مراحل ساخت پلاستیک از نفت خام
آیا پلاستیک از نفت خام تهیه میشود ؟
در جواب به سوال اینکه آیا پلاستیک از نفت خام تهیه میشود باید گفت که بله اما در روند تولید مواد پلاستیکی نفت خام به صورت مستقیم استفاده نمیشود. در واقع پس از پالایش و بدست آمدن مواد اولیه که در صنایع پتروشیمی از نفت خام گرفته میشود ، این مواد در صنایع دیگرمانند شرکت تولید پلاستیک استفاده شده و مواد به نام پلیمر ها را به وجود می آورند. که در نهایت این پلیمر ها منجبر به تولید محصولات پلاستیکی میشوند.
در واقع این پلیمر ها اغلب با گاز های و مواد استخراج شده از نفت خام بدست می آیند. از این رو با اینکه نفت خام به صورتت مستقیم برای تولید این مواد استفاده نمیشود اما همچنان به صورت مستقیم در تهیه پلاستیک ها نقش اصلی را ایفا میکند. با این حال امروزه بعضی از پلاستیک ها را از مواد گیاهی تولید میکنند. البته محصولات تولید شده با این مواد بیشتر برای ظروف یکبار مصرف استفاده شده و برای صنایع دیگر کاربرد اندکی دارد. در این مطلب برای برسی مواد اولیه پلاستیک و جواب سوال اینکه آیا این مواد از نفت خام تهیه شده اند توضیحات بیشتری خواهیم داد
آیا پلاستیک ها را از نفت میسازند ؟
همان طور که گفته شد اگرچه نفت خام منبع مواد خام (خوراکی) برای ساخت پلاستیک است، اما منبع اصلی مواد اولیه برای تولید پلاستیک در تمامی کشور ها حتی در ایالات متحده نیست. پلاستیک ها از گاز طبیعی، مواد اولیه حاصل از فرآوری گاز طبیعی و مواد اولیه حاصل از پالایش نفت خام تولید می شوند. به طور کلی حتی اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA) قادر به تعیین مقدار یا منشاء خاص مواد اولیه ای نیست که واقعاً برای تولید پلاستیک استفاده می شود. چرا که به دلیل انواع بسیار گسترده ، پلاستیکها به غیر نفت خام از مواد بسیار زیاد دیگر نیز تولید میشوند.
به طور کلی پلاستیک ها از مواد طبیعی مانند سلولز، زغال سنگ، گاز طبیعی، نمک و نفت خام تهیه شده اند. این مواد از طریق فرآیندی به نام پلیمریزاسیون به درشت مولکول یا پلیمر تبدیل شده که طی مراحل مختلف گرانول ها را از آن تهیه میکنند. گرانول ها نیز با استفاده از روش های مختلف قالب ریزی به محصولات پلاستیکی تبدیل میشوند. با این حال بیشترین استفاده در صنایع پلاستیک سازی در خصوص مورد مصنوعی میباشد. که در این زمینه نفت خام به عنوان منبع اصلی مواد اولیه شناخته شده است. در ادامه توضیحات بیشتری در خصوص نقش نفت خام در تولید پلاستیک زده شده است.
روش های ساخت پلاستیک
تولید پلاستیک از مراحل پیچیده‌ای عبور میکند و شامل چند مرحله مهم میشود.
پلیمریزاسیون (Polymerization):
پلیمریزاسیون افزایشی (Addition Polymerization):
در این روش، مونومرها به یکدیگر افزوده میشوند و بدون تولید محصولهای جانبی، زنجیره‌های پلیمری رشد میکنند. به عنوان مثال، در تولید پلی‌اتیلن یا پلی‌پروپیلن از این روش استفاده میشود.
پلیمریزاسیون تصاعدی (Condensation Polymerization):
در این روش، یک محصول جانبی (مثل آب یا الکل) از فرآیند حذف میشود و زنجیره‌های پلیمری شکل می‌گیرند. مثالهایی از این روش شامل تولید پلی‌استایرن و پلی‌اترفتالات هستند.
تزریق (Injection Molding):
در این روش، مواد پلاستیکی به شکل مایع به داخل یک قالب تزریق میشوند و در آنجا سرد شده و شکل محصول حاصل تشکیل میشود. این روش برای تولید انواع محصولات از قبیل بطری‌ها، سینی‌ها و قطعات خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فشرده‌سازی (Compression Molding):
در این روش، مواد پلاستیکی در یک قالب قرار می‌گیرند و با استفاده از فشار و حرارت به شکل نهایی فشرده میشوند. این روش برای تولید قطعات ضخیم‌تر و ساخت قطعاتی با خواص مکانیکی بالا استفاده میشود.
فرآیند بلوپرینت (Blow Molding):
این روش برای تولید ظروف هواپرک شکل (مانند بطری‌ها) استفاده میشود. مواد پلاستیکی به داخل یک قالب میشوند و سپس هوا به داخل آن پخش میشود تا مواد پلاستیکی شکل نهایی بگیرند.
فرآیند تزریق پنوماتیک (Foam Injection):
در این روش، گاز یا مواد فرآورده‌ای که دارای انبساط سریع است، به مواد پلاستیکی افزوده میشود. این فرآیند باعث ایجاد حباب‌های هوا در ساختار پلاستیک میشود و پلاستیک خمیری (فوم) تولید میکند.
تزریق دوقلو (Twin-screw Extrusion):
در این روش، مونومرها یا مواد پلاستیکی به دو ویتس جابجا کننده یا میله پیچی افزوده میشوند و در اثر فشار و حرارت، به شکل نهایی پلاستیک تبدیل میشوند. این روش برای تولید پلاستیک‌های پیچیده با ویژگی‌های خاص استفاده میشود
مراحل ساخت پلاستیک از نفت خام
تولید پلاستیک از نفت خام یک فرآیند پیچیده است که به صورت کلی شامل مراحل زیر میشود:
استخراج نفت خام:
نفت خام از مخازن زیرزمینی یا اقیانوس‌ها استخراج میشود. این مرحله شامل حفاری چاه‌ها، استخراج نفت خام، و انتقال آن به تسهیلات پالایشگاهی است.
پالایش نفت:
نفت خام حاوی انواع مختلفی از هیدروکربن‌ها است. در پالایشگاه، نفت خام تصفیه شده و به محصولات مختلفی شامل بنزین، گازوئیل، و پالایش‌های مختلف دیگر تبدیل میشود.
تولید مونومرها:
در این مرحله، مواد نفتی مانند اتیلن یا پروپیلن از محصولات پالایشگاهی جدا میشوند. این مونومرها مهمترین ساختارهای اولیه پلیمرها هستند.
پلیمریزاسیون:
مونومرها به هم پیوسته و زنجیره‌های پلیمری را ایجاد میکنند. این فرآیند معمولاً تحت شرایط حرارتی و فشاری خاص انجام میشود.
تولید پلاستیک:
پس از پلیمریزاسیون، پلاستیک به صورت چاپی یا شکل‌دهی با استفاده از فرآیندهای مختلف تولید میشود. این فرآیند شامل قالب‌گیری، تزریق، نفوذ، و سایر روش‌های تولید پلاستیک است.
اضافه کردن مواد افزودنی:
به منظور بهبود خواص و ویژگی‌های پایانی پلاستیک، مواد افزودنی مانند رنگ‌ها، مواد تقویت‌کننده، مهارکننده‌ها، و آنتی‌اکسیدان‌ها به ترکیب پلاستیک اضافه میشوند.
تولید محصولات نهایی:
پلاستیک تولید شده به صورت محصولات نهایی شکل می‌گیرد. این محصولات می‌توانند قطعات صنعتی، بطری‌ها، کیسه‌ها، لوله‌ها، و سایر محصولات پلاستیکی باشند.
بازیافت (اختیاری):
در این مرحله، پلاستیک مصرفی قابل بازیافت به بازیافتگرها فرستاده میشود تا بازیافت شده و به مراحل تولید پلاستیک جدید منتقل شود. این مرحله به منظور کاهش آسیب به محیط زیست و استفاده مجدد از منابع است.
معایب پلاستیک های مبتنی بر نفت
پلاستیک‌های مبتنی بر نفت، به عنوان یکی از جنبه‌های مصرف مواد پتروشیمیایی، معایب و تأثیرات زیست‌محیطی منفی برخی دارند.
1.تجمع زباله‌ها و آلودگی زیست محیطی:
پلاستیک‌های مبتنی بر نفت به دلیل مقاومت به تجزیه طبیعی و زمان بالا برای تخلیه، می‌توانند در طولانی مدت در محیط زیست باقی بمانند. این باعث تجمع زباله‌های پلاستیکی در سطح زمین، دریاها، و مناطق مختلف میشود که بر زیستگاه‌های طبیعی و حیات دریایی تأثیر منفی می‌گذارد.
2.آسیب به حیات دریایی و اکوسیستم‌ها:
پلاستیک‌هایی که به دریاها فرا می‌رسند، می‌توانند به حیات دریایی آسیب برسانند. حیوانات دریایی ممکن است پلاستیکها را به عنوان غذا در نظر بگیرند و با خوردن آنها، آسیب‌های جدی به سلامتی آنان وارد شود.
3.هدررات مواد شیمیایی:
در طول دوره عمر پلاستیک، مواد شیمیایی ممکن است به محیط زیست هدر روند و در زمان طولانی تر تجزیه شوند. این مواد ممکن است در آب، خاک و هوا منتشر شده و به منابع آب، جانداران و گیاهان آسیب برسانند.
4.استفاده از منابع نفت:
تولید پلاستیک‌های مبتنی بر نفت نیازمند مصرف بالای منابع نفت است. استفاده از نفت به عنوان یک منبع انرژی غیرتجدیدپذیر، موجب خسارت به محیط زیست و افزایش گازهای گلخانه‌ای میشود.
5.تأثیرات گرمایش جهانی:
فرآیند تولید پلاستیک‌های مبتنی بر نفت، مختصراً می‌تواند موجب افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای شود که به گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی احتمالاً تأثیرگذار باشد.
6.تأثیرات سلامت انسانی:
برخی از مواد افزودنی مورد استفاده در تولید پلاستیکها ممکن است به محیط زیست و سلامت انسان آسیب برسانند. به عنوان مثال، برخی از مواد نرم‌کننده‌ها یا آنتی‌اکسیدان‌ها ممکن است به داخل مواد غذایی و آب شرب نفوذ کرده و سلامت انسان را تحت تأثیر قرار دهند