Пластик из нефти: Сколько пластика делается из нефти на самом деле

Ученые все чаще задумываются о необходимости отказа от привычных методов производства пластика

В Мадриде в понедельник открылась климатическая конференция ООН. В течение двух недель делегации из 200 государств будут обсужать проблемы изменения климата и способы их решения.

«На протяжении десятилетий человечество находилось в состоянии войны с планетой, мы должны прекратить эту войну, и наука утверждает, что мы можем это сделать», — заявил накануне открытия саммита генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш.

Что делать человечеству с пластиковыми отходами — одна из глобальных проблем. Около 7,25 трлн тонн пластикового мусора присутствует на огромных просторах суши и в водах мирового океана.

У пластика есть масса достоинств. Без него была бы невозможна промышленная революция. Без синтетических материалов не было бы кинематографа и грампластинок.

Современная медицина полностью зависит от пластика — из него производятся шприцы, мешки для переливаемой крови и многое другое. Пластик в больших количествах присутствует в современных автомобилях и самолетах.

Трудно представить себе компьютеры, мобильные телефоны и интернет-технологии без пластика. Если оглянуться вокруг, можно понять, как много платика присутствует в повседневной жизни каждого из нас.

Автор фото, Getty Images

Пластиковый мусор превратился в глобальную проблему, но только сейчас люди стали задумываться о его связи с эмиссией парниковых газов

Сейчас производство пластмасс сопряжено со сжиганием углеводов и выбросом в атмосферу огромного количества парниковых газов, которые ускоряют глобальное потепление.

Ученые всего мира уже давно думают о том, как научиться получать многие синтетические материалы не за счет сжигания нефти и угля, а за счет поглощения присутствующего в атмосфере углекислого газа.

Это могло бы стать радикальным способом уменьшения выбросов парниковых газов в атмосферу. Но возможно ли это с научной и технической точки зрения?

Нейлон из углекислого газа

Автор фото, Getty Images

Пластики вездесущи в силу своих удивительных свойств

Синтетические материалы представляют собой искусственные полимеры, состоящие из длинных цепей связанных между собой молекул.

В Британском центре по утилизации углекислого газа (CDUUK) специалисты разработали способ производства нейлона или полиакриламида непосредственно из атмосферного углекислого газа.

По словам директора центра и профессора химии в Университете Шеффилда доктора Питера Стайринга, его коллегам удалось создать радикально новый метод производства нейлона с помощью новаторских химических технологий.

«Вместо того, чтобы использовать в качестве исходного сырья нефть или уголь, мы сумели использовать промышленные выбросы углекислого газа. Это полностью перевернет развитие нефтеперерабатывающей промышленности», — говорит профессор.

Матрас из газа

Автор фото, Getty Images

Ученые создали экспериментальные образцы матрасов с наполнителем, частично изготовленным из двуокиси углерода

Для превращения углекислого газа в пластик требуется применение сложных катализаторов, которые ускоряют скорость протекания химических реакций, при этом не вступая в них.

На производстве нефтехимической корпорации Covestro в Германии специалисты создали матрасы, 20% массы наполнителя которых произведены из углекислого газа. Эти изделия продаются под брендом Cardyon.

Они обнаружили катализатор, содействующий реакции между углекислым газом и другими соединениями, в результате которой возникает целая группа химических веществ. Их используют при производстве полиуретана — материала, из которого изготовляются матрасы, подушки и изоляционные материалы в холодильной промышленности.

Учитывая, что в мире ежегодно производится более 15 млн тонн полиуретана, перевод этого производства на использование в качестве исходного сырья атмосферного углекислого газа смог бы серьезно сократить выбросы парниковых газов в химической промышленности.

Чистый воздух

Автор фото, Getty Images

Создаются опытные образцы новых изолирующих материалов

Это не единственный пример использования двуокиси углерода при производстве различных типов пластика.

Британская химическая компания Econic, которая также разработала способ выработки полиуретана из углекислого газа, рассчитывает начать производство коммерческой продукции в течение двух лет, а также производить синтетические покрытия, герметики и эластомеры.

Коммерческий директор компании Ли Тейлор говорит, что новые материалы не только сравнялись по качеству с обычными пластиками, они превосходят их по ряду свойств.

«Мы обнаружили, что некоторые из наших материалов имеют повышенные эксплуатационные свойства, например, являются малосгораемыми или устойчивы к царапинам», — говорит директор.

По оценкам специалистов компании Econic, если 30% всех полиолов (молекул, которые выступают в роли скрепляющих агентов в полимерной цепи) состояли бы из двуокиси углерода, это привело бы к удалению 90 млн тонн парниковых газов из атмосферы, что равнозначно посадке четырех миллионов деревьев или ликвидации двух миллионов автомобилей.

Более того, так как атмосферный углекислый газ намного дешевле стандартного сырья — он стоит около 100 долларов за тонну вместо 2000 долларов за тонну пропиленоксида, — новое производство может оказаться крайне рентабельным.

Смелый взгляд в будущее

Автор фото, Getty Images

Поликарбонаты на основе сахаров имеют большое будущее

Достигнуты также значительные успехи в создании новых методов производства поликарбонатов — пластиков, используемых при изготовлении пищевых контейнеров и бутылок для детского питания — путем реакции между двуокисью углерода и сахаров, например, ксилозы, извлекаемой из отработанной кофейной гущи.

Эти новые пластики на основе сахаров будут более безопасны в использовании, чем производимые ныне изделия из бисфенола А, который был запрещен для применения в пищевой промышленности в Канаде в 2010 году.

Еще дальше идут планы производства этилена из двуокиси углерода; около половины всех пластиков, которые производятся в мире, основаны на этилене, что делает его одним из важнейших сырьевых материалов в мире.

В Университете Суонси в Уэльсе профессор Энрико Андреоли работает над созданием новых катализаторов, которые помогут вырабатывать этилен за счет химической реакции двуокиси углерода с водой при воздействии электричества.

По его оценкам, внедрение таких технологий в коммерческом секторе потребует, возможно, 20 лет, но эта цель заслуживает столь длительных усилий.

«Мы не сможет производить этилен из ископаемых углеводов через 30 или 40 лет, поэтому нам придется заняться способами его производства из углекислого газа», — говорит химик.

Опасны ли биопластики?

Автор фото, Getty Images

Биопластик требует больших затрат энергии при производстве

Однако к производству новых пластмасс следует подходить с осторожностью. Они могут иметь отрицательное воздействие на окружающую среду.

Биопластики — речь идет об одноразовой посуде, изготовляемой, например, из картофельного крахмала, или бутылках, на производство которых пошла кукуруза — привлекают в последнее время всеобщее внимание.

Однако такие материалы распадаются в природных условиях далеко не так быстро, как можно предположить из названия, и часто требуют переработки и утилизации на промышленных установках. А с точки зрения эмиссии парниковых газов на их производство уходит немало энергии.

Если учитывать расходы на выращивание исходного природного сырья с применением сельскохозяйственной техники, промышленную обработку этого сырья и так далее, такие биопластики оказываются куда более затратными в смысле выбросов парниковых газов, чем обычный пластик.

А это снова возвращает нас к идее производства пластиков из углекислого газа. Это не решит проблему пластикового загрязнения нашей планеты, но станет частью её решения.

Ученые изобрели пластик из возобновляемых материалов — Социальная ответственность

Специалисты британского Университета города Бата обнаружили, что пластик можно производить без использования невозобновляемого ископаемого топлива. Для замены ученые предложили пинен — вещество, содержащееся в хвойных растениях и придающее им характерный запах. Открытие было описано в журнале Polymer Chemistry.
 
Сейчас экологически чистый пластик делают из кукурузы или сахарного тростника. Однако при этом для повышения гибкости материала производители смешивают разлагаемые полиэфиры с капролактоном, который производится из сырой нефти. Как выяснили ученые, если вместо этого использовать пинен, пластик получается гибким и прочным. Исследование пока находится на ранней стадии — получено всего несколько граммов нового пластика. Однако ученые собираются произвести большое количество материала в ближайшем будущем.
 
«Это исследование — часть более крупного проекта. Мы изучаем использование природных химических веществ, таких как пинен, в качестве устойчивого исходного материала для изготовления ряда полезных продуктов, которые сейчас делают из нефти. Это снизит нашу зависимость от ископаемых ресурсов и обеспечит возобновляемым сырьем, которое может произвести революцию в химической промышленности», — рассказал директор Центра устойчивых химических технологий (CSCT) Университета Бата Мэтью Дэвидсон.

Исследователи надеются, что новый материал со временем сможет в разных областях заменить пластик из углеводородов, в том числе при изготовлении медицинских имплантатов. Сейчас группа ученых работает над созданием пластмасс с использованием лимонена — терпена, содержащегося в маслах цитрусовых.

Материал предоставлен проектом «+1».

Как превратить пластиковые пакеты в топливо?

В последнее время, проблема с утилизацией пластиковых пакетов приобрела масштабы настоящей экологической катастрофы. Очищение водоемов, парков, лесов от пластиковых пакетов довольно трудоемкий процесс, требующий немалых материальных и трудовых вложений. Остается, надеется на то, что подобный мусор самостоятельно исчезнет, а это несколько десятков лет, чтобы он разложился на мелкие кусочки.

Акинори Ито – японский изобретатель – создал прибор бытового назначения, который направлен на то, чтобы преобразовывать ненужные пластиковые пакеты в топливо.

В функции данного устройства входит обработка полиэтилена, полистирола и полипропилена. Достаточно поместить пластиковый мусор

Процесс переработки

Из 910 грамм пластикового мусора можно получить 115 грамм готового топлива, затратив всего 1 киловатт мощности.

Данный метод основывается на том, что пластик производят из нефти, а значит, его можно вернуть в первоначальное состояние. Изобретение Ито нагревает пластик при помощи электричества, затем собирает пар, который после охлаждения и конденсации приобретает вид сырой нефти. Полученная нефть подходит для генераторов, а также некоторых печей, кроме того, ее можно использовать для получения бензина.

Получение нефти из пластика сокращает загрязнение СО2, т.к. при распространенном способе сжигании пластика генерируется гораздо больше токсинов и углекислого газа. Конечно, полученная нефть остается все тем же топливом, которое в итоге сгорит и выделится углекислый газ. Зато инновационная технология способна в корне изменить способ переработки определенных видов пластмассы.

Так как устройство предназначено для использования в домашнем хозяйстве, оно может обеспечить энергетическую независимость потребителям, тем самым уменьшить необходимость извлекать больше нефти из земли.

На данный момент, система уже поступила в продажу от компании Ито – «Blest Corporation».

Про нефть из пластиковых бутылок / Аналитика

Никогда не апеллируй к лучшим качествам человека.

Мы пластик породили, мы его… используем ещё раз

Несмотря на ограниченный характер информации о применяемой технологии переработки, точно известно, что автономная установка Envion Oil Generator состоит из двухэтажного химического реактора, оснащённого встроенной мешалкой пластиковой массы и нагревающими инфракрасными элементами с электрическим питанием. Отдельно подчёркивается, что процесс преобразования пластика проистекает при ограниченном доступе кислорода в реактор. Благодаря применению электрической схемы питания и системы с закрытым контуром появляется возможность точнейшего контроля температуры процесса преобразования, а значит и высокой степени переработки сырья. По данным компании, до 82% пластика перерабатывается в жидкое топливо. В течение года потребуется от двух до четырёх остановок на техническое обслуживание установки по её очистке от не переработанных отходов (что значительно меньше чем при традиционной переработке мусора), при этом остаточный осадок также может быть сожжён для выработки энергии – правда, с меньшей эффективностью чем получаемое топливо. Выход готовой продукции, несомненно, напрямую зависит от сортов пластика, поступающих на переработку, но в любом случае конвертирование тонны пластиковых отходов даст 3-5 баррелей искусственной нефти, при этом, согласно данным Envion, на производство одного барреля топлива затрачивается от 59 до 98 киловатт-часов электричества (сравнимо с расходом электричества в отдельно взятой квартире за несколько дней). И ещё один штрих к «портрету» техпроцесса: когда речь идёт о переработке любого пластика, подразумевается именно любой пластмассовый мусор, включая крупногабаритный упаковочный материал, пакеты, контейнеры от маргарина, бутылки из-под колы и кефира, канистры и пробки. Исключение составляют разве что бутылки из полиэтилентерефталата (PET), и то лишь по причине и без того высокой их стоимости на рынке вторичной переработки (по отдельным данным, нынче — до 500 евро за тонну сырья).

Финальный продукт, по сведениям очевидцев, выглядит как «слегка загустевший лимонад» при этом его запах представляет собой «нечто среднее между запахом бензина и дизельного топлива». Согласно информации от представителей компании Envion, у них уже есть как минимум один потребитель продукции, готовый скупать получающийся продукт для дальнейшей переработки в автомобильное топливо, и в настоящее время ведутся переговоры с множеством других перерабатывающих компаний. Судя по характеру получающегося продукта, обычным нефтеперегонным заводам вряд ли потребуется существенное изменение технологии для переработки такого сырья.

Хочу также отметить, что эту публикацию не стоит воспринимать как похвалу или рекламу именно установке Envion Oil Generator. Просто Envion оказалась первой, кому удалось добиться столь высокой рентабельности коммерческой переработки пластикового мусора в приемлемое для дальнейшей обработки топливо. Здесь уместно вспомнить крылатую фразу в адрес Штирлица, которую Юлиан Семёнов приписал Мюллеру: «что знают двое, знает и свинья». Сдаётся мне, если Envion «пожадничает» с ценой лицензирования своей технологии, в самое ближайшее время появится множество патентных заявок на схожие химические реакторы для переработки пластика в синтетическое топливо. Такую технологию – при условии её действительно высокой рентабельности, вряд ли удастся сохранить в незамутнённо-эксклюзивном виде, прецеденты были.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Пластик из отходов: нефть больше не нужна?

Мы производим сотни миллионов тонн пластика каждый год. Можем ли мы снизить зависимость от нефти и помочь природе, заменив некоторые виды пластика новыми экологичными материалами с похожими функциями?

Этот новый материал мы получаем из побочных продуктов сельского хозяйства. Это возобновляемое сырье, в отличие от ископаемых ресурсов.

Молочная сыворотка, которая является побочным продуктом при производстве сыров, и другие сельскохозяйственные отходы могут быть ценным сырьем для биоразлагаемого пластика. Эта европейская разработка может использоваться как упаковочный материал. Из него можно делать коробки и пакеты.

Мария Беатриче Кольтелли, научный сотрудник в области материаловедения на факультете гражданской и промышленной инженерии Пизанского университета: “Из гранул [полученного полимера] мы получаем плёнку, которая используется в многослойном материале, состоящем также из картона и алюминиевой фольги”.

Но можно ли использовать этот метод в промышленных масштабах?

Завод в городе Мимизан во Франции производит упаковку из бумаги в сочетании с другими материалами. Каждый слой играет свою роль в защите содержимого упаковки. Полимеры с широким набором барьерных свойств,- например, полиэтилен – начали производить более 50 лет назад. Это предприятие заинтересовано в инновациях.

Анн Кашке, инженер по упаковке, завод “Gascogne Emballage”: “Этот новый материал мы получаем из отходов — белков, которые являются побочными продуктами сельского хозяйства. Это возобновляемое сырье, в отличие от ископаемых ресурсов. Поэтому мы думаем, что он может стать хорошей альтернативой для пластиковой или полиэтиленовой плёнки в будущем”.

Новые исследования и испытания позволят улучшить качество биопластика. В частности, он может стать тоньше и быть адаптирован для промышленного производства, сохраняя свои барьерные качества и прочность.

Элоди Бюникур, руководитель группы экоматериалов в научно-исследовательском центре IRIS, Барселона, Испания, координатор проекта BIO-BOARD: “Его невозможно оторвать руками. По крайней мере, я не могу! Мы продолжаем улучшать некоторые свойства. Например, всё, что касается производственного процесса переработки. Нам еще необходимо добиваться большей скорости производства и оптимизировать технологию таким образом, чтобы использовать новый материал на машинах, которые вы здесь видите”.

Ещё одно достоинство нового биопластика – это то, что его не сложно утилизировать. Отдельные компоненты сделанной из него упаковки легко отделяются друг от друга, после чего пластик без больших затрат восстанавливается для нового использования. Этот процесс был продемонстрирован в лаборатории технического контроля.

Марко Букиньяни, начальник ОТК в НИИ “LUCENSE”, Лукка, Италия: “Мы испытываем, сложно ли отделить один слой от другого. Очень важно извлечь полиэтилен, алюминий и большую часть волокон, которые пригодятся для производства новой упаковки”.

Хорошие механические свойства, натуральное происхождение и простота в утилизации, несомненно, позволят новому биопластику найти важное место в нашей повседневности.

Пластик из CO2 | Инновации на РБК+ Татарстан

Заменить нефтепродукты в производстве полимеров может углекислый газ.

Фото: Reuters

Одна из крупнейших экологических проблем — пластиковые отходы. По данным Национального центра экологического анализа и синтеза (NCEAS) Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, опубликованным в журнале Science в начале 2015 года, ежегодно в океан попадает 8 млн т пластика. К 2025 году его количество там может вырасти в 20 раз.

«К 2050 году содержание пластика в океане по весу может превысить количество рыбы», — предостерегают авторы доклада «Новая экономика пластмасс — переосмысление будущего пластика», подготовленного Фондом Эллен Макартур (Великобритания) и международной консалтинговой компанией McKinsey & Co ко Всемирному экономическому форуму 2016 года. Пленки, пакеты, пластиковые бутылки, контейнеры, произведенные из нефти и газа, разлагаются в естественных условиях сотни лет.

Поиск полимерных материалов, производство которых соответствовало бы принципам устойчивости и которые после использования наносили бы минимальный вред окружающей среде, ведется последние 20 лет. В 2012 году Coca-Cola, Ford, Heinz, Nike и Procter & Gamble договорились о совместной разработке биополимеров. Крупнейший американский производитель газировки, согласно докладу британского отделения Greenpeace, ставил цели к 2015 году использовать 25% бутылок из переработанного или возобновляемого пластика, но удалось достичь уровня лишь 12,4%.

В апреле этого года британская компания Skipping Rocks Lab представила прозрачные биоразлагаемые упаковочные мембраны для напитков в форме шара Ooho, изготавливаемые из морских водорослей и экстрактов растений. Впрочем, прочность этой упаковки пока такова, что расфасовывать напиток удается в количество не более чем на глоток.

Кардинально повлиять на ситуацию с мусором мог бы массовый переход на биоматериалы и возможность быстрой утилизации большинства полимерных изделий, говорит заведующая лабораторией кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова Елена Ефременко.

В промышленности растет интерес к устойчивым продуктам, подтверждают в компании Covestro, одном из крупнейших игроков рынка полимеров. Covestro считает себя пионером в области устойчивого развития в химической промышленности и использует комплексный подход, охватывающий всю цепочку добавленной стоимости своих продуктов под девизом «Люди, планета, прибыль». «Увеличение доли альтернативного сырья в производстве полимерной продукции позволяет снижать зависимость от нефти, угля и природного газа и сокращать чистые выбросы парникового газа СО₂. Инновации в производстве материалов отвечают сразу нескольким целям: улучшают жизнь людей, способствуют сохранению планеты и приносят экономическую ценность», — говорит Албена Васильева, руководитель направления коммуникации и устойчивого развития компании. Албена Васильева также отмечает, что переход производства на использование альтернативного сырья является изменением системы понятий, которое затрагивает не только химическую промышленность. Цель должна состоять в осуществлении устойчивой трансформации сырьевой базы в контексте широкого общественного согласия.

Биотехнологическая альтернатива

Ежегодно в мире производится 230 млн т пластмасс. Доля биополимеров, производимых на основе альтернативных сырьевых ресурсов, составляет менее 1%.

Двигателем развития биотехнологий в производстве полимеров является медицина. По словам Елены Ефременко, привлекательными для использования в медицинских целях эти продукты делают их биосовместимость, низкая токсичность, биодеградируемость. «У товаров медицинского назначения большая добавленная стоимость, что оправдывает более высокую по сравнению с «нефтехимической» себестоимость биотехнологического сырья», — отмечает она.

Например, для промышленного производства биоразлагаемого полилактида, который используется в производстве хирургических нитей и штифтов, его мономер — молочную кислоту ферментируют из биомассы на основе кукурузы и сахарного тростника.

При этом многие продукты биотехнологических производств, связанных с биомедицинской и биофармацевтической отраслями, например органические карбоновые кислоты и аминокислоты, одновременно признаны перспективными сырьевыми блоками на пути перехода от нефтехимического к «зеленому» химическому синтезу, в том числе в процессах получения полимеров.

Производство биопластиков сегодня интересно или небольшим компаниям, производящим одно-два наименования полимера, или, напротив, крупным холдингам, ориентированным на производство широкого спектра химических продуктов (Covestro, BASF).

Большинство биополимеров, которые можно производить в промышленных масштабах (полилактид, например), подвержено разложению, что не позволяет использовать их в качестве конструкционных материалов, отмечает заместитель декана химического факультета МГУ профессор, доктор химических наук Сергей Карлов.

Тем не менее трансформация сырьевой базы — процесс хотя и сложный, но уже необратимый, говорят производители полимеров. «Мы достаточно долгое время используем мономеры на основе возобновляемого сырья в своих полимерах и расширяем линейку инновационных продуктов», — говорит Албена Васильева. Для производства полиуретанов, например, в компании используют многоатомные спирты полиолы, получаемые с использованием растительных масел из клещевины обыкновенной и сои. До 70% углерода в отвердителях покрытий и до 65% углерода в водорастворимых полиуретановых эмульсиях, производимых компанией, имеет биологическое происхождение.

Впрочем, в Covestro отмечают, что для широкого внедрения новых материалов технические свойства биомономеров по меньшей мере должны соответствовать характеристикам продуктов нефтехимии, производство биосырья должно быть экологически безвредным, а сами биомономеры — доступны в долгосрочной перспективе и достаточном количестве, по устойчивым ценам.

Развитие биополимерной отрасли связывают с получением из возобновляемых источников материалов, аналогичных по свойствам полимерам из нефтегазового сырья. Например, если производить полиэтилен из этанола, полученного при брожении биомассы. Такие биополимеры небиодеградируемы, как и продукты нефтехимической отрасли. Но использование возобновляемого сырья уже позволяет экономить ресурсы и снижает нагрузку на окружающую среду.

Пластиковая революция

Прорыв в промышленных биотехнологиях и устойчивом производстве полимеров, по словам исполняющего обязанности директора ГНЦ РФ ФГБУ «ГосНИИгенетика» Александра Яненко, будет совершен, когда химическая промышленность получит технологические возможности использования безграничного и, по сути, бесплатного источника углерода — выбрасываемого в атмосферу углекислого газа (СО₂). Технология, позволяющая «отлавливать» углекислые газы сначала металлургических производств, а затем и просто отсортировывать СО₂ из атмосферы, а затем перерабатывать с помощью микроорганизмов углекислоту в биомассу, по его словам, решат проблему и производства, и утилизации. «Небиодеградируемые вещества можно будет сжигать, и полученный СО₂ пускать повторно в производство сырья либо подвергать пиролизу — температурной обработке без большого доступа кислорода, и образовавшийся синтез-газ с помощью микроорганизмов превращать в полимеры», — рассказал эксперт.

Отдельные примеры использования в качестве сырья для производства биополимеров выбросов одного из парниковых газов — диоксида углерода уже существуют. В частности, компания Covestro летом прошлого года запустила опытное производство полиэфирных полиолов на основе переработанного углекислого газа для производства полиуретанов. Сырьем являются выбросы компании энергетической отрасли. На выходе, по сути, из углекислого газа получают ультралегкую пену для производства полиуретановых матрасов и обивки мебели.

Как ни заманчива идея безвредного в производстве, крепкого и при этом биодеградируемого материала — пока, похоже, соблюдение всех этих требований выглядит научной фантастикой. Меры же по предотвращению «пластиковой катастрофы», среди которых создание инфраструктуры для сортировки мусора, стимуляция спроса на переработанные пластмассы, необходимо принимать уже сегодня.

Трубопровод пластмасс: ожидается всплеск нового производства

По мере роста обеспокоенности общества по поводу загрязнения пластиком потребители тянутся к холщовым мешкам, металлическим соломкам и многоразовым бутылкам для воды. Но пока люди обеспокоены изображениями океанических круговоротов мусора, предприятия ископаемого топлива и нефтехимия вкладывают миллиарды долларов в новые заводы, предназначенные для производства на миллионы тонн пластика больше, чем они выкачивают сейчас.

Компании, такие как ExxonMobil, Shell и Saudi Aramco, наращивают производство пластика, который производится из нефти и газа, и их побочных продуктов, чтобы застраховаться от вероятности того, что серьезный глобальный ответ на изменение климата может снизить спрос на их топливо, аналитики сказать. Международное энергетическое агентство (МЭА) заявляет, что на нефтехимию, категорию, включающую пластик, в настоящее время приходится 14 процентов потребления нефти, и ожидается, что она будет обеспечивать половину роста спроса на нефть в период с настоящего момента до 2050 года. Всемирный экономический форум прогнозирует, что производство пластика удвоится в следующие 20 лет.

«В условиях, когда мир пытается отказаться от ископаемого топлива в качестве источника энергии, именно здесь [нефтегазовые компании] видят рост», — сказал Стивен Фейт, штатный поверенный Центра международного экологического права, группа адвокатов.

И поскольку американский бум гидроразрыва пласта обнаруживает вместе с природным газом большое количество этана в качестве исходного пластикового сырья, Соединенные Штаты представляют собой большую область роста для производства пластмасс. При низких ценах на природный газ многие операции по гидроразрыву теряют деньги, поэтому производители стремились найти применение этану, который они получают в качестве побочного продукта бурения.

С 2010 года компании инвестировали более 200 миллиардов долларов в 333 пластиковых и других химических проекта в США.С.

«Они ищут способ монетизировать это», — сказал Фейт. «Вы можете рассматривать пластик как своего рода субсидию для гидроразрыва пласта».

Нефтехимический центр Америки исторически находился на побережье Мексиканского залива в Техасе и Луизиане с участком в нижнем течении реки Миссисипи, получившим название «Раковая аллея» из-за воздействия токсичных выбросов. Производители расширяют свое присутствие здесь за счет множества новых проектов и предложений о большем. Они также стремятся создать новый коридор для пластмасс в Огайо, Пенсильвании и Западной Вирджинии, где скважины для гидроразрыва пласта богаты этаном.

Shell строит установку крекинга этана стоимостью 6 миллиардов долларов — установку, которая превращает этан в этилен, строительный блок для многих видов пластика — в Монаке, штат Пенсильвания, в 25 милях к северо-западу от Питтсбурга. Ожидается, что после открытия в начале 2020-х годов он будет производить 1,6 миллиона тонн пластика в год. Это просто самый высокий показатель того, что промышленность называет «возрождением производства пластмасс в США», продукция которого идет не только на упаковку и предметы одноразового использования, такие как столовые приборы, бутылки и пакеты, но и на изделия длительного использования, такие как строительство. материалы и детали для автомобилей и самолетов.

Промышленный бум, вызванный гидроразрывом, возобновляет опасения по поводу загрязнения в Питтсбурге. Читать далее.

С 2010 года компании инвестировали более 200 миллиардов долларов в 333 пластиковых и других химических проекта в США, включая расширение существующих мощностей, новые заводы и сопутствующую инфраструктуру, такую ​​как трубопроводы, сообщает Американский химический совет, отраслевой орган. Некоторые проекты уже работают или строятся, другие ждут одобрения регулирующих органов.

«Вот почему 2020 год так важен. Многие из этих объектов находятся в процессе получения разрешений. Мы очень близки к тому, что все это уже слишком поздно », — сказала Джудит Энк, основательница Beyond Plastics и бывший региональный директор Агентства по охране окружающей среды США.« Если хотя бы четверть этих установок для крекинга этана будет построена, это заблокирует нас. пластиковое будущее, от которого будет трудно оправиться ».

Завод по крекингу этана Shell Chemical Appalachia строится в Монаке, штат Пенсильвания, в апреле 2019 года.AP Photo / Gene J. Puskar

Воздействие выходит за рамки проблемы отходов, которая вызывает озабоченность общества. Хотя пластик часто рассматривается как отдельная проблема от изменения климата, как его производство, так и загробная жизнь на самом деле являются основными источниками выбросов парниковых газов.

Глобальные выбросы, связанные с пластиком, которые сейчас составляют немногим менее 900 миллионов тонн в эквиваленте двуокиси углерода в год, могут к 2030 году достичь 1,3 миллиарда тонн, что соответствует почти 300 угольным электростанциям, считает Центр международного экологического права.Центр сообщил, что если производство вырастет, как запланировано, на пластик израсходуется от 10 до 13 процентов допустимых выбросов углерода, если потепление останется ниже 1,5 градусов Цельсия.

Эти выбросы происходят практически на всех этапах жизни пластика. Во-первых, это энергоемкий характер добычи нефти и газа. Кроме того, для крекинга этана требуется огромное количество энергии с одновременным значительным выбросом парниковых газов. Завод Shell имеет разрешение на выброс углекислого газа в размере 480 000 автомобилей в год.

По оценкам, 12 процентов всего пластика сжигается, выделяя больше парниковых газов, а также опасных токсинов, включая диоксины и тяжелые металлы. Промышленность способствует расширению сжигания отходов на заводах по переработке электроэнергии, которые она описывает как источник возобновляемой энергии. Более того, новое исследование показывает, что пластик в окружающей среде выделяет парниковые газы при разложении — потенциально обширный и неконтролируемый источник выбросов.

Источник: Центр международного экологического права

Представители отрасли утверждают, что пластик имеет множество преимуществ, в том числе экологических.По словам Кейта Кристмана, управляющего директора рынков пластмасс Американского химического совета, он делает автомобили легче и, следовательно, более эффективными, изолирует дома, сокращает количество отходов, продлевая срок службы пищевых продуктов, и поддерживает санитарные принадлежности в санитарном состоянии, среди многих других применений.

«Эти вещи будут и дальше оставаться важными приложениями, которые защищают наше здоровье и общество в будущем», — сказал он. «Ключевым моментом здесь является контекст. Если вы не собираетесь использовать пластик, что вы собираетесь использовать вместо этого? » По его словам, такие альтернативы, как сталь, стекло и алюминий, сами по себе оказывают негативное воздействие, в том числе углеродный след, который может быть больше, чем у пластика.И хотя критики сосредотачиваются на одноразовых предметах, которые кажутся несерьезными, большая часть пластика находит более длительное использование, сказал он.

Тем не менее, удобство — как и пристрастие потребителей к еде и питью в дороге — является важным фактором использования пластика в богатых странах. И развивающийся мир также стал важным новым рынком. В некоторых частях Азии международные компании продают отдельные порции продуктов, таких как шампунь, мыло и лосьон, потребителям с низкими доходами в отдельных пакетах. Но в то время как промышленность указывает на отсутствие инфраструктуры управления отходами в бедных странах как на причину проблемы пластика океана, американцы используют в десятки раз больше пластика на душу населения, чем индийцы, в пять раз больше, чем индонезийцы, и почти в три раза больше, чем китайцы.

Помимо воздействия на климат, нефтехимическое производство может выделять переносимые по воздуху токсины, такие как 1,3-бутадиен, бензол и толуол, вызывая рак и другие заболевания. Многие заводы находятся в бедных районах, часто в цветных сообществах, хотя по мере того, как соединение гидроразрыва способствует расширению в сельских районах, бедные белые сообщества, вероятно, также будут все больше пострадать.

«Я думаю, что общественность неправильно понимает масштабы воздействия пластика, особенно на здоровье человека», — говорит один активист.

Пожары и взрывы — еще одна проблема. За день до Дня благодарения пожар на заводе Texas Petroleum Chemical в Порт-Нечесе вызвал два взрыва, вынудив 50 000 человек покинуть свои дома. Неделю спустя власти выпустили еще одно предупреждение об эвакуации после того, как воздушные мониторы обнаружили высокие уровни канцерогенного 1,3-бутадиена.

Это был четвертый крупный нефтехимический пожар в штате в 2019 году. «Такова природа того места, где мы живем, и неприятный побочный эффект всего этого производства», — сказала Иветт Ареллано из Техасской службы защиты окружающей среды.«Я думаю, что широкая общественность неправильно понимает всю широту воздействия пластика, особенно на здоровье человека».

Тем не менее, многие приветствуют рабочие места на нефтехимических предприятиях, особенно в районах, пострадавших от угольной и другой промышленности. Пенсильвания предоставила заводу Shell налоговые льготы на сумму 1,6 миллиарда долларов — одни из самых больших в истории штата — и чиновники в Огайо и Западной Вирджинии ухаживают за фирмами, стремящимися построить больше установок для крекинга этана, хранилищ и трубопроводов.IHS Markit, компания, занимающаяся данными и анализом, заявила, что регион может произвести достаточно этана для снабжения еще четырех крекинг-установок, подобных Shell.

Одной из проблем отрасли является распространение законов, направленных на сокращение распространения пластика. Европейский Союз запрещает одноразовые пластиковые предметы, включая столовые приборы, тарелки, соломинки, чашки и контейнеры для пищевых продуктов, начиная с 2021 года. В восьми штатах США и ряде городов пластиковые пакеты для покупок были запрещены, как и в 34 африканских странах.

«Несмотря на эти усилия, спрос на пластик продолжает очень быстро расти» как в развивающихся, так и в более богатых странах, — сказал Питер Леви, ведущий автор отчета МЭА о будущем нефтехимии за 2018 год.Аналитики прогнозируют ежегодный рост спроса на 4 процента. «Расширения мощностей нет ни с того ни с сего», — сказал Леви.

Строительство российского нефтехимического завода ЗапСибНефтеХим на окраине Тобольска в октябре 2018 года.АНДРЕЙ БОРОДУЛИН / AFP через Getty Images

Годовое производство уже удвоилось с 2000 года, рост частично обусловлен низкой стоимостью и универсальностью пластика. «Это что-то вроде сказочного материала», — сказал Леви . «Если подумать, сколько можно положить в пластиковый пакет по сравнению с его весом, это замечательно. Это означает, что его заменители должны соревноваться на этом уровне ».

Однако в случае пластика спрос не всегда исходит напрямую от потребителей, а от компаний пищевой промышленности, производства напитков, потребительских товаров и других секторов, которые используют его для упаковки своих товаров.

Американский химический совет стремится к переработке или восстановлению всего пластика к 2040 году, хотя критики отвергают эту цель как нереалистичную «чистую воду». ЕС, помимо своего запрета на одноразовые предметы, также потребует, чтобы к 2025 году пластиковые бутылки содержали 25 процентов переработанного содержимого.

В отчете IHS Markit говорится, что технические возможности, логистика и экономика вторичной переработки не соответствуют таким амбициям. Переработка пластика технически сложна, и закрытие Китаем дверей для иностранных пластиковых отходов в 2018 году обнажило неадекватность глобальных систем переработки, в результате чего многие богатые страны остались с горами отходов.

Если производство не замедлится, говорит аналитик, «они просто найдут что-нибудь еще, что можно обернуть в пластик».

Переработанный материал вряд ли будет составлять более 10–12 процентов будущего производства пластмасс, сказал Робин Уотерс, директор по анализу пластмасс IHS Markit и один из авторов отчета. По его словам, на товары, подпадающие под запреты, такие как европейские, приходится всего около 5 процентов спроса на пластик.

Критики отрасли опасаются, что расширение предложения может гарантировать дополнительное использование пластика независимо от того, хотят ли этого потребители.По словам Фейта, после того, как будут построены новые установки крекинга этана, производители захотят, чтобы они продолжали работать, чтобы максимизировать прибыль.

Накапливается: как запрет Китая на импорт отходов остановил мировую переработку. Читать далее.

«Итак, следующая проблема заключается в том, что появятся инновации в способах вывода пластика на рынок», — сказал он. «Это то, что мы видели [в прошлом] — все больше и больше вещей упаковываются во все больший объем пластика. Есть проблема с ударом крота.«Если производство не замедлится, — добавил он, — они просто найдут что-нибудь еще, чтобы обернуть его в пластик».

Как делается пластик? — Британская федерация пластмасс

Автор: Д-р Паял Бахети

Пластик может быть «синтетическим» или «биологическим». Синтетические пластики получают из сырой нефти, природного газа или угля. В то время как пластмассы на биологической основе производятся из возобновляемых продуктов, таких как углеводы, крахмал, растительные жиры и масла, бактерии и другие биологические вещества.

Подавляющее большинство используемых сегодня пластмасс является синтетическим из-за простоты методов производства, связанных с переработкой сырой нефти. Однако растущий спрос на ограниченные запасы нефти вызывает потребность в новых пластмассах из возобновляемых источников, таких как отходы биомассы или отходы животноводства в промышленности.

В Европе лишь небольшая часть (около 4-6%) наших запасов нефти и газа идет на производство пластмасс, а остальная часть используется для транспорта, электричества, отопления и других применений (Ref)

Большая часть используемого сегодня пластика получается следующими этапами:

1.Добыча сырья (в основном сырая нефть и природный газ, но также и уголь) — это сложная смесь тысяч соединений, которые затем необходимо переработать.

2. Процесс нефтепереработки превращает сырую нефть в различные нефтепродукты — они превращаются в полезные химические вещества, включая «мономеры» (молекулы, которые являются основными строительными блоками полимеров). В процессе переработки сырая нефть нагревается в печи, которая затем отправляется в установку дистилляции, где тяжелая сырая нефть разделяется на более легкие компоненты, называемые фракциями.Один из них, называемый нафта, является ключевым компонентом для производства большого количества пластика. Однако есть и другие способы, например, использование газа.

Рис. 1. Наглядное изображение того, как изготавливаются пластмассы (Рисунок адаптирован из ссылки)

3. Полимеризация — это процесс в нефтяной промышленности, где легкие олефиновые газы (бензин), такие как этилен, пропилен, бутилен (т.е. мономеры), превращаются в углеводороды с более высокой молекулярной массой (полимеры).Это происходит, когда мономеры химически связаны в цепи. Есть два разных механизма полимеризации:

1. Аддитивная полимеризация

Реакция аддитивной полимеризации — это когда один мономер соединяется со следующим (димером), а димер со следующим (тример) и так далее. Это достигается за счет введения катализатора, обычно пероксида. Этот процесс известен как полимеры роста цепочки, поскольку он добавляет по одной мономерной единице за раз.Обычными примерами аддитивных полимеров являются полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

2. Конденсационная полимеризация

Конденсационная полимеризация включает соединение двух или более различных мономеров путем удаления небольших молекул, таких как вода. Также требуется катализатор для реакции, протекающей между соседними мономерами. Это называется ступенчатым ростом, потому что вы можете, например, добавить существующую цепочку к другой цепочке. Обычными примерами конденсационных полимеров являются полиэстер и нейлон.

4. Компаундирование / переработка

При компаундировании различные смеси материалов смешиваются в расплаве (смешиваются путем плавления) для получения рецептур для пластмасс. Обычно для этой цели используют экструдер определенного типа, за которым следует гранулирование смеси. Затем экструзия или другой процесс формования превращает эти гранулы в готовый или полуфабрикат. Компаундирование часто происходит на двухшнековом экструдере, где гранулы затем перерабатываются в пластмассовые предметы уникального дизайна, различного размера, формы и цвета с точными свойствами в соответствии с заранее определенными условиями, установленными в обрабатывающей машине.

…

Более подробная информация о том, как производится пластик, представлена ​​в следующих разделах:

1. Полимер против пластика
2. Что такое углеводороды?
3. Как синтетический пластик создается из сырой нефти?
4. Как пластик создается из нафты?
5. Что является основным ингредиентом пластика?
6. Какой был первый пластик, сделанный человеком?
7. Что использовалось до пластика?
8. Можно ли сделать пластик без масла?

Все пластмассы по существу являются полимерами, но не все полимеры являются пластиками.

Термины «полимер » и «мономер » происходят от греческих слов: где «поли» означает «множество», «мер» означает «повторяющееся звено», а слово «моно» означает «один». Это буквально означает, что полимер состоит из множества повторяющихся мономеров звеньев. Полимеры — это более крупные молекулы, образованные путем ковалентного соединения множества мономерных звеньев вместе в виде цепочек, подобных жемчужинам на нити жемчуга.

Слово « пластик» происходит от «пластикус» (лат. «Способный к формованию») и «пластикос» (греч. «Пригодный для литья»).Когда мы говорим о пластмассах, мы имеем в виду органические полимеры (синтетические или натуральные) с высокой молекулярной массой, которые смешаны с другими веществами.

Пластмассы — это высокомолекулярные органические полимеры, состоящие из различных элементов, таких как углерод, водород, кислород, азот, сера и хлор. Они также могут быть получены из атома кремния (известного как силикон) вместе с углеродом; распространенный пример — силиконовые грудные имплантаты или силикон-гидрогель для оптических линз. Пластмассы состоят из полимерной смолы, часто смешанной с другими веществами, называемыми добавками.

«Пластичность» — это термин, используемый для описания свойства, свойства и свойства материала, который может необратимо деформироваться без разрушения. Пластичность описывает, выдержит ли полимер температуру и давление во время процесса формования.

Chemistry позволяет изменять различные параметры для настройки свойств полимеров. Мы можем использовать разные элементы, изменять тип мономеров и переставлять их по разному образцу, чтобы изменить форму полимера, его молекулярную массу или другие химические / физические свойства.Это позволяет разрабатывать пластики с правильными свойствами для конкретного применения.

Большинство используемых сегодня пластмасс получают из углеводородов, получаемых из сырой нефти, природного газа и угля — ископаемого топлива.

Что такое углеводород?

Углеводороды — это органические соединения (могут быть алифатическими или ароматическими), состоящие из углерода и водорода . Алифатические углеводороды не имеют циклических бензольных колец, тогда как ароматические углеводороды имеют бензольные кольца.

Углерод ( C , атомный номер = 6) имеет валентность четыре, что означает, что он имеет четыре электрона во внешней оболочке. Он способен образовывать химические связи с четырьмя другими электронами любого элемента периодической таблицы (для углеводорода он образует пары с водородом). С другой стороны, водород ( H , с атомным номером = 1) имеет только один электрон в валентной оболочке, поэтому четыре из этих H-атомов готовы к спариванию с C-атомом, образуя одинарную связь, чтобы дать CH ₄ молекула.Молекула CH ₄ называется метаном, который является простейшим углеводородом и первым членом семейства алканов. Точно так же, если два атома углерода связаны вместе, они могут связываться с шестью атомами водорода, причем по три находятся на каждом атоме углерода, чтобы получить химическую формулу CH ₃ -CH ₃ (или C ₂ H ₆ ), известный как этан, и серия продолжается следующим образом.

Семейство алканов : метан (CH ₄ ), этан (CH ₃ -CH ₃ или C ₂ H ₆ ), пропан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₃ ), бутан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃ ), пентан (CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ — CH ₂ -CH ₃ ), гексан, гептан, октан, нонан, додекан, ундекан и т. Д.

Обратите внимание, что этот тип связи с углеродом и водородом представляет собой насыщенную связь (сигма-связь обозначается как σ-связь). Также может быть ненасыщенная связь , где пи-связь (π-связь) присутствует вместе с сигма-связью, дающей двойные углерод-углеродные связи ( алкенов ), или иметь две π-связи с сигмой, дающей тройную углерод-углеродную связь ( алкинов ), что очень сильно зависит от типа гибридизации между элементами.

Семейство алкенов : этилен (CH ₂ = CH ₂ или C ₂ H ₄ ), пропилен (CH ₂ = CH-CH ₂ ), 1-бутилен (CH ₂ = CH-CH ₂ -CH ₃ ), 2-бутилен (CH ₃ -CH = CH-CH ₃ ) и так далее.(Обратите внимание, что 1-бутилен и 2-бутилен являются изомерами бутилена).

Алкиновые углеводороды : этин (CH ≡ CH или C ₂ H ₂ ), пропин (CH≡C-CH ₃ ), 1-бутин (CH≡C-CH ₂ -CH ₃ ), 2-бутин (CH ₃ -CH≡CH-CH ₃ ) и так далее.

Что такое ископаемое топливо и откуда оно берется?

Ископаемое топливо — это в основном сырая нефть, природный газ и уголь, состоящие из углерода, водорода, азота, серы, кислородных элементов и других минералов (рис. 1, исх.).Общепринятая теория состоит в том, что эти углеводороды образуются из останков живых организмов, называемых планктонами (крошечные растения и животные), которые существовали в юрскую эпоху. Планктоны были погребены глубже под тяжелыми слоями отложений в мантии Земли из-за сжатия из-за огромного количества тепла и давления. Мертвые организмы разлагались без кислорода, что превращало их в крошечные карманы из нефти и газа. Затем сырая нефть и газ проникают в породы, которые в конечном итоге накапливаются в коллекторах.Скважины с нефтью и природным газом находятся на дне наших океанов и под ними. Уголь в основном получают из мертвых растений (см.).

Рис. 2. Элементный состав ископаемого топлива (исх.).

Ученые также подвергли сомнению эту теорию. Недавнее исследование, проведенное Институтом Карнеги Nature Geoscience в сотрудничестве с российскими и шведскими коллегами, показало, что органическое вещество не может быть источником тяжелых углеводородов и что они могут существовать уже глубоко в недрах Земли. Эксперты обнаружили, что этан и другие тяжелые углеводороды могут быть получены, если условия давления и температуры могут быть сопоставлены с условиями, присутствующими глубоко внутри ядра Земли. Это означает, что углеводороды могут образовываться в верхней мантии, которая представляет собой слой Земли между корой и ядром. Они демонстрируют это, подвергая метан лазерной термообработке в верхнем слое Земли, которая затем превращается в молекулу водорода, этан, пропан, петролейный эфир и графит. Затем ученые подвергли этан тем же условиям, при которых в результате обратимости образовался метан.Вышеуказанные данные показывают, что эти углеводороды могут образовываться естественным путем без остатков растений и животных (исх.).

3. Как синтетический пластик создается из сырой нефти?

Синтетический пластик поступает из нефтехимии. Когда источник нефти под поверхностью Земли идентифицируется, в скалах в земле просверливаются отверстия для добычи нефти.

Добыча нефти — Нефть перекачивается из-под земли на поверхность, где танкеры используются для транспортировки нефти на берег.Бурение нефтяных скважин также может проводиться под океаном с использованием платформ. Насосы разного размера могут производить от 5 до 40 литров масла за такт (рис. 1).

Переработка нефти — Нефть перекачивается по трубопроводу длиной в тысячи миль и транспортируется на нефтеперерабатывающий завод (рис. 1). Разлив нефти из трубопровода во время транспортировки может иметь как немедленные, так и долгосрочные экологические последствия, но приняты меры безопасности для предотвращения и минимизации этого риска.

Рисунок 3: Фракционная перегонка сырой нефти

Перегонка сырой нефти и производство нефтехимических продуктов — Сырая нефть представляет собой смесь сотен углеводородов, которая также содержит некоторое количество твердых веществ и некоторое количество растворенных в ней газообразных углеводородов из семейства алканов (в основном это CH ₄ и C ₂ H ₆ , но это может быть C ₃ H ₈ или C ₄ H ₁₀ ). Сырая нефть сначала нагревается в печи, затем полученная смесь подается в виде пара в колонну фракционной перегонки. Колонна фракционной перегонки разделяет смесь на различные отсеки, называемые фракциями. Существует температурный градиент в дистилляционной башне, где верх холоднее основания. Смесь жидкой и паровой фракций разделяется в башне в зависимости от их веса и температуры кипения (точка кипения — это температура, при которой жидкая фаза переходит в газообразную).Когда пары испаряются и встречаются с жидкой фракцией, температура которой ниже точки кипения пара, она частично конденсируется. Эти пары испаряющейся сырой нефти конденсируются при разной температуре в башне. Пары (газы) самых легких фракций (бензин и нефтяной газ), поступающие в верхнюю часть колонны, жидкие фракции промежуточного веса (керосин и дизельные дистилляты) задерживаются в середине, более тяжелые жидкости (называемые газойлями) отделяются ниже , в то время как самые тяжелые фракции (твердые вещества) с самыми высокими температурами кипения остаются в основании башни.Каждая фракция в колонке содержит углеводороды с одинаковым числом атомов углерода, молекулы меньшего размера расположены к верху, а более длинные — ближе к низу колонки (см.). Таким образом, нефть разлагается на нефтяной газ, бензин, парафин (керосин), нафту, легкую нефть, тяжелую нефть и т. Д.

После стадии дистилляции полученные длинноцепочечные углеводороды превращаются в углеводороды, которые затем могут быть превращены во многие важные химические вещества, которые мы используем для приготовления широкого спектра продуктов, применимых от пластика до фармацевтики.

Крекинг углеводородов — это основной процесс, который под воздействием высокой температуры и давления расщепляет смесь сложных углеводородов на более простые алкены / алканы с низкой относительной молекулярной массой (плюс побочные продукты).

Крекинг может осуществляться двумя способами: крекинг с водяным паром и каталитический крекинг.

При паровом крекинге используется высокая температура и давление для разрыва длинных цепей углеводородов без катализатора, в то время как каталитический крекинг добавляет катализатор, который позволяет процессу протекать при более низких температурах и давлениях.

Сырье, используемое в нефтехимической промышленности, — это в основном нафта и природный газ, полученный при переработке нефти в нефтехимическом сырье. При паровом крекинге используется сырье из смеси углеводородов из различных фракций, таких как газообразные реагенты (этан, пропан или бутан) из природного газа или жидкости (нафта или газойль ) (Рисунок 4).

Рис. 4. Различные химические вещества, полученные из ископаемого топлива после переработки нефти.

(Нафта представляет собой смесь углеводородов C ₅ — C ₁₀ , полученных при перегонке сырой нефти).

Например, углеводород декана расщепляется на такие продукты, как пропилен и гептан, где первый затем используется для производства полипропилена (рис. 5).

Рис. 5. Представление крекинга декана для превращения в пропилен и гептан.

Молекулы сырья превращаются в мономеры, такие как этилен, пропилен, бутен и другие.Все эти мономеры содержат двойные связи, так что атомы углерода могут впоследствии реагировать с образованием полимеров.

Полимеризация — углеводородные мономеры затем связываются вместе с помощью механизма химической полимеризации с образованием полимеров. В процессе полимеризации образуются густые вязкие вещества в виде смол, которые используются для изготовления пластмассовых изделий. Если мы посмотрим здесь на случай этиленового мономера; этилен — газообразный углеводород. Когда он подвергается воздействию тепла, давления и определенного катализатора, он объединяется в длинные повторяющиеся углеродные цепи. Эти соединенные молекулы (полимер) представляют собой пластиковую смолу, известную как полиэтилен (PE).

Производство пластика на основе полиэтилена — Поли (этилен) перерабатывается на заводе по производству пластиковых гранул. Гранулы заливаются в реактор, расплавляются в густую жидкость и отливаются в форму. Жидкость остывает, превращается в твердый пластик и образует готовый продукт. Обработка полимера также включает добавление пластификаторов, красителей и антипиренов.

Типы полимеризации

Синтетический пластик получают в результате реакции, известной как полимеризация, которая может осуществляться двумя разными способами:

Аддитивная полимеризация : Синтез включает объединение мономеров в длинную цепь.Один мономер соединяется со следующим и так далее, когда катализатор вводится в процессе, известном как полимеры роста цепи, добавляя одно мономерное звено за раз. Считается, что некоторые реакции аддитивной полимеризации не создают побочных продуктов, и реакцию можно проводить в паровой фазе (то есть в газовой фазе), диспергированной в жидкости. Примеры: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и полистирол.

Конденсационная полимеризация : В этом случае два мономера объединяются, образуя димер (две единицы), высвобождая побочный продукт.Затем димеры могут соединяться с образованием тетрамеров (четыре звена) и так далее. Эти побочные продукты необходимо удалить для успеха реакции. Наиболее распространенным побочным продуктом является вода, которую легко очистить и утилизировать. Побочные продукты также могут быть ценным сырьем, которое повторно используется в потоке сырья.

Примеры: нейлон (полиамид), полиэстер и полиуретан.

Пластик часто делают из нафты.Этилен и пропилен, например, являются основным сырьем для пластика на масляной основе, получаемого из нафты.

Что такое нафта?

Есть разные виды нафты. Это термин, используемый для описания группы летучих смесей жидких углеводородов, полученных перегонкой сырой нефти. Это смесь углеводородов от C ₅ до C ₁₀ .

Нафта термически разлагается при высокой температуре (~ 800 ° C) в установке парового крекинга в присутствии водяного пара, где она распадается на легкие углеводороды, известные как основные промежуточные звенья.Это олефины и ароматические углеводороды. Среди олефинов C ₂ (этилен), C ₃ (пропилен), C ₄ (бутан и бутадиен). Ароматические углеводороды состоят из бензола, толуола и ксилола. Эти небольшие молекулы связаны друг с другом в длинные молекулярные цепи, называемые полимерами. Когда полимер поступает с химического завода, он все еще не в форме пластика — он находится в форме гранул или порошков (или жидкостей). Прежде чем они смогут стать повседневным пластиком, они должны пройти ряд преобразований.Их замешивают, нагревают, плавят и охлаждают в предметы различной формы, размера, цвета с точными свойствами в соответствии с технологическими трубками.

Например, для полимеризации этилена в полиэтилен (PE) добавляются инициаторы для запуска цепной реакции, только после образования PE он отправляется на переработку путем добавления некоторых химикатов (антиоксидантов и стабилизаторов). После этого экструдер преобразует полиэтилен в нити, а затем измельчители преобразуют его в гранулы полиэтилена.Затем фабрики перерабатывают их в конечную продукцию.

Основным ингредиентом большинства пластических материалов является производное сырой нефти и природного газа.

Существует много различных типов пластиков — прозрачные, непрозрачные, однотонные, гибкие, жесткие, мягкие и т. Д.

Пластиковые изделия часто представляют собой полимерную смолу, которую затем смешивают со смесью добавок (см. Полимер vs.пластик). Добавки важны, поскольку каждая из них используется для придания пластику заданных оптимальных свойств, таких как ударная вязкость, гибкость, эластичность, цвет, или для того, чтобы сделать их более безопасными и гигиеничными для использования в определенных условиях (см. ).

Из какого типа пластика сделано изделие, иногда можно определить по номеру на дне пластиковых контейнеров. Некоторые из основных типов пластика и исходного мономера приведены ниже (Таблица 1). В этой таблице показаны типы пластика и мономеры, из которых он состоит.

Таблица 1. Основные типы полимеров, мономеры и их химическая структура

* Мономером, используемым в LDPE и HDPE, является этилен, но есть разница в степени разветвления.

Мезоамериканские культуры (ольмеки, майя, ацтеки, 1500 г. до н.э.) использовали натуральный латекс и резину для изготовления водонепроницаемых контейнеров и одежды.

Александр Паркс (Великобритания, 1856 г.) запатентовал первый искусственный биопластик, названный Parkesine, сделанный из нитрата целлюлозы. Парксин был твердым, гибким и прозрачным пластиком. Джон Уэсли Хаятт (США, 1860-е годы) разбогател на изобретении Паркса. Братья Хаятт улучшили пластичность нитрата целлюлозы, добавив камфору, и переименовали пластик в целлулоид. Целью было производство бильярдных шаров, которые до этого делались из слоновой кости. Многие считают изобретение самым ранним примером искусственного биопласта (ссылка).

Первым по-настоящему синтетическим пластиком был бакелит, сделанный из фенола и формальдегидной смолы. Лео Бекеланд (Бельгия, 1906 г.) изобрел бакелит, который был придуман как «национальный исторический памятник химии», поскольку он полностью произвел революцию во всех отраслях современной жизни. Обладает высокой устойчивостью к электричеству, теплу и химическим веществам. Он обладает непроводящими свойствами, что чрезвычайно важно при проектировании электронных устройств, таких как корпуса радиоприемников и телефонов. (ссылка).

До появления пластика мы использовали дерево, металл, стекло и керамику, а также материалы животного происхождения, такие как рог, кость и кожу.

Для хранения использовались формованные глины (керамика), смешанные со стеклом, что означало, что емкости часто были тяжелыми и хрупкими.

Появились натуральные материалы из коры каучукового дерева — камедь (латексная смола), смесь была липкой и пластичной, но не пригодной для хранения.

В 18 веке Чарльз Гудиер случайно обнаружил каучук — он добавил

В 18 веке Чарльз Гудиер случайно открыл каучук — он добавил серу в горячую необработанную резину, которая прореагировала и сделала резину упругой, которая при охлаждении стала эластичной, то есть имела свойство возвращаться в исходную форму (см.).

Да, пластик можно создавать не только из нефти, но и из других источников.

Хотя сырая нефть является основным источником углерода для современного пластика, множество вариантов производится из возобновляемых материалов. Пластик, сделанный без масла, продается как пластик на биологической основе или биопластик. Они сделаны из возобновляемой биомассы, такой как:

• Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза,
• терпенов,
• Жиры и масла растительные,
• Углеводы (сахар из сахарного тростника и т. Д.)
• Пищевые отходы вторичного использования
• Бактерии

Однако следует отметить, что биопластики не всегда автоматически становятся более устойчивой альтернативой.Биопластики различаются по способам разложения, и биопластики, как и любой другой материал, требуют ресурсов для своего производства.

Биопластики, такие как, например, PLA, представляют собой биоразлагаемый материал, который разлагается в определенных условиях окружающей среды, но не может разлагаться биологически во всех климатических условиях. Поэтому требуется поток отходов из пластика на основе PLA. В случае PLA это чувствительный полиэстер, который начинает разлагаться во время процедуры переработки и может в конечном итоге загрязнить существующий поток переработки пластика (см.).

Но биопластик может найти множество применений, если он разработан с учетом правильного потока отходов.

Биопластики — это потенциальные материалы для производства одноразового пластика, например, необходимого для изготовления биоразлагаемых бутылок и упаковочных пленок. Например, в 2019 году исследователь из Университета Сассекса создал прозрачную пластиковую пленку из отходов рыбьей кожи и водорослей; называется МаринаТекс (Ref). Биополимеры также были исследованы для медицинских применений, таких как контролируемое высвобождение лекарств, упаковка лекарств и рассасывающиеся хирургические швы (ссылка, ссылка).

Морис Лемуан (Франция, 1926) открыл первый биопластик, полученный из бактерий, полигидроксибутирата (ПОБ), из бактерии Bacillus megaterium. По мере того как бактерии потребляют сахар, они производят полимеры (см.). Важность изобретения Лемуана игнорировалась до тех пор, пока нефтяной кризис, разразившийся в середине 1970-х годов, не вызвал интерес к поиску заменителей нефтепродуктов.

Генри Форд (США, 1940) использовал биопластик, сделанный из соевых бобов, для некоторых деталей автомобилей.Форд прекратил использование соевых пластиков после Второй мировой войны из-за излишков недорогих поставок нефти (см.).

Развитие метаболической и генной инженерии расширило исследования биопластиков, и стали известны приложения для множества типов биопластиков, в частности, PHB и полигидроксиалканоат (PHA), хотя постоянно происходит множество других интересных разработок.

Связь между ископаемым топливом, одноразовыми пластиками и изменением климата — Surfrider Foundation

Когда мы думаем о загрязнении пластиком, мы думаем о пластиковых пакетах на пляже, о страданиях морских обитателей и о почти невидимом смоге микропластика в нашем океане.Часто упускается из виду тот факт, что обычный пластик производится из ископаемого топлива и является продуктом нефтегазовой промышленности.

Традиционно пластик в Соединенных Штатах производился из побочных продуктов нефти, а в настоящее время его чаще всего получают в результате производства «обильного и доступного» природного газа. Сжиженный природный газ (ШФЛУ) этан и пропан извлекаются и отправляются на «установку крекинга», где этан превращается в этилен (основу полиэтилена — самого распространенного пластика в мире, часто используемого для упаковки, бутылок и синтетической одежды). , а на установке дегидрирования пропан превращается в пропилен (основа полипропилена — пластика, обычно используемого в пищевой упаковке и производстве транспортных средств).

«Причина проста: из-за сланцевого газа производство этилена в США более рентабельно, чем где-либо еще в мире». — Выдержка из Американского химического совета.

Фото предоставлено Inhabitat, изображение Shutterstock: Факел метана из скважины для гидроразрыва пласта.

В результате бума природного газа в США сырье из пластмассы стало действительно дешевым и легкодоступным. Приблизительно 50 миллиардов долларов будут инвестированы в новые и расширенные предприятия по производству пластика в США, что приведет к увеличению производства примерно на 50% в следующие 10 лет и утроению объема экспорта пластика к 2030 году! Это включает в себя 400 новых предприятий по переработке пластмасс, в дополнение к предприятиям по производству пластмасс и предприятиям по переработке пластиковых добавок, которые могут производить некоторые значительно вредные химические вещества, включая фталаты и бромированные антипирены.

Фактически, только в США производители полиэтилена ожидают увеличения производственных мощностей на 75% к 2022 году. Промышленность объясняет, что это увеличение производства вызвано ожидаемым увеличением спроса на одноразовые пластмассы, такие как безалкогольные напитки. и упаковка — миллениалами в развитых странах и растущими потребительскими рынками в развивающихся странах. Это означает, что большая часть пластмасс, производимых в США, планируется экспортировать в развивающиеся страны, где службы по обращению с отходами могут не быть должным образом оснащены для работы с током, не говоря уже о резком росте не поддающихся биологическому разложению твердых отходов.

Фото предоставлено National Geographic, изображение Эрика Де Кастро, Reuters: Плавучие отходы на Филиппинах, 2013 г.

Это печальные новости, но точно так же, как предложение о бурении нефтяных скважин на шельфе США игнорирует Тот факт, что мир движется в сторону возобновляемых источников энергии, пластмассовая промышленность не в состоянии признать распространение социальных и политических изменений, таких как запрет на использование пакетов, запрет на пену и отказ общества принять наводнение одноразового пластика .

Движение за сокращение загрязнения одноразовым пластиком стало глобальным. На местном уровне города США запретили и ограничили нерегулируемое использование одноразового одноразового пластика, что вызвано кампаниями, за которые боролись отделения Surfrider и страстные сообщества. Что касается международного сотрудничества, то в январе 2018 года Европейская комиссия объявила об общеевропейской стратегии по сокращению загрязнения пластиком и обеспечению того, чтобы весь пластик в Европе подлежал переработке к 2030 году.

Даже Программа ООН по окружающей среде заняла твердую позицию против загрязнения пластиком, и начали глобальную кампанию по сокращению количества морского мусора от микропластиков и одноразового пластика к 2022 году.Хотя ни одно из этих действий само по себе не сигнализирует о прекращении одноразового использования пластмасс, они все же демонстрируют растущее сопротивление городов, стран и международного сообщества отказу от продуктов, которые использовались один раз и выбрасывались в ущерб нашим водам, земле и дикой природе. .

Загрязнение пластиком — это проблема, требующая всемирного сотрудничества, как и изменение климата, поскольку это две стороны одной медали. В качестве продукта добычи и переработки ископаемого топлива для производства энергии количество производимого пластика зависит от спроса и производства нефти и газа.Анализ отрасли показывает, что производство пластмасс из ископаемого топлива является рентабельным только в том случае, если компоненты, не используемые для производства пластмасс, используются для производства энергии, рассматривая пластик в большей степени как побочный продукт отрасли. Таким образом, если мы перейдем от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии и здоровому климату, мы также будем поощрять промышленность отказаться от производства одноразового одноразового пластика.

«Производители пластмасс предполагают, что спрос на одноразовые пластмассы будет продолжать расти, несмотря на свидетельства того, что глобальная осведомленность о загрязнении пластиком растет, а культурные отношения меняются.Инвестиции в промышленность отражают еще одно основополагающее предположение о том, что поставки дешевых углеводородов останутся нормой в ближайшие десятилетия, даже когда мировое сообщество начало постепенно отказываться от ископаемого топлива, от которого зависят производители пластмасс ». — Выдержка из Центра международного и экологического права.

Это делает борьбу с одноразовым пластиковым загрязнением более убедительной и целостной, понимая, что правильный выбор в области возобновляемых источников энергии и экологически безопасные решения также могут помочь сократить производство одноразового пластика и загрязнение окружающей среды, и наоборот.

Нам нужна ваша помощь, чтобы сократить потребление одноразовой пластмассы и ископаемого топлива!

• Поддержите запреты на вредные одноразовые продукты с помощью местных кампаний
• Поддержите Ocean Friendly Restaurants и местные предприятия, которые избегают пластиковых отходов, одновременно распространяя информацию о проблеме
• Уменьшите свою зависимость от выбросов парниковых газов за счет меньшего вождения и инвестиций в высокоэффективном освещении и бытовой технике и закупке на месте
• Примите образ жизни без одноразового использования пластика, вкладывая средства в многоразовые чашки и столовые приборы, покупая сыпучие продукты вместо упакованных и отказываясь от пластиковых соломинок, пакетов, бутылок и еды на вынос контейнеры
• Примите меры и Попросите наших федеральных лидеров защитить наши побережья от нового морского бурения

Наши друзья из 5 Gyres также рассказывают о связи между изменением климата и загрязнением пластиком на своей новой странице!

Полимер на нефтяной основе — обзор

9.1 Введение

В современном мире зависимость от полимеров на нефтяной основе с годами значительно возросла. Синтетические полимеры, такие как полиэтилен (PE), полипропилен (PP), нейлон, полиэфир (PS), политетрафторэтилен (PTFE) и эпоксидная смола (широко известная как пластик), получают из углеводородов нефти [1]. Эти полимеры представляют собой невероятно универсальную группу соединений — настолько универсальных, что их можно найти во всевозможных неожиданных местах. Общество использует синтетические полимеры, потому что многие из них обладают очень желательными свойствами, такими как прочность, гибкость, удельное сопротивление, химическая инертность и так далее [2–4].В настоящее время кевлар имеет множество применений, от велосипедных шин и гоночных парусов до бронежилетов из-за его высокой прочности на разрыв. Он также используется для изготовления современных пластиков, стойких к сильным ударам. При использовании в качестве тканого материала он подходит для швартовки и других подводных применений [5]. С другой стороны, обсуждаются различные серьезные проблемы, связанные с использованием синтетических полимеров [5,6]. Наиболее желательной характеристикой многих синтетических полимеров является их химическая инертность и устойчивость к различным видам химического / биологического разложения.Это же свойство, однако, также означает, что они служат долго после того, как их выбросят. Например, по оценкам ученых, для разрушения одного полиэтиленового пакета может потребоваться до 500 лет [7].

В прошлом основной интерес вызывало использование синтетических полимеров для производства композитов. Однако использование этих полимеров представляет большие проблемы [6,8]. К ним относится нехватка органических соединений из-за сокращения запасов нефти и газа и повышения цен на нефть и газ.К другим последствиям относятся экологические проблемы, связанные с их разложением или сжиганием и глобальным потеплением, неэкономичные затраты и перекрестное загрязнение при их переработке, а также риски токсичности для потребителей [5,9,10]. Эти опасения привели к поиску материалов, которые могут преодолеть эти проблемы и поддерживать требуемые свойства для различных приложений.

Таким образом, чтобы уменьшить зависимость от полимеров на нефтяной основе (синтетических полимеров), ученые работают над разработкой полимерных композитов, основанных на улучшенных характеристиках и низкой стоимости.Однако эти полимерные композиты часто армируют стекловолокном, углеродными нанотрубками, глинами, кремнеземом и графитом [2]. Эти наполнители являются полностью неразлагаемыми, неорганическими и иногда производными от бензина. Таким образом, инженеры и исследователи все еще борются с производством биокомпозитов, где обе фазы (армированный полимер и матрица) получены из природных источников, возобновляемых и полностью биоразлагаемых. Некоторые исследования показывают, что армированный полимер биоволокнами или натуральными волокнами оказывает прямое влияние на улучшение свойств продукта [1,3].Биополимеры, армированные разлагаемой полимерной фазой, называют «биокомпозитами / зелеными композитами» [1]. Зеленые композиты широко исследуются в связи с необходимостью инноваций в разработке материалов из биоразлагаемых полимеров, сохранении ископаемого сырья и сокращении количества углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Использование сельскохозяйственных ресурсов (отходов и продуктов) для производства экологически чистых материалов — одна из причин, по которой зеленые композиты вызвали огромный исследовательский интерес.Ожидается, что использование этих биокомпозитов повысит скорость производства и переработки при улучшении экологической совместимости. Возросло значение экологически чистых композитов в различных отраслях промышленности, особенно в автомобильной промышленности. Это можно объяснить их механическими, электронными, теплоизоляционными, огнестойкими и износостойкими свойствами. Важно отметить, что из-за экологических проблем новые постановления правительства также вызывают серьезную озабоченность [11,12].

В этой главе обобщается подробное исследование, связанное с обработкой и свойствами биокомпозитов / зеленых композитов, пониманием технологичности и улучшенных свойств с использованием различных типов природных или искусственных разлагаемых полимеров и матриц для производства биокомпозитов.Кроме того, бионанокомпозиты также обсуждались с использованием преимущества «наноразмерных» свойств (высокое соотношение сторон и площадь поверхности, но диапазон диаметров в нм). Исследователи все еще пытаются расширить масштабы этих «сантиметровых» (лабораторных) продуктов, поэтому особое внимание было уделено обобщению некоторых конкретных данных, связанных с производством биокомпозитов в экспериментальном / промышленном масштабе. В качестве примера взята наноцеллюлоза и обобщено производство различных армированных наноцеллюлозой пленок / мембран / бумаги.После этого дополнительно обсуждаются проблемы, связанные с производством и использованием в будущем.

Индустрия ископаемого топлива видит будущее в пластике, который трудно перерабатывать

Загрязнение пластиком и климатический кризис — две неотъемлемые части одной и той же проблемы, хотя они и не рассматриваются как таковые. Многие страны ввели сборы за использование пластиковых пакетов и запреты на использование пластиковых соломинок, в то время как меры по поэтапному отказу от ископаемого топлива сильно отстают отчасти из-за инерции крупных нефтегазовых компаний, которые доминируют в этом секторе.

Недавно проведенное The Guardian расследование показало, что только 20 из этих фирм ответственны за 35% мировых выбросов парниковых газов с 1965 года. Как они будут адаптироваться к снижению спроса на ископаемое топливо с ростом возобновляемой энергии и энергии батарей? Ответ пластичен — и этот сдвиг уже идет полным ходом.

Большая часть пластика, который существует сегодня, была произведена в последнее десятилетие. Окружающая среда, кажется, тонет в пластике по той же причине, по которой глобальные температуры продолжают расти — ископаемое топливо остается дешевым и доступным.

Дешевый пластик изготавливается с использованием химикатов, образующихся в процессе производства топлива. При переработке нефти сырая нефть, добываемая из земли, превращается в бензин, в результате чего в качестве побочного продукта выделяется этан. Десять лет назад появление гидроразрыва пласта — гидроразрыва нефти или природного газа — значительно удешевило сырье для производства пластмасс.

При гидроразрыве сланцевого газа образуется много этана, который превращается в этилен — строительный блок для многих трудно перерабатываемых пластмассовых изделий, таких как упаковочные пленки, саше и бутылки.Дешевый полиэтилен от гидроразрыва создал избыток пластиковой упаковки на полках супермаркетов, который социолог Ребекка Альтман назвала «гидроразрывом».

В мире мало предприятий, которые могут эффективно утилизировать или переработать этот вид пластика. Их установка и эксплуатация дороги, а спрос на использование переработанных материалов для производства новых продуктов невелик. Хотя упаковка является самым большим источником спроса на пластик, большая часть ее выбрасывается сразу после ее удаления, при этом одна треть, по оценкам, отправляется непосредственно в бытовые отходы и либо сжигается, либо вывозится на свалки.В большинстве стран мира большая его часть попадает непосредственно в окружающую среду.

Снижение расхода топлива не обязательно решит проблему пластика. Ожидается, что в ближайшие 15 лет мировое производство пластика удвоится, даже если спрос на бензин упадет. В 2017 году 50% всей добываемой в мире сырой нефти было переработано в топливо для транспорта, в основном в виде бензина. Электромобили и более эффективные виды общественного транспорта означают, что спрос на бензин падает. Нефтегазовые компании, которым принадлежат эти нефтеперерабатывающие заводы, вместо этого готовятся превратить то, что сейчас является избыточным топливом, в пластик для упаковки.

Изменение климата в бутылке

Поскольку в будущем спрос на бензин продолжит снижаться, все больше пластмасс будет производиться непосредственно из сырой нефти. Нефтяные компании теперь планируют преобразовывать до 40% сырой нефти, которую они намереваются добывать, в нефтехимию. Это такие химические вещества, как ацетилен, бензол, этан, этилен, метан, пропан и водород, которые составляют основу для тысяч других продуктов, включая пластмассы.

По прогнозам отрасли, нефтехимия вырастет с 16% спроса на нефть в 2020 году до 20% к 2040 году, в основном за счет поставок сырья для производства пластмасс.Экологические последствия производства еще большего количества пластика из сырой нефти будут значительными. Еще больше пластикового загрязнения попадет в водотоки и океан, а увеличение производства ускорит глобальные выбросы.

Читать далее: Пластик согревает планету вдвое больше, чем авиация — вот как сделать его экологически безопасным

Это потому, что при производстве пластика выделяется углекислый газ (CO₂). Как транспортировка сырой нефти для ее производства, так и последующая утилизация пластика путем сжигания приводит к выбросам.Большая часть расчетных общих затрат на природный капитал, связанных с загрязнением пластиком — 75 миллиардов долларов США в год только для сектора потребительских товаров — приходится на выбросы CO₂, связанные с производством и транспортировкой пластика.

Расширение производства пластика и отправка большего количества пластика либо непосредственно на сжигание, либо на предприятия по переработке отходов, где пластик превращается в масло и используется для выработки электроэнергии или тепла — к 2050 году ожидается, что выбросы CO₂ из пластика утроятся до 309 млн метрических тонн. .Сжигание гор пластиковых отходов может стать одним из крупнейших источников выбросов CO 2 в энергетическом секторе Европы, поскольку ископаемое топливо постепенно прекращается.

Сокращение вдвое использования пластиковой упаковки на нефтяной основе к 2030 году и полное прекращение ее использования к 2050 году может обеспечить выполнение целевых показателей по выбросам CO.. Достижение чистых нулевых выбросов от сжигания пластиковой упаковки означает отказ от всех несущественных видов использования пластика на нефтяной основе к 2035 году, после пика в упаковке и других одноразовых одноразовых пластиках в 2025 году.Может помочь замена традиционного пластика новыми материалами, изготовленными из возобновляемых источников, таких как кукурузный крахмал, а также разработка новой инфраструктуры для промышленного компостирования пластика.

В условиях климатического кризиса пластиковые отходы не выглядят самой серьезной экологической проблемой в мире. Но рассматривать пластик и климат как две разные вещи — ошибка. Беспокойство по поводу загрязнения пластиком не отвлекает людей от более серьезной проблемы — проблема в пластике. Если мы рассматриваем пластик как «твердое изменение климата», он становится центральным элементом климатического кризиса.

Нажмите здесь, чтобы подписаться на нашу новостную рассылку по борьбе с изменением климата. Изменение климата неизбежно. Наш ответ — нет.

Связь между ископаемым топливом, одноразовыми пластиками и изменением климата

Кэти Дэй и Трент Ходжес

Когда мы думаем о загрязнении пластиком, мы думаем о пластиковых пакетах на пляже, страдающих морской жизнью и почти невидимом смоге микропластика в нашем океане. Часто упускается из виду тот факт, что обычный пластик производится из ископаемого топлива и является продуктом нефтегазовой промышленности.

Пластик в США, который традиционно производился из побочных продуктов нефти, в настоящее время чаще всего получают в результате национальной добычи «обильного и доступного» природного газа. Сжиженный природный газ (ШФЛУ) этан и пропан извлекаются и отправляются на «установку крекинга», где этан превращается в этилен (основу полиэтилена — самого распространенного пластика в мире, часто используемого для упаковки, бутылок и синтетической одежды). а на установке дегидрирования пропан превращается в пропилен (основа полипропилена — пластика, обычно используемого в пищевой упаковке и производстве транспортных средств).

«Причина проста: из-за сланцевого газа производство этилена в США более рентабельно, чем где-либо еще в мире».

