PLASTICO

Los plásticos son materiales susceptibles de moldearse mediante procesos térmicos, a bajas temperaturas y presiones. Son sustancias orgánicas caracterizadas por su estructura macromolecular y polimérica.Hecho a partir de petróleo, carbón o gas natural a través de procesos de polimerización, en su esencia el plástico contiene una macromolécula orgánica llamada POLIMERO. La polimerización es una reacción química mediante la cual un conjunto de moléculas de bajo peso molecular( monómeros) se une químicamente para formar una molécula de gran peso (polímero), el cual se efectúa por dos métodos: Polimerización por adición, en la cual dos o más monómeros similares tienen reacción directa para formar moléculas de cadena larga y Polimerización por condensación, en la cual reaccionan dos o más monómeros diferentes para formar moléculas largas y agua como subproducto.

PRINCIPALES MATERIALES PLASTICOS

Polietileno: (PE) es químicamente el polímero más simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2)n., es también el más barato, siendo uno de los plásticos más comunes. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de

fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.Es el plástico más usado en envases y embalajes de alimentos y bebidas. Es ligero resistente y reciclave El PET tiene buena resistencia al calor. No presenta riesgos para la seguridad alimentaria.

Polipropileno: El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente

cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al

grupo de las poliolefinas y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que

incluyen empaques para alimentos.

Poliestireno: (PS) es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización

del estireno. Existen cuatro tipos principales: el PS cristal, que es transparente, rígido y

quebradizo; el poliestireno de alto impacto, resistente y opaco, el poliestireno

expandido, muy ligero, y el poliestireno extrusionado, similar al expandido pero más

denso e impermeable. Las aplicaciones principales del PS choque y el PS cristal son

la fabricación de envases mediante extrusión-termoformado, y de objetos diversos

mediante moldeo por inyección.

Poliamida: Es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida. Las poliamidas

se pueden encontrar en la naturaleza, como la lana o la seda, y también ser sintéticas,

como el nailon o el Kevlar. Las poliamidas como el nailon se comenzaron a emplear

como fibras sintéticas, aunque han terminado por emplearse en la fabricación de

cualquier material plástico.

Policloruro de vinilo: Se presenta como un material blanco que comienza a

reblandecer alrededor de los 80 °C y se descompone sobre 140 °C. Cabe mencionar

que es un polímero por adición y además una resina que resulta de la polimerización

del cloruro de vinilo o cloroeteno.

PRODUCCION DE PLASTICOS A PARTIR DEL PETROLEO

PRODUCCION DE ETILIENO

 La industria petroquímica del etano abarca los procesos de separación del etano del gas natural y de transformación necesarios para producir etileno y sus productos derivados -como polietilenos, óxido de etileno, cloruro de polivinilo, etilenglicol, entre otros-, y que sean insumos para la elaboración de productos finales, atendiendo prioritariamente el mercado interno.

Las reacciones de cracking son principalmente rupturas de enlace y necesitan deuna cantidad sustancial de energía para producir olefinas.La parafina más simple (alcano) y la materia prima más utilizada para producir etileno es el etano. El etano se obtiene a partir de los líquidos del gas natural. El craqueo del etano puede visualizarse como una deshidrogenación por radicales libres, donde se produce hidrógeno como subproducto:

La reacción es altamente endotérmica, entonces se ve favorecida a temperaturaselevadas y presiones bajas. Se emplea vapor sobrecalentado para reducir la presión parcial de los hidrocarburos reaccionantes (en este caso, etano). El vapor sobrecalentado también reduce los depósitos de carbón que se forman por la pirolisis de los hidrocarburos a altas temperaturas. Por ejemplo, la pirolisis del etano produce carbón e hidrógeno:

El etileno también puede pirolizar de la misma manera. Adicionalmente, la presencia de vapor de agua como diluyente reduce las chances de los hidrocarburos de entrar en contacto con las paredes de los tubos del reactor. Los depositos reducen la transferencia de calor a traves de los tubos del reactor, pero el vapor reduce este efecto reaccionando con los depositos de carbon (reaccion de reformado con vapor).

Cuando el etano se craquea ocurren muchas reacciones laterales. Una probable secuencia de reacciones entre el etileno y un radical metilo o etilo podría ser:

Se produce propileno y 1-buteno en esta reacción de radicales libres. Los otroshidrocarburos encontrados como producto del steam cracking probablemente se forman mediante reacciones similares.Cuando se emplean hidrocarburos líquidos como nafta o gas oil para producir olefinas, ocurren muchas otras reacciones. La reacción principal, la reacción de craqueo, ocurre por radicales libre y escisión β de enlaces C-C. Esto podría representarse como:

El nuevo radical libre puede terminar por abstracción de un átomo de hidrógeno, opuede continuar craqueando hasta dar etileno y un radical libre. Los radicales libres producidos producen más craqueo y por lo tanto más olefinas.En el horno y en la línea de transferencia, la coquificación es un problema significativo. El coking catalítico ocurre sobre superficies metálicas limpias donde el níquel y otros metales de transición utilizados en las aleaciones de los tubos radiantes catalizan la deshidrogenación y la formación de coque. Ésta última, reduce el rendimiento de producto, aumenta el consumo energético, y acorta la vida útil de los tubos. La coquificación está relacionada con la materia prima, la temperatura, y la dilución con vapor. Los tubos radiantes se ensucian gradualmente con una capa interna de coque, por lo tanto, aumenta la temperatura del metal y la pérdida de carga. El coque puede ser reducido mediante el agregado de anti incrustantes, que pasivan el mecanismo de coking catalítico.

PRODUCCION DE POLIETILENO

b) Etapa de purificación y compresión.Antes de ser comprimido el etileno gaseoso pasa inicialmente por una zona de chequeo o control de contaminantes, tales como etano, acetileno, CO, CO2, y oxígeno, a fin de mantenerlos en niveles ínfimos (trazas). El monómero gaseoso y de alta pureza entra a la fase inicial del proceso (compresión), en la cual un tren de compresores de desplazamiento positivo, incrementa la presión desde las condiciones de entrada (carga a 200 psi y 80O F; reciclo a 110o F, 4-200 psi), hasta 3000 psi y 100o F,

c) Etapa de reacción:De la etapa de compresión seguidamente se pasa a la de reacción. Dadas las condiciones de diseño y operación del reactor llamado de tres zonas y del tipo Autoclave, en su interior se mantiene un perfil de temperatura de 355o F en su cima, 362 o F en su parte media y 500o F en su parte inferior. Se hace indispensable, por ello, la alimentación de la carga a estas 3 zonas.

d) Etapa de separación:En esta etapa existen dos separadores, en los cuales se realiza una separación por expansión del producto y del reactante. La corriente proveniente del reactor experimenta la primera expansión la cual se hace de 18000 psi, (presión que se trae de la zona de reacción) a 3000 psi, el etileno gaseoso (3000 psi y 500 o F), se separa por la parte superior del tanque.

e) Etapa de extrusión:El polímero fundido y viscoso es enviado a la zona de extrusión, donde se corta, utilizando una platina de orificio y se peletiza con una cortadora de cuchillas, a 150 rpm, enfriándolo bruscamente con agua, la cual se abastece por un ciclo cerrado. Con la ayuda de un secador centrífugo los gránulos de polietileno caen por su propio peso al clasificador, llegando a la etapa final del proceso

f) Etapa de transferencia y almacenamiento:Finalmente se llega a la etapa de transferencia y almacenamiento, donde se separa los granos finos (producto de segunda categoría) que va a las tolvas scrab y el de excelente calidad (“Prime”), a las tolvas primarias, las cuales operan en paralelo.

PVCEl PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo.Es un polímero obtenido de dos materias primas naturales cloruro de sodio o sal común (NaCl) (57%) y petróleo o gas natural (43%), siendo por lo tanto menos dependiente de recursos no renovables que otros plásticos. El PVC se presenta en su forma original como un polvo blanco, amorfo y opaco.

PROCESOS DE PRODUCCIÓN DEL PVC

Las principales materias primas para la producción de PVC son el petróleo y la sal común o cloruro sódico, sin embargo existen otros ingredientes, como plastificantes, catalizadores y pigmentos colorantes que mejoran sus propiedades.

En su composición, el PVC contiene un 57% de cloro, proveniente de la sal común y un 43% de hidrocarburos (gas y/o petróleo). El refino del petróleo da lugar a una fracción, las naftas, que, por medio de un proceso denominado craking, producen, entre otras sustancias gaseosas, el etileno, una de las bases para la fabricación de PVC. Paralelamente el cloruro sódico se descompone por electrólisis, obteniéndose cloro y además hidróxido sódico e hidrógeno. Aproximadamente el 35% del cloro obtenido en este proceso se destina a la producción de PVC.

Suspensión: El polimerizado formado en suspensión se separa del agua por filtración en forma de perlitas finas, y se seca a continuación. Al estar ampliamente liberado de los aditivos perjudiciales, posee las mejores propiedades mecánicas y eléctricas. Este polimerizado ofrece el aspecto de llovizna y no necesita en algunas manipulaciones de preparación previa.

Emulsión: El polimerizado en emulsión precipita en la dispersión acuosa en forma de polvo fino y blanco, y se aísla secándolo por atomización o mediante precipitación electrolítica y subsiguiente secado en tambor. El producto contiene aún parte de los aditivos emulsionantes, por lo que presenta propensión a absorber más agua, junto con unas propiedades mecánicas inferiores (esto tiene el inconveniente de que el material se enturbia, y su calidad aislante queda limitada, pero por otra parte tiene la ventaja de que los agentes del reblandecimiento se absorben bien).

Masa: La producción de resina de masa se caracteriza por ser de “proceso continuo”, donde sólo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensión y emulsificantes, lo que da por resultado una resina con buena estabilidad. El control del proceso es muy crítico y por consiguiente la calidad variable. Su mercado va en incremento, contando en la actualidad con un octavo del mercado mundial total.

Solución: La polimerización de las resinas tipo solución se lleva a cabo precisamente en solución, y a partir de este método se producen resinas de muy alta calidad para ciertas especialidades. Por lo mismo, su volumen de mercado es bajo.Dentro de la producción de resinas, tenemos varios procesos para modificar las propiedades de las mismas.