|
TYTUŁ: Technologia i parametry techniczne pracy instalacji przemysłowej do produkcji plastyfikatora TDAE / Technology and technical working parameters of industrial plant for the production of TDAE plasticizer
Autor: Stefan Ptak
Recenzenci: prof. dr hab. inż. Dariusz Bogdał – Politechnika Krakowska
|
|
|
ISSN 2353-2718 Objętość monografii: 204 strony |
|
|
Streszczenie Ropa naftowa jest i w najbliższej przyszłości nadal będzie podstawowym naturalnym surowcem gospodarczym na świecie. Wykorzystanie produktów uzyskiwanych z ropy naftowej stanowi siłę napędową gospodarki każdego kraju. Z przerobu ropy naftowej uzyskuje się wiele produktów, półproduktów i surowców, które znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w tym petrochemicznym. Istotną rolę w tej dziedzinie gospodarki większości krajów odgrywają plastyfikatory naftowe, stosowane jako dodatek zmiękczający w procesach wulkanizacji kauczuków, szczególnie kauczuków syntetycznych butadienowych – styrenowo (SBR), oraz jako składnik mieszanek gumowych w procesie ich wytwarzania i wulkanizacji.Kierunki rozwoju plastyfikatorów naftowych dla przemysłu gumowego determinuje wiele dokumentów i aktów prawnych oraz szereg wymagań wynikających ze specyfiki procesów wytwórczych, a także z warunków eksploatacji wyrobów gumowych, w tym szczególnie: • posiadanie wymaganego dla danego zestawienia składu chemicznego oraz charakteryzowanie się odpowiednimi właściwościami fizykochemicznymi; • wykazywanie dobrej kompatybilności ze stosowanym kauczukiem; • odznaczanie się niską lotnością w warunkach procesu produkcji kauczuków oraz w procesach wytwarzania mieszanek gumowych i ich wulkanizacji; • niewykazywanie działania toksycznego. Plastyfikatory naftowe stosowane w kompozycjach kauczukowych (SBR) nazywane są również olejami-wypełniaczami. Składają się z cząstek węglowodorów zawierających od 25 do 35 atomów węgla i dzielą się na aromatyczne, naftenowe i parafinowe w zależności od udziału węgli w strukturach aromatycznych, naftenowych i parafinowych. Istotną rolę w badaniach eksperymentalnych opisanych w niniejszej monografii odgrywają plastyfikatory wysokoaromatyczne, otrzymywane jako produkt uboczny w trakcie rafinacji rozpuszczalnikowej destylatów próżniowych z ropy naftowej w procesie wytwarzania olejów bazowych, które zyskały duże znaczenie w procesie produkcji opon samochodowych. Plastyfikatory wysokoaromatyczne DAE charakteryzują się najwyższą zawartością węglowodorów aromatycznych i związaną z tym wysoką zawartością wielopierścieniowych związków aromatycznych oraz benzo[a]pirenu. Wprowadzenie przez ustawodawstwo Unii Europejskiej Dyrektywy 76/769/ EEC, a następnie Rozporządzenia 1907/2006 miało na celu zmniejszenie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w oponach, co doprowadziło do wytwarzania przez przemysł naftowy plastyfikatorów naftowych o niskiej zawartości WWA z wykorzystaniem różnych procesów produkcyjnych, aby zaspokoić potrzeby globalnego przemysłu oponiarskiego. Po roku 2010 rynek światowy plastyfikatorów naftowych ze względu na ich mutagenne i rakotwórcze działanie eliminuje ze stosowania plastyfikator DAE. Stworzony system REACH w Unii Europejskiej uchwalony przez Parlament Europejski i Radę w dniu 18 grudnia 2006 roku Rozporządzenia numer 1907/2006 w sprawie rejestracji, oceny, udzielenia zezwoleń i stosownych ograniczeń w zakresie chemikaliów, wprowadzając zapisy 27 poprawki do Dyrektywy 76/769/EEC wprowadza zakaz stosowania ekstraktów wysokoaromatycznych o przekroczonym limicie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych od dnia 1 stycznia 2010 roku. W części eksperymentalnej zamieszczono wyniki badań nad opracowaniem i wdrożeniem na skalę przemysłową technologii produkcji plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania w zakresie rakotwórczości i mutagenności. Istotnym etapem przeprowadzonych badań eksperymentalnych były technologiczne próby przemysłowe dotyczące badań plastyfikatora TDAE wykonane na instalacji Furfurol w Zakładzie Produkcyjnym Spółki ORLEN OIL Sp. z.o.o. w Płocku. Wiodącą rolę w uzasadnieniu celu i tez pracy odgrywają badania selektywnej rafinacji rozpuszczalnikowej ciężkich ekstraktów pod kątem wytworzenia plastyfikatora aromatycznego TDAE spełniającego wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE. W wyniku przeprowadzonych prac technologiczno-badawczych pojawiła się możliwość wprowadzenia do cyklu produkcyjnego, obok olejów bazowych, plastyfikatora TDAE o nazwie handlowej Elasticol, wytwarzanego na bloku olejowym PKN ORLEN S.A. Również ważnym, kluczowym elementem wykonanych badań eksperymentalnych było zastosowanie procesu odparafinowania rozpuszczalnikowego dla pozyskania różnych plastyfikatorów TDAE. Proces odparafinowania rozpuszczalnikowego z użyciem różnych rozpuszczalników pozwolił na opracowanie technologii produkcji zmodyfikowanego plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania jakościowe i wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE z możliwością poprawy właściwości niskotemperaturowych. Autor dokonał rejestracji technologii w Urzędzie Patentowym pod wspólnym tytułem: Sposób wytworzenia zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do produkcji kauczuku i gumy, szczególnie opon samochodowych. Z uwagi na szeroki zakres wiedzy interdyscyplinarnej dotyczącej obszernego zakresu pracy sformułowane wnioski pogrupowano na: ogólne, szczegółowe, metodologiczne i perspektywiczne. Słowa kluczowe: plastyfikatory naftowe, klasyfikacja plastyfikatorów, plastyfikatory, TDAE, ekstrakcja rozpuszczalnikowa, odparafinowanie rozpuszczalnikowe, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, mutagenność, kancerogenność plastyfikatorów, kauczuki
|
|
|
Abstract Petroleum plasticisers play an important role in this area of the country’s economy as a softening additive in the vulcanisation of rubbers, especially synthetic styrene-butadiene rubber (SBR), and as a component of rubber compounds in their production and vulcanisation. The development of petroleum plasticisers for the rubber industry is determined by many documents and laws, as well as a number of requirements resulting from the nature of the production and operating conditions of rubber products. In particular, they must: • have the chemical composition required for a given combination and have appropriate physicochemical properties, • exhibit compatibility with the selected rubber, • demonstrate low volatility during the processes of rubber production, rubber compound production, and vulcanisation, and • not show any toxic effects. Petroleum plasticisers used in rubber compositions (SBR) are also called filler oils, which consist of hydrocarbon particles containing from 25 to 35 carbon atoms and are divided into aromatic, naphthenic, and paraffinic types depending on the proportion of carbons in the structures the aromatic, naphthenic and paraffin. An important role in the experimental research of this dissertation is played by highly aromatic plasticisers, a by-product of refining solvents of vacuum distillates from crude oil in the production of base oils, which have gained a lot of significance in the production of car tyres. DAE highly aromatic plasticisers have the highest content of aromatic hydrocarbons and the associated high content of polycyclic aromatic compounds and benzo[a]pyrene. The European Union’s introduction of EU Directive 76/769/EEC and Regulation 1907/2006 was aimed at reducing the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in tyres, which led to the oil industry’s production of petroleum plastics with low PAH content using various production processes to meet the needs of the global tyre industry. After DAE plasticisers were banned due to their mutagenic and carcinogenic activity, the global plasticisers market in 2010 created the REACH system in the European Union. Caused the adoption by the European Parliament and the Council on December 18, 2006, Regulation No. 1907/2006 in on registration, evaluation, authorization and related restrictions on chemicals, introducing provision 27 to Directive 76/769/EEC of the amendment to prohibit the use of highly aromatic extracts exceeding the limit for polycyclic aromatic hydrocarbon content. The experimental part contains the results of research on the development and industrial-scale implementation of TDAE plasticiser production technology that meets the requirements for carcinogenicity and mutagenicity. An important stage of experimental research is the technological industrial trials concerning the TDAE plasticiser tests carried out on the Furfurol installation in the production plant of ORLEN OIL Sp. z.o.o. in Płock, Poland. The main justification of the purpose and theses of the work are the investigations of selective solvent refining of heavy extracts in terms of the production of TDAE aromatic plasticisers meeting the requirements of EU Regulation 1907/2006. As a result of the work, it is possible to introduce into the production cycle, in addition to the base oils, a TDAE plasticiser with the trade name Elasticol, on the oil block of PKN ORLEN S.A. Another important element of the experimental research is the use of a solvent dewaxing process to obtain various TDAE plasticisers. The process of solvent dewaxing with various solvents allowed for the development of production technology of a modified TDAE plasticiser that meets the quality requirements of EU Regulation 1907/2006 with the potential for improving its low-temperature properties. In addition, the author has registered this technology in the Patent Office under the common title, Manufacture of a modified TDAE plasticiser intended for the production of caoutchouc and rubber, especially car tyres. Due to the broad knowledge of the interdisciplinary, extensive scope of the work, its conclusions were grouped into general, detailed, methodological, and perspective. Keywords: petroleum plasticisers, classification of plasticisers, TDAE plasticisers, solvent extraction, solvent dewaxing, polycyclic aromatic hydrocarbons, mutagenicity, carcinogenicity of plasticisers, rubbers |
|
|
Cena egzemplarza: 60 zł netto (plus 5% VAT) Zamówienia prosimy składać e-mailowo: nafta-gaz@inig.pl lub telefonicznie 12 617 76 32. |
|
Technologia i parametry techniczne pracy instalacji przemysłowej do produkcji plastyfikatora TDAE
Technology and technical working parameters of industrial plant for the production of TDAE plasticizer