерлеуге болады. Әр түрлі материалдарды өндіру үшін әртүрлі заттар мен өндірістік орталар пайдаланылады. Өте жиі су суспензиясы пайдаланылады, оған дайын резеңкенің кішкене бөліктерін қосуға болады. Дәл осындай бөлшектердің айналасында қалғандары жиналады, бұл дайын материалдарды алуға мүмкіндік береді. Изопрен өндірісінің айтарлықтай айырмашылығы бар. Осы мақсатта көмірсутекті еріткіштердің ортасы қолданылады.
Полимерлену реакциясынан кейін алынған материалдар қажетсіз қоспалардан (су, еріткіштер және т.б.) тазартылады. Өндірістің қызықты ерекшелігі, өнімнің басым бөлігі басқа елдерге жеткізіледі. Негізгі тұтынушы – Қытай. Сонымен қатар, Continental компаниясының экологиялық таза шиналары белгілі бір резеңке түрлерінің негізінде шығарылады. Сондай-ақ, Воронеж кәсіпорны көптеген мамандандырылған салаларда қолдануын тапқан АСК-ның көптеген түрлерін шығарады. SIBUR компаниясы синтетикалық каучук шығарады және көптеген заманауи технологияларды енгізеді.
Синтетикалық каучуктарды қолдану
Резеңке бұйымдарының көпшілігі синтетикалық каучуктардан жасалған. Бұл зат кез келген салаға, соның ішінде тамақ өнімдерін өндіруге арналған. Каучуктардан автомобиль шиналары, оқшаулағыш материалдар, медициналық костюмдер, су өткізбейтін киім, аяқ киім және т.б. Синтетикалық каучук негізіндегі материалдарды ең үлкен тұтынушы автомобиль компаниялары болып табылады. Шиналар - синтетикалық резеңкеден жасалған ең танымал өнім. Қазір әлемде бес жүзге жуық өндіріс орны бар автокөлік шиналары, олар жылына бір миллиардтан астам тауар өндіреді.
Өте маңызды материалдарсонымен қатар TEP полимерлері болып табылады. Олар құрылыс материалдарының көп мөлшерін өндіруде қолданылады. Бұл полимерлер үшін ең маңызды қолдану жол құрылысы болып табылады. Материалдың оң қасиеттері жол төсемінің қызмет ету мерзімін үш есе дерлік ұзартуға мүмкіндік береді. Бүгінгі таңда жол құрылысында ТЭП пайдалану болып табылады алғы шарт. Қытайда жол төсемінің жүз пайызға жуығы байланыстырғыш ретінде TEP полимерлерін пайдалана отырып жасалған. Мұндай технология біздің елдегі тұрақты мәселені шешер еді.
Синтетикалық каучуктарды қолданудың маңызды саласы латекс өндірісі болып табылады. Оның қоспалары құрылыс бояулары мен лактарына, сіңдіру сұйықтықтарына, әрлеу материалдарыжәне тағы басқалар. Сонымен қатар осы топтың негізінде халық тұтынатын тауарлар, ойыншықтар, медициналық аспаптар, киім-кешек бұйымдары, аяқ киім және т.б. Серпімді материалдарға қажеттілік бар адам қызметінің кез келген саласында синтетикалық каучуктар қолданылады. Сонымен қатар, жасанды полимерлер табиғи аналогтарына қарағанда әлдеқайда үлкен оң қасиеттерге ие.
Синтетикалық каучуктар - бұл вулканизация арқылы резеңкеге айналуы мүмкін полимерлер. Олардың пайда болуының алдында табиғи резеңке тапшылығы және эластомерлер сұранысының өсуі болды. Қазіргі уақытта нарықта орасан зор сомақасиеттері мен мақсаты әртүрлі синтетикалық каучуктардың маркалары. Шартты түрде оларды екі үлкен сыныпқа бөлуге болады: жалпы мақсаттағы және арнайы мақсаттағы резеңкелер.
Жалпы мақсаттағы синтетикалық каучук автомобиль шиналары мен бөлшектерін, тығыздағыш сақиналарын және басқа да тұтыну бұйымдарын өндіруде қолданылады. Әдетте, әмбебап резеңкелер көптеген қасиеттерді біріктіреді, бұл оларды арнайы мақсаттағы каучуктерге қарағанда әмбебап етеді. Дегенмен, белгілі бір синтетикалық полимерді қолданудың тар аясы қажетті қасиеттерге қол жеткізу үшін оның құрамын идеалды теңестірумен түсіндіріледі.
Синтетикалық каучук шикі мұнай фракцияларынан алынған мономерлерді полимерлеу арқылы өндіріледі. Реакция ортасына байланысты полимерленудің төрт түрі бөлінеді: сұйық фаза, эмульсия, газ фаза және ерітінді. Оның қасиеттері резеңке өндіру әдісіне тікелей байланысты. Мысалы, автомобиль өнеркәсібінде қолданылуына байланысты синтетикалық каучук нарығының 50%-дан астамын құрайтын стирол-бутадиенді синтетикалық каучук жоғары температурада эмульсиялы полимерлеу арқылы өндіріледі. Бұл әдіс оңтайлы нәтижеге қол жеткізуге мүмкіндік береді физикалық қасиеттерірезеңке бұйымдардың бір немесе басқа түрі. Синтетикалық каучук өндірісі қолданылатын мономерлерге тікелей байланысты: бутадиен, стирол, изопрен, пропилен, бензол, изопрен, этилен. Олардың комбинациясы және полимерлеу әдісі резеңкенің соңғы қасиеттерін, сондай-ақ оның мақсатын анықтайды.
Табиғи каучукпен салыстырғанда оның синтетикалық аналогы тиімді және перспективалы материал болып табылады. Біріншіден, ол жан-жақты. Қазіргі заманғы әдістерөндіріс белгілі бір қолдану үшін оңтайлы қасиеттері бар материалды алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, синтетикалық каучуктарды өндіру әлдеқайда арзан.
Соңғы жылдары синтетикалық каучуктар автомобиль өнеркәсібінде ғана емес, сонымен қатар ғимараттардың дыбыс, жылу, су және ауа оқшаулауында, сондай-ақ пневматикалық, гидравликалық, медициналық және вакуумдық жабдықтар өндірісінде кең қолданыс тапты. Сонымен қатар, бұл материал қатты заттарды өндіруге арналған полимерлік негіз ретінде ракета ғылымында кеңінен қолданылады. зымыран отынытолтырғыш ретінде аммоний нитраты ұнтағымен.
Резеңке – табиғи және синтетикалық эластомер. Ол жақсы су өткізбейтін, серпімділік және электр оқшаулау қасиеттеріне ие. Көріп отырғаныңыздай, оның көп нәрсесі бар оң сипаттамалар, олар әртүрлі салаларда қолданылады. Қазіргі уақытта резеңке өндірісі бизнестің ең танымал түрлерінің бірі болып табылады, өйткені ол қазір қолданылады үлкен ауқымда.
Табиғи каучук өндірісі + оны жасау жолы туралы видео
Әрине, табиғи каучуктың белгілі бір бөлігі әртүрлі өсімдіктерде кездеседі, бірақ, әрине, барлығында емес. Барлығы білмейді, бірақ тіпті одуванчиктер резеңкенің аз мөлшерін қамтиды, бірақ оны қалай дұрыс шығару керектігін білу керек.
Өсімдіктерден алынған зат көмірсутектермен, сонымен қатар олардың туындыларымен араласады. Ең қызығы, табиғи каучук ешқашан еріту қабілетіне ие емес. Ол ісінбейді және бензин, ацетон, су, алкоголь сияқты заттармен ешқандай әрекеттеспейді. Бірақ резеңке бөлме температурасында болғанда, ол қартая бастайды. Яғни, ол кішірейіп, мүлдем жарамсыз болып қалады. Мұның бәрі бөлме температурасында оттегі резеңкеге қосыла бастағандықтан болады. Әрине, резеңке ескірген сайын оның икемділігі төмендейді және сәйкесінше оның беріктігі де азаяды. Ал жоғары температурада (шамамен 200 градус) резеңке ыдырай бастайды. Оны күкіртпен немесе басқа күкірт ерітінділерімен біріктіргенде, бұл оған үлкен серпімділік пен беріктік береді. Табиғи резеңкеде зиянды заттар болмағандықтан, ол оңай және тез резеңкеге айналады. Дәл осындай шикізаттан әртүрлі салаларда қолдануға болатын жеткілікті берік және жоғары сапалы резеңке алуға болады.
Табиғи резеңке көптеген оң сипаттамаларға ие, ол көбінесе... Бұл өндірісте барлық резеңкенің 60%-дан астамы пайдаланылады.
Синтетикалық каучук өндірісі + оны жасау жолы туралы видео
Синтетикалық резеңкеде көптеген түрлі қоспалар бар, оларсыз қалыпты жұмыс істеу үшін қажетті барлық нәрсе болмайды. Синтетикалық каучук көбінесе мамандандырылған кәсіпорындарда немесе зауыттарда шығарылады, өйткені мұндай өндіріске қажетті барлық нәрсе бар. Ең алғашқы резеңке өте ұзақ уақыт бұрын шығарылған.
Каучук алу үшін полибутадиен пайдаланылды. Бастапқыда бәрі оны керемет және қолдануға жарамды деп ойлады. Бірақ біраз уақыттан кейін бұл байқалды бұл түрітым төмен механикалық қасиеттерге ие. Ол пайдалану үшін мүлдем жарамсыз, және ұзақ мерзімді пайдалану үшін. Әрине, синтетикалық каучук тек химиялық материалдардан жасалған, өйткені жоғары сапалы материалды тек зиянсыз материалдардан алу мүлдем мүмкін емес.
Синтетикалық каучук өте танымал, оның өндірісінің танымал болуы заңды. Мұның бәрі синтетикалық каучук өндірісінің табиғи каучукқа қарағанда әлдеқайда жылдам болуына байланысты. Синтетикалық түр үшін бүкіл өндірісті жеңілдететін көптеген жабдықтар мен әртүрлі технологиялар қолданылады.
Егжей-тегжейлі бейнесинтетикалық қалай жасауға болады:
Әртүрлі резеңкелердің үлкен саны бар, бірақ бұл тек осыған қатысты химиялық құрамы. Көбінесе резеңкенің кез келген түрі негізінен автомобиль өнеркәсібінде қолданылады. Өйткені ол жерде танымал. Одан тамаша автокөлік шинасын жасау өте оңай. Резеңке, бұрын айтылғандай, кез келген сыртқы әсерге төтеп бере алатын мүлдем қарапайым материал. Сондай-ақ оны әртүрлі резеңке өндіру үшін пайдалануға болады медициналық мақсаттағы бұйымдар. Көріп отырғаныңыздай, кез келген резеңке мүлдем зиянсыз деп саналады.