— Выдержка из Американского химического совета

Бум природного газа в США сделал пластмассовое сырье действительно дешевым и легкодоступным. По оценкам, 50 миллиардов долларов будут инвестированы в новые и расширенные предприятия по производству пластика в США, что приведет к увеличению производства примерно на 50 процентов в следующие 10 лет и утроению объема экспорта пластика к 2030 году! Это включает в себя 400 новых предприятий по переработке пластмасс, в дополнение к предприятиям по производству пластмасс и предприятиям по переработке пластиковых добавок, которые могут производить некоторые значительно вредные химические вещества, включая фталаты и бромированные антипирены.

Фактически, только в США производители полиэтилена ожидают увеличения производственных мощностей на 75 процентов к 2022 году. Промышленность объясняет, что это увеличение производства вызвано ожидаемым увеличением спроса на одноразовые пластмассы, такие как безалкогольные напитки. и упаковка — миллениалами в развитых странах и растущими потребительскими рынками в развивающихся странах. Это означает, что большая часть пластмасс, производимых в США, планируется экспортировать в развивающиеся страны, где службы управления отходами могут не быть должным образом оснащены для работы с током, не говоря уже о резком росте не поддающихся биологическому разложению твердых отходов.

Это неутешительные новости, но так же, как предложение о бурении нефтяных скважин на шельфе США игнорирует тот факт, что мир движется в сторону возобновляемых источников энергии, промышленность пластмасс не осознает распространение социальных и политических изменений, таких как запрет на использование мешков, пена запреты и отказ общества принять наводнение одноразового пластика.

Движение за сокращение загрязнения одноразовым пластиком стало глобальным. На местном уровне города по всей территории США запретили и ограничили нерегулируемое использование одноразового одноразового пластика, что вызвано кампаниями, за которые боролись отделения Surfrider и страстные сообщества.Что касается международного сотрудничества, то в январе 2018 года Европейская комиссия объявила об общеевропейской стратегии по сокращению загрязнения пластиком и обеспечению того, чтобы весь пластик в Европе подлежал переработке к 2030 году.

Даже Программа ООН по окружающей среде заняла твердую позицию против загрязнения пластиком, и начали глобальную кампанию по сокращению морского мусора от микропластиков и одноразового пластика к 2022 году. Хотя ни одно из этих действий само по себе не сигнализирует о прекращении одноразового пластика, они все же демонстрируют растущее сопротивление городов, стран и международного сообщества отказу от продуктов. которые использовались один раз и выбрасывались в ущерб нашим водам, суше и дикой природе.

Загрязнение пластиком — это проблема, требующая всемирного сотрудничества, как и изменение климата, поскольку это две стороны одной медали. Как продукт добычи и переработки ископаемого топлива для получения энергии, количество производимого пластика зависит от спроса и производства нефти и газа. Анализ отрасли показывает, что производство пластмасс из ископаемого топлива является рентабельным только в том случае, если компоненты, не используемые для производства пластмасс, используются для производства энергии, рассматривая пластик в большей степени как побочный продукт отрасли.Таким образом, если мы перейдем от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии и здоровому климату, мы также будем поощрять промышленность отказаться от производства одноразового одноразового пластика.

«Производители пластмасс предполагают, что спрос на одноразовые пластмассы будет продолжать расти, несмотря на свидетельства того, что во всем мире растет осведомленность о пластиковом загрязнении и меняются культурные стереотипы. Инвестиции в промышленность отражают еще одно основополагающее предположение о том, что поставки дешевых углеводородов останутся нормой в течение десятилетий до Придет, даже когда мировое сообщество начало постепенно отказываться от ископаемого топлива, от которого зависят производители пластмасс.»

— Выдержка из Центра международного и экологического права

Это делает борьбу с одноразовым пластиковым загрязнением более убедительной и целостной, понимая, что правильный выбор в области возобновляемых источников энергии и экологически безопасные решения могут также помочь сократить производство одноразового пластика и загрязнение, и наоборот

Нам нужна ваша помощь, чтобы сократить потребление одноразового пластика и ископаемого топлива!

• Поддержите запреты на вредные одноразовые продукты с помощью местных кампаний.

• Уменьшите свою зависимость от выбросов парниковых газов за счет меньшего вождения, инвестирования в высокоэффективное освещение и бытовую технику и местных покупок.

• Примите образ жизни без одноразового использования пластика, инвестируя средства в многоразовые чашки и столовые приборы, покупая сыпучие продукты вместо упакованных и отказываясь от пластиковых соломинок, пакетов, бутылок и контейнеров для еды на вынос.

Наши друзья из 5 Gyres также рассказывают о связи между изменением климата и загрязнением пластиком на своей новой странице!

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

пластиков от Plants vs.Нефть | Смарт Энергия

Нажмите здесь, чтобы просмотреть эту статью в нашем цифровом ридере

На пластмассовую промышленность США приходится около 10 процентов от общего потребления нефти в стране. И, несмотря на широко распространенное возмущение общественности по поводу вредного воздействия пластиковых бутылок и пакетов на окружающую среду, среди других предметов повседневной жизни, используемых повсеместно, только около одного процента из них перерабатывается. Почему? Пластик дешев и удобен для всех, а переработка — непростая задача.В некоторых случаях это может даже принести больше вреда, чем пользы. Например, размещение «неправильных» предметов в обычном мусорном ведре может привести к загрязнению того материала, который на самом деле должен находиться в этих мусорных ведрах во время процесса переработки.

К счастью, технологии и потребительский спрос на более экологичные продукты создали целую отрасль, посвященную изменению ресурсов, используемых для продуктов в нашей культуре одноразового использования — биопластиков (PLA). Полученные из возобновляемых источников биомассы, таких как растительные масла, кукурузный крахмал или микробиота, биопластики не только не содержат нефти, но и обычно предназначены для биоразложения.

Конечно, это не значит, что вы можете просто закопать вилку с надписью «биоразлагаемую» на заднем дворе и смотреть, как она исчезает. При утилизации в подходящие бункеры для «компостирования» биопластики могут быть переработаны на коммерческом предприятии по компостированию и повторно использоваться постоянно. При переработке с другими пластиками сортировочные машины удаляют элементы PLA из потоков ПЭТ; при сжигании токсичные выбросы предотвращаются за счет возобновляемых источников; и если PLA попадет на свалку, он, по крайней мере, будет разрушаться намного быстрее, чем традиционные пластмассы, для полного разложения которых могут потребоваться тысячи лет.

Биопластики существуют уже некоторое время, но их сдерживает их более высокая стоимость и проблемы с термостойкостью / долговечностью. Однако улучшенные технологии и формулы в сочетании с высокими ценами на нефть создают бурно развивающийся коммерческий рынок для множества альтернатив традиционным пластмассам. В отличие от неустойчивых цен на ископаемое топливо, культуры, используемые для производства биопластиков, не подвержены колебаниям цены на нефть за баррель. Производство также обычно происходит при более низких уровнях тепла, что еще больше снижает производственные затраты и потребление энергии.

Ознакомьтесь с апрельским выпуском Energy Digital!

Одна из ведущих компаний в этой сфере — Церепласт. Используя крахмалы из кукурузы, пшеницы, тапиоки и картофеля, Cereplast Compostables® заменяет почти 100 процентов добавок на нефтяной основе, используемых в традиционных пластмассах, при этом собирая легко доступные культуры Среднего Запада, по сравнению с маслом с Ближнего Востока.

Генеральный директор Cereplast Фредерик Шеер также отвечает за создание Института биоразлагаемых продуктов (BPI), некоммерческой организации, которая в настоящее время является крупнейшей ассоциацией биоразлагаемых продуктов в мире.В следующем интервью Energy Digital получает представление об отрасли от самого эксперта.

Почему вы выбрали биопластик?

«Можно сказать, что это типичная американская сказка. Идея зародилась в моем гараже с женой, когда я начал заниматься биопластиками более 20 лет назад, в то время, когда никто на самом деле не интересовался биопластиками. Я заметил, что во многих отраслях промышленности наблюдается тенденция к развитию биоразлагаемых и компостируемых пластмассовых изделий.В названии нашей компании Cereplast есть сочетание слов «злак» и «пластик».

В то время нефть стоила 6 долларов за баррель, а парниковые газы не понимали должным образом. Мое видение состояло в том, чтобы заботиться об окружающей среде, и я хотел предложить миру экологически чистые продукты, которые необходимо было производить из различных ресурсов здесь, в Соединенных Штатах. Пришло время создать и предложить альтернативу нефтепродуктам. Можно сказать, что я стремился определить рынок биопластиков и рассказать о нем.”

Какие стандарты были установлены для обеспечения того, чтобы продукты были действительно биоразлагаемыми или компостируемыми?

«Мы ставим отраслевой стандарт или печать одобрения на все, что мы делаем. Я основал Институт биоразлагаемых продуктов (BPI) — некоммерческую ассоциацию, которая следит за тем, чтобы каждый продукт, который считается биоразлагаемым, действительно соответствовал научным данным. Мы практически написали книгу по определению «компостируемости» и «биоразлагаемости». Вскоре я понял, что нам нужно предложить более дешевую и устойчивую смолу, которая была бы экономически и социально приемлемой.

Именно тогда мы придумали термин «компостируемый» и включили BPI — это действительно было ключом к процветанию отрасли. Раньше любой мог продать продукт и заявить, что он компостируемый / биоразлагаемый. В 1999 году я работал с комитетом ASTM над разработкой рекомендаций по компостированию в США, а в 2001 году представил первую линейку компостируемых чашек ».

Как потребители должны утилизировать продукты из биопласта?

«Например, американцы ежегодно используют 110 миллиардов пластиковых или покрытых пластиком стаканчиков, используя и выбрасывая то, что Институт упаковки пищевых продуктов называет« астрономическим количеством »одноразовых контейнеров.

Продукция Cereplast сертифицирована многочисленными независимыми агентствами как биоразлагаемая. Продукты полностью компостируются в коммерческих помещениях в течение 60-180 дней, не оставляя химических остатков. Продукты Cereplast можно выбрасывать вместе с пищевыми отходами — сепарация не требуется ».

Кто ваши самые большие конкуренты?

«Единственный реальный конкурент — традиционные производители пластмасс, и это из-за зарождающегося размера самой индустрии биопластиков.Мы считаем, что настоящая конкуренция исходит от устойчивых поставщиков и переработчиков сырья — крупных диверсифицированных энергетических и химических компаний. Поскольку биопластики по-прежнему составляют столь небольшой процент от общего мирового рынка пластмасс, они еще не привлекли к себе реального внимания крупных мировых энергетических компаний ».

Каким будет будущее этой отрасли?

«Рост производства биопластиков будет вызван рядом факторов, в том числе потребительским спросом на экологически безопасные продукты, развитием сырья на биологической основе для товарных пластиковых смол и ужесточением ограничений на использование неразлагаемых пластиковых продуктов, особенно пластиковых пакетов. .

Cereplast ожидает, что рынок США вырастет в следующие 10 лет до 20 миллиардов долларов. Прогнозируемый бум будет подпитываться спросом со стороны различных рынков, включая косметическую промышленность, что может увеличить долю рынка биопластиков до 30 процентов от общего рынка пластмасс США к 2020 году.