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Proceso de producción del PVC

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Transcript of Proceso de producción del PVC

Proceso de producción del PVC
Antecedentes:
Los antecedentes de la industria del PVC se remontan al año de 1835, cuando Justus von Liebig descubrió el cloruro de vinilo al hacer reaccionar el di-cloro-etileno con el potasio. 

Tecnología de Procesos Químicos
1870-1890. Bauman descubrió de la polimerización del cloruro de vinilo por acción de la luz
En 1915, el alemán Fritz Klatte polimerizó el cloruro de vinilo mediante el uso de peróxidos orgánicos vía emulsión.
Hasta mediados de los años 1920´s, Waldo Semon, experimentó hasta encontrar la forma de hacerlo moldeable, dando inicio a la era de ese versátil termoplástico.
En 1926, el PVC comenzó a ser producido comercialmente en Alemania. En breve, los primeros productos, como impermeables y cortinas para baño inundaron el mercado.
1930- 1940. Desarrollo de la polimerización de PVC vía suspensión. Las plantas de PVC comenzaron a florecer en los EUA.
1940-1950. El PVC entró al sector automotriz y al sector médico.
En 1950 surge la industria de juguetes de PVC, los discos de acetato de vinilo y el uso del PVC en películas flexibles para empaque. Surge producción vía masa y en Argentina se lleva a cabo producción vía suspensión.
En 1960 los métodos para prolongar la durabilidad del vinilo abren las puertas para las aplicaciones de larga vida útil en el sector de la construcción. Las tuberías de PVC reemplazaron a sus predecesoras de asbesto-cemento.

1986. Entra en funcionamiento una moderna planta de PVC (INDUPA) en el Polo Petroquímico de Bahía Blanca.

2000. Se pone en marcha la ampliación de la fábrica de PVC (SOLVAY- INDUPA) en el Polo Petroquímico de Bahía Blanca, siendo actualmente la capacidad de producción de 210.000 ton/año.

Mercados y aspectos económicos.
La producción mundial de PVC supera actualmente las 36.5 millones de toneladas por año, las cuales, alrededor del 70% se destina a aplicaciones de larga vida útil. La demanda en Europa representa el 15% y la de Norte América el 14%. Como se logra observar en la tabla B1

Tabla B1 Demanda mundial de PVC

En Asia se está experimentando un crecimiento tanto en producción como en consumo, gracias al crecimiento de sus economías y la decisión de muchos fabricantes de ampliar o instalarse en estas zonas para aprovechar sus menores costes.

Para 2020 la demanda mundial estima que se situará en las 64,3 millones de toneladas, registrando un crecimiento medio anual de 6,9%.
El sector de la Construcción es el principal destino de la demanda mundial, representando en 2009 el 54,8% del PVC utilizado. La fabricación de envases también representa un importante sector para el PVC, alcanzando el 15,4% del total de la demanda.

Crecimiento de la Demanda Mundial del PVC vs. PIB

Crecimiento de la Capacidad Instalada (miles de toneladas)

Futuro del PVCen los Países Latinoamericanos
El PVC tendrá un rol más importante en ayudar a impulsar las economías de países latinoamericanos a partir de productos manufacturados para exportar.

Crecerá el uso del PVC como reemplazo de materiales convencionales en la construcción: revestimientos, divisiones, pisos, cubiertas.

México importa el 55.2% del consumo total de plásticos del cual el 8% corresponde a PVC y exporta el 33.6% de la producción local de la cual el PVC cubre el 2%

Tabla de plásticos y de consