Производство Полипропилена как бизнес: оборудование, технология изготовления

Производство полипропилена — одна из наиболее развитых отраслей промышленности в России. Материал применяется практически во всех сферах деятельности человека. Его используют при изготовлении тары и упаковочных изделий, пластиковой посуды и других предметов домашнего обихода, труб. Полипропилен активно применяют в медицине, автомобилестроении, строительстве, электротехнике и других областях. Причина широкого потребления обусловлена низкой себестоимостью, более легким способом утилизации, по сравнению с другими видами полимеров, а также химическими, физическими и механическими свойствами (устойчивость к агрессивным средам, низкое влагопоглощение, повышенная жесткость и другие). Все это создает радужные перспективы для сбыта полипропилена в качестве сырья для изготовления готовой продукции.

Содержание

Рынок полипропилена

Одна из причин стремительного роста потребления полипропилена — вытеснение других полимеров из сфер деятельности человека. Прежде всего, это касается ПВХ и полистирола, которые подвергаются нападкам со стороны экологических служб, поскольку являются токсичными. По этой же причине их утилизация усложняется. Полипропилен становится альтернативой данным материалам. Помимо этого, он на 100% подвергается вторичной переработке, что позволяет использовать его повторно для производства изделий.

В интервью с директором департамента аналитики группы CREON Л. Д. Огрель, которое она дала научно-практическому журналу «Полимерные материалы», отмечено: после 2013 года отмечается стабильный рост потребления полипропилена. Причиной, в частности, послужил ввод в строй двух заводов: «Полиом» (мощность — 180 тыс. тонн) и «Тобольск-Полимер» (500 000 тонн) в это время. По итогам прошлого года суммарные мощности по производству данного материала составили 5,44 млн. тонн — об этом сообщила Огрель.

У полипропилена нет определенной области применения, от которой находится в зависимости состояние всего рынка. Разносторонняя структура потребления позволяет выдерживать снижение спроса в одном сегменте, компенсируя ростом в другом.

Загрузка мощностей российских предприятий по производству полипропилена приблизилась к максимальной отметке. Излишки уходят на экспорт. Как утверждает Л. Д. Огрель, доля реализованного товара за рубеж составляет 25% от общего объема продаж. Одновременно наблюдается расширение марочной структуры.

Основное преимущество бизнеса, основанного на производстве полипропилена, заключается в высоком спросе на продукцию. Главный недостаток ― большая конкуренция. Прямые конкуренты ― мелкие фирмы по производству одного вида товара в ограниченных объемах. С крупнейшими поставщиками, такими как СИБУР, Borealis, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC и другими, конкурировать нет смысла.

Целевая аудитория — предприятия по изготовлению полипропиленовых изделий.

Описание полипропилена

Полипропилен — полупрозрачный гранулированный материал, не имеющий цвета и запаха. Отличается высокой степенью кристалличности. Устойчив к образованию трещин в результате устаревания, теплостойкий, обладает хорошими диэлектрическими показателями.

Гранулы имеют приблизительно одинаковый размер (2―5 мм), но встречаются также полипропиленовые частицы до 8 мм. Слипание материала между собой не является признаком брака, но допускается в количестве не более трех элементов.

Основные типы:

гомополимерный ― умеренно твердый и частично кристаллизующийся материал, состоит исключительно из пропилена;
сополимерный (рандом-сополимеры и блок-сополимеры) — получают путем сополимеризации этена и полимера;
смесь гомополимера и сополимера — отличается устойчивостью к ударам.

Первый тип наиболее распространенный, общего назначения. Применяется при изготовлении труб, упаковок, медицинских изделий и прочего.

Гомополимерные и сополимерные материалы обладают множеством одинаковых свойств, поэтому используются практически в аналогичных сферах деятельности.

Полипропилен классифицируется по маркам, что зависит от его свойств и способа получения. В России наиболее распространена следующая маркировка:

01003 — для производства труб, фитингов;
01030 — для изготовления детских игрушек, изделий технического и бытового назначения;
01250 — для создания тонкостенных игрушек методом скоростного литья;
1035-08 ― основа мононитей из текстиля и пленочных нитей.

В цифровом коде содержится определенная информация. Первая цифра — давление, используемое в процессе синтеза (2 ― низкое, 0 — среднее). Второе число ― тип полимера (3 — рандом-сополимер, 2 — блок-сополимер, 1 — гомопропилен). Оставшиеся цифры означают степень текучести, умноженную на 10.

Через тире могут указываться рецептуры стабилизации и окрашивания, но эти элементы не являются обязательными в маркировке. Например, цифровой код 21180-16, Т20 указывает не только на синтезирование при низком давлении для получения гомопропилена, степень текучести 18 г/10 мин, но и на 20-процентное содержание талька, наличие термостабилизирующей антикоррозийной добавки №16 (технические условия представлены в виде таблиц в ГОСТ 26996-86).

Также различают изотактический и атактический материал, что зависит от условий полимеризации и используемого типа катализатора. В первом случае все СН3 размещаются по одну сторону от атомов углевода, во втором — по разные. В промышленных целях чаще используется изотактический полимер. Он более теплостойкий, что обусловлено особенностями его структуры, не подвергается деформациям при термических воздействиях, размягчаясь только при температуре выше 145 градусов.

Краткое описание видов и свойств:

Технология производства полипропилена + Видео как делают

Исходный продукт для производства — пропилен (бесцветный горючий газ со слабым запахом), который получают методами крекинга и пиролиза нефтяных углеводородов. Согласно ГОСТ 25043-2013, необходим пропилен высшего сорта (С3Н6).

Закупка основного сырья осуществляется в баллонах или цистернах. Партия сопровождается документом, содержащим следующие данные о продукте:

наименование изготовителя, с указанием юридического адреса и товарного знака;
номер партии;
наименование продукта, сорт;
чистая масса (без учета веса емкостей);
дата изготовления;
результаты исследований;
обозначение действующего стандарта.

Производитель вправе вносить дополнительные данные.

Производство полипропилена осуществляется методом полимеризации с использованием катализаторов Циглера-Натта. Тепловой эффект составляет примерно 58,7 кДж/моль. Тепло отводится через рубашку аппарата и охлажденную воду. Использовать для этого специальные методы (циркуляцию, кипение и прочее) нет необходимости. Процесс полимеризации проводится в среде растворителя. Для этого применяется жидкий углеводород (гептан, бензин).

Этапы технологического процесса (производство изотактического продукта):

Приготовление катализаторного комплекса. В смесителе перемешиваются 5%-ный раствор диэтилалюминийхлорида в бензине и трихлорид титана. Затем смесь поступает в промежуточную емкость.
Полимеризация сырья (газа пропилена). Из промежуточной емкости смесь попадает в полимеризатор (емкость объемом 25 м³). Он оснащен якорной мешалкой, а также рубашкой для охлаждения и обогрева. В процессе перемешивания в полимеризатор также подаются жидкий пропилен, бензин и водород. Реакция в течение 6 часов осуществляется при температуре 70 градусов по Цельсию и давлении 1 МПа. Соотношение катализатора, пропилена и бензина составляет 9:100:225 соответственно (в массовых частях).
Удаление мономера, который не участвовал в реакции. Из полимеризатора взвесь попадает в следующую емкость (сборник). Там происходит удаление непрореагировавшего пропилена путем сдувки. Также добавляется бензин (10 массовых частей к 1 полимера). В центрифуге происходит обработка суспензии раствором изопропилового спирта на основе бензина (концентрация 25%). Отходы попадают в ловушку.
Разложение катализаторного комплекса. Осуществляется в отдельной емкости, куда подается раствор изопропилового спирта в бензине (фугат), подогретый до 60 градусов по Цельсию.
Промывка полученного продукта и удаление растворителя методом отжима. Материал поступает в очередной сборник, а затем ― центрифугу, где снова обрабатывается смесью спирта и бензина. Отходы снова попадают в ловушку.
Сушка и завершающая обработка. Основная часть поступает из центрифуги в емкость, откуда транспортируется на сушку, грануляцию и упаковку.
Регенерация растворителей, пропилена и промывных растворов с добавлением азота, возвращение в цикл.

Схема производства полипропилена — Фото: Кузнецов Е.В. «Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе», 1976, 12 стр.

Конечный продукт получают в виде порошка или гранул (при последующей обработке в грануляторе).

Требования к хранению и транспортировке готового полипропилена

Перед отправкой в точку сбыта готовую продукцию упаковывают в бумажные мешки (20―25 кг), состоящие из 4 или 5 слоев (ГОСТ 2226-2013) с внутренним вкладышем из полиэтилена. Также допускается расфасовка в полиэтиленовые мешки (согласно ГОСТу 17811-78). Головина прошивается при помощи специальной машины или ее заваривают.

При согласовании с потребителем, готовую продукцию можно упаковать в специальные мягкие контейнеры, предназначенные для сыпучих материалов. Такие емкости должны быть оснащены герметически закрывающимся карманом, куда вкладывают сопровождающую документацию, после чего устанавливают пломбу. На боковую грань контейнера наносят краской надпись «Полипропилен».

Полимер подлежит хранению в сухом затемненном помещении на расстоянии до 1 м от нагревательных приборов. Температура воздуха ― до 30 градусов по Цельсию. Гарантийный период хранения ― 3 года от даты изготовления.

Помещение

Производственный цех должен быть размещен на относительно удаленном расстоянии от жилого комплекса. И хотя технологический процесс не приводит к выделению в окружающую среду большого количества токсичных веществ, пропилен, использующихся в производстве, является воспламеняющимся газом, за счет чего предприятия по его переработке относят к категории опасных (Приложение 1 ФЗ-116 от 01.07.1997).

Для человека пропилен малоопасный (4 класс опасности). В воздухе рабочей зоны допускается его предельная концентрация, составляющая 100 мг/м. В нормальном состоянии газ не вступает в реакцию с водой и не образует токсические соединения в воздушной среде.

В производственных условиях необходимо соблюдать определенные меры безопасности:

герметизация оборудования;
отсутствие открытого огня;
отсутствие источников образования искр;
приточно-вытяжная вентиляция.

Электрическое оборудование и освещение должны находиться во взрывобезопасном исполнении. Трубопроводы и устройства заземлены.

Действия с пропиленом осуществляются с соблюдением санитарных норм, правил по технике безопасности, согласно требованиям, предъявленным к работе с горючими сжиженными газами и сосудами под давлением.

Готовый продукт при комнатной температуре не выделяет токсинов в окружающую среду, не вызывает отрицательных эффектов при контакте с кожей человека. Мелкая пыль при попадании в легкие в процессе дыхания может способствовать незначительным фиброзным изменениям, характеризующимся вялым течением.

Рабочие места организованы в соответствии с ГОСТ 12.2.003-91, 12.2.061-81. Относительная влажность помещения не менее 50%.

Площадь предприятия составляет около 450 м². Большая часть ― производственный цех. Другие рабочие зоны: офисы, склады под сырье и готовую продукцию, служебные комнаты с санузлом.

Оборудование и материалы для производства полипропилена

Для начала можно подключить одну производственную линию, а по мере расширения бизнеса дополнительно оборудовать еще несколько.

Таблица 1. Список оборудования и материалов.

Наименование	Стоимость, руб.
Полимеризатор 1000L	180 000
Смеситель катализаторного комплекса 100L	70 000
Холодильная установка Bitzer 4EC-6,2/12,5	91 200
Центрифуга GNLW363G (2 шт.)	6 400 000
Дополнительные емкости	200 000
Материалы и инструменты для работы	500 000
Мешки (1 000 шт.)	8 000
Дополнительное оборудование	4 000 000
Линия грануляции твердых отходов SJ 150/140 HM	2 334 177
Итого	13 783 377

Персонал

Предприятие может работать круглосуточно. Рабочие производственного цеха в таком случае будут работать по трем сменам.

Таблица 2. Расходы на оплату труда сотрудникам из расчета за месяц.

Должность	Оклад, руб.	Количество человек	Заработная плата, руб.
Директор	60000	1	60 000
Менеджер по поставкам сырья и сбыту готовой продукции	40 000	1	40 000
Технолог	40 000	2	80 000
Руководитель производственного цеха	35 000	3	105 000
Специалист на линии	30 000	15	450 000
Подсобный рабочий	20 000	10	200 000
Водитель	25 000	2	50 000
Бухгалтер	25 000	2	50 000
Уборщица	15 000	2	30 000
Итого			1 065 000

Юридическое оформление

Для легального ведения бизнеса потребуется зарегистрироваться в налоговой службе, получить сертификат и другие документы, согласно выбранному профилю. Согласно ст. 12 ФЗ-99 от 4.05.2011, производство полимера отсутствует в перечне видов деятельности, на которые требуется лицензия. Реализация готовой продукции осуществляется с использованием онлайн кассы.

Государственная регистрация

Оптимальный вариант регистрации ― ООО, АО.

Основной код ОКВЭД для данного вида деятельности:

20.16. Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах.

Дополнительные коды ОКВЭД:

52.10.2. Хранение и складирование жидких или газообразных грузов.
46.76.3. Торговля оптовая пластмассами и резиной в первичных формах.

С 01.01.2019 при направлении документации для госрегистрации в виде электронных документов, в том числе при помощи МФЦ и нотариуса, уплачивать госпошлину не нужно.

Стандарты и требования:

ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
ГОСТ 12.2.003-91. Система стандартов безопасности труда.
ГОСТ 12.2.061-81. Требования к безопасности на рабочих местах.
ГОСТ 12.4.011-89. Средства защиты работающих.
ГОСТ 12.0.230‒2007. Охрана труда.
ГОСТ 2.3.002‒2014. Безопасность труда.
СанПиН 2.2.4.548-96. Микроклимат в производственной зоне.
СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Защита от шума.
Противопожарная безопасность № 390 от 25.04.2012.

Сертификация

При оценке качества полимера выдается сертификат. Разрешительный документ гарантирует соответствие требованиям российского законодательства. Учитывается то, что из данного вида полимера производят множество разнообразных изделий, поэтому от его свойств зависят характеристики будущей продукции.

Согласно Постановлению Правительства РФ от 01.12.2009 N 982, полимеры не включены в единый перечень продуктов, подлежащих обязательной сертификации. Но этот документ повышает статус предприятия и гарантирует качество продукции.

Сертификаты выдаются специальными центрами, имеющими аккредитацию Роспотребнадзора.