I+D ruso

Guardar para leer la lista Publicado por Callum O'Reilly, editor sénior Ingeniería de hidrocarburos, lunes 3 de agosto de 2020 11:00

La industria petroquímica de Rusia, que también exporta a Europa, Asia y Turquía, está evolucionando en muchos sentidos tan rápido, si no más rápido, que la política federal.

El Kremlin promulgó medidas que requieren que los desechos sólidos se clasifiquen en diferentes recipientes en todos los municipios de Rusia a partir del 1 de enero de 2019. Desde entonces, el gobierno agregó una extensión, dando a muchas regiones hasta 2022 para ponerse al día y poner en marcha medidas. . Dicho esto, Moscú ya comenzó a implementar estas medidas con nuevos contenedores de basura separados introducidos en toda la ciudad durante 2019. Este movimiento fue diseñado para allanar el camino para nuevas áreas de desarrollo en economías secundarias para desechos, a saber, reciclaje de plásticos.

SIBUR ha estado trabajando con socios en las especificaciones de cumplimiento de los estándares de la UE, y Europa apunta a porcentajes más altos de material reciclado para convertirse en productos terminados hasta 2025. Para SIBUR, la legislación rusa representa un futuro flujo de materia prima. La compañía apunta a que hasta el 25% de los nuevos gránulos provengan de materia prima de plásticos reciclados. La calidad de los productos y los requisitos de los clientes durante esta transición serán gestionados por su centro de I+D PolyLab, incluidos proyectos innovadores para aumentar los rendimientos de reciclaje.

PolyLab es un laboratorio de 5000 m2 ubicado en el campus de Skolkovo, la incubadora de tecnología y centro corporativo de I+D más importante del país. Las instalaciones de investigación, procesamiento y producción de la instalación aumentan el trabajo y los resultados de los centros de investigación siberianos existentes de SIBUR en Tomsk y otros lugares, y proporcionan una plataforma internacional para pares, colegas y clientes.

Figura 1. El SIBUR PolyLab en Moscú, Rusia.

Las capacidades de PolyLab serán de vital importancia a medida que la empresa aumente la producción de la planta de ZapSib en Tobolsk. La planta triplicará la capacidad y el alcance de producción de polímeros de SIBUR, ya que utiliza materias primas baratas del corazón del petróleo y el gas de Siberia en Rusia. ZapSib producirá 500 000 tpa de polipropileno y 1,5 millones de tpa de polietileno, y hasta 2,7 millones de tpa de GLP se utilizarán como materia prima para la planta. Esto se utilizará para producir diversos productos de plástico, incluidos los envases.

PolyLab se convertirá en el nexo de la empresa para el desarrollo a medida que SIBUR atiende a nuevos clientes y responde a las demandas y regulaciones en evolución en varios mercados, incluidos los cambios nacionales y globales hacia prácticas comerciales más ecológicas.

SIBUR ha firmado acuerdos con Norner AS, 3M, Reifenhäuser, BASF y otros para emplear tecnologías, innovar y coordinar el desarrollo futuro. El mandato del centro incluye mejorar la durabilidad, la resistencia y la calidad con respecto a usos específicos, así como la introducción de soluciones de reciclaje de polímeros. Esto incluirá pruebas de polímeros, procesamiento y pruebas de productos finales.

Figura 2. Laboratorio de pruebas de PolyLab.

Con este fin, muestras de nuevos grados de polietileno (PE) y polipropileno (PP) se transformarán en sus líneas de fabricación piloto en tuberías, productos médicos, películas, envases para alimentos y otros productos. Esto proporcionará una visión más profunda de las propiedades de los polímeros y el impacto en la calidad del producto final para mejorar aún más los materiales y aumentar la eficiencia de la producción.

SIBUR y 3M cooperarán en el desarrollo de nuevos grados de PE y PP, incluidos los que se producirán en ZapSibNeftekhim. En particular, las partes desarrollarán nuevas soluciones para impulsar la procesabilidad de los grados de polímeros y hacer que los productos de SIBUR sean más ecológicos y aptos para el reciclaje.

SIBUR y BASF están trabajando juntos para aprovechar las tecnologías digitales en la producción y la I+D, y para desarrollar una gama innovadora de polímeros utilizando los aditivos plásticos que ofrece BASF. Además, BASF ofrecerá su experiencia técnica en el desarrollo de pruebas de nuevas tecnologías en PolyLab.

Además, las empresas planean desarrollar conjuntamente nuevas soluciones de aditivos de alto rendimiento, enfocándose en condiciones de conversión altamente exigentes para polímeros y apuntando específicamente a productos con durabilidad a largo plazo. Promocionarán estas nuevas soluciones en eventos técnicos conjuntos para educar a los clientes de SIBUR y a los actores de la industria.

SIBUR tiene un pacto de colaboración en el laboratorio con la noruega Norner AS, que cuenta con muchos años de experiencia práctica y teórica en la síntesis, modificación y reciclaje de polímeros y adaptación a las necesidades de los clientes finales. Norner se asoció con SIBUR en múltiples proyectos durante los últimos siete años que tenían como objetivo reducir costos y promover grados de polímeros de valor agregado.

SIBUR y Norner desarrollarán conjuntamente nuevas soluciones de productos y optimizarán las fórmulas de estabilización de polímeros. Estos incluirán grados innovadores de polímeros verdes, pruebas de catálisis, así como nuevas tecnologías de reciclaje técnico y químico.

El PolyLab de SIBUR tiene como objetivo diversificar la gama de productos con soluciones de valor añadido. Esto ayudará a la empresa a encontrar nuevas aplicaciones para las poliolefinas tanto en productos existentes como nuevos en el mercado. El centro podrá desarrollar polímeros mejorados y probarlos rápidamente en productos terminados.

En 2006, SIBUR estableció NIOST, su centro corporativo de I+D para tecnologías químicas, en Tomsk. Mientras que NIOST se centra en los estudios de materiales, el nuevo centro de I+D, además de analizar las propiedades de los materiales, explorará y desarrollará aplicaciones reales.

Para este propósito, PolyLab está equipado con maquinaria para simular operaciones de producción clave que utilizan los grados de poliolefina existentes y aún por desarrollar de SIBUR.

El equipo de moldeo por inyección incluye máquinas de moldeo por inyección de 30 t, 50 t y 150 t para fabricar tapas, tapas, envases rígidos (envases con tapa, vasos de plástico de pared delgada de 850 ml y baldes con asa de 1 l). La máquina de 150 t también se puede acoplar con un robot para realizar pruebas de almacenamiento y fabricar productos etiquetados en molde.

Otros segmentos importantes de la producción de envases rígidos son el termoformado y el moldeo por extrusión y soplado. La idoneidad de los grados de propileno para el termoformado se probará utilizando una máquina equipada con un molde de vaso de 200 ml. Se utilizará una máquina de moldeo por extrusión y soplado (EBM) para fabricar botellas y latas de polietileno y polipropileno de 1 l a 10 l.

Con el inicio de la producción de LLDPE y HDPE en SIBUR, la importancia del segmento de envases flexibles también crece. El centro de I+D contará con líneas de producción a gran escala para películas tubulares multicapa de 1,3 a 1,5 m de ancho y películas CPP con una capacidad de 250 y 500 kg/h.

Una línea de extrusión de tubería de 32 a 110 mm está diseñada para utilizar el grado existente de copolímeros estadísticos de PP, así como grados aún por producir: HDPE y copolímeros en bloque. La única exclusión es el segmento de fibras y telas no tejidas, que solo tendrá una máquina de hilo multifilamento. La maquinaria industrial para este segmento es demasiado grande para instalarla en el centro de I+D.

Para explorar la estructura y las propiedades físicas y químicas de los polímeros, el laboratorio cuenta con el equipo necesario para la cromatografía de gases y líquidos, además de un cromatógrafo de permeación en gel, indispensable en los estudios de poliolefinas. Los métodos de investigación térmica y la espectrometría IR ayudarán a los investigadores a estudiar las fórmulas de estabilización y la estructura de los polímeros. A menudo es necesario echar un vistazo a los productos terminados para aprender los aspectos internos de una tecnología de procesamiento. Con la ayuda de microscopios electrónicos y ópticos, los investigadores estudiarán la distribución de pigmentos y aditivos en la matriz polimérica. Los microscopios también serán fundamentales para responder a las solicitudes de los clientes.

Todas estas máquinas ayudarán a SIBUR PolyLab a desarrollar nuevos grados de poliolefina, evaluar el impacto de sus propiedades en el procesamiento y los parámetros operativos, mostrar las ventajas de los nuevos materiales y hacer recomendaciones sobre modos de procesamiento óptimos y una adopción más rápida por parte de los clientes.

Se debe prestar especial atención al desarrollo de fórmulas de película de polipropileno orientado biaxialmente (BOPP). PolyLab contará con una máquina extrusora de láminas de siete capas y un bastidor tensor para la orientación de las láminas producidas. Este equipo reducirá la duración y el costo de los proyectos de desarrollo de películas BOPP.

PolyLab también proporcionará servicios integrales de investigación y pruebas para el desarrollo de nuevas fórmulas y soluciones. Para ello, el centro de I+D contará con una extrusora de doble husillo de 100 kg/h, que se utilizará para mejorar las fórmulas estabilizantes de poliolefinas existentes y desarrollar otras nuevas. El centro podrá desarrollar nuevos compuestos basados ​​en la oferta actual de productos de SIBUR.

El nuevo centro probará productos terminados, como tuberías, latas, botellas y vasos, medirá sus dimensiones y evaluará su apariencia, propiedades estructurales y mecánicas, y resistencia al calor y las heladas, lo que juega un papel importante en el análisis de nuevas ideas y la optimización. fórmulas de productos.

El centro incluirá un conjunto de equipos para probar grados de poliolefina para tuberías. Esto probará la hidrostática de larga duración, la resistencia al crecimiento de grietas, el flujo plástico y las pruebas de hermeticidad, así como la obtención de resultados más rápidos. Por ejemplo, uno de los dispositivos de prueba de laboratorio se usa para medir la resistencia de los materiales poliméricos al crecimiento rápido de grietas.

La producción de películas a partir de grados de poliolefina también se someterá a pruebas de productos. El laboratorio cuenta con dispositivos regulares para pruebas de resistencia a la tracción, mediciones ópticas y de capacidad de sellado, así como equipos menos comunes necesarios para probar nuevos grados de película, como un probador de desgarro Elmendorf, una máquina de prueba de impacto de peso y probadores de propiedades de perforación y barrera. La empresa necesita estudiar periódicamente los procesos de producción de sus clientes, especialmente cuando prueba nuevos lotes, modifica materiales existentes o maneja reclamos de clientes. Esto es lo que hacen las máquinas de tratamiento corona, impresión flexográfica, laminación y recubrimiento con solvente. El procesamiento de polímeros siempre debe comenzar con la evaluación de las propiedades reológicas. Por esta razón, el laboratorio está equipado con reómetros convencionales, así como con un viscosímetro rotacional y un viscosímetro de tubo capilar con una opción de medición de la fuerza de fusión. El centro también cuenta con una variedad de dispositivos para medir las propiedades mecánicas, térmicas y ópticas de los materiales.

Los polímeros son materiales sintéticos bien conocidos que son duraderos, resistentes y respetuosos con el medio ambiente, y pueden utilizarse ampliamente en la construcción, los servicios públicos, la automoción, la sanidad, la alimentación y otras industrias. La prioridad clave de PolyLab de SIBUR es promover el uso de polímeros tanto para fabricar productos existentes como para diseñar soluciones novedosas para impulsar el avance tecnológico en todas las industrias en las que se utilizan plásticos.

El centro fomentará el uso de materiales reciclados y la aplicación de polímeros en la economía circular. Para ello, muestras de nuevos grados de PE y PP se transformarán en las líneas de fabricación piloto del centro en tuberías, productos médicos, películas, envases para alimentos, botes y otros productos. Esto proporcionará una visión más profunda de las propiedades de los polímeros y su impacto en la calidad del producto final para mejorar aún más los materiales y aumentar la eficiencia de la producción.

La población mundial se ha duplicado en tamaño desde que nacieron la mayoría de los lectores de esta publicación. Los plásticos, que son duraderos, ligeros y flexibles, han desempeñado un papel fundamental en el avance del saneamiento, el transporte, la prevención del deterioro de los alimentos y la reducción de la deforestación y las emisiones de carbono.

El futuro papel de la industria del plástico se define, en parte, por las consecuencias de su pasada contribución a la acumulación de contaminación en los océanos y al desperdicio de valiosos polímeros en los vertederos. A medida que los países adopten nuevas leyes para regular el uso de plásticos y la opinión pública comience a cambiar, la industria deberá ofrecer respuestas de alta tecnología y organizar esfuerzos que involucren a numerosos actores para responder a los desafíos del día. SIBUR seguirá desempeñando un papel de liderazgo en la respuesta a este desafío.

Escrito por Konstantin Vernigorov, SIBUR, Rusia.

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Las exportaciones de propano de EE. UU. alcanzaron un récord de 1,7 millones de bpd en marzo de 2023. El propano se consume a nivel mundial para calentar espacios y se utiliza como materia prima petroquímica.

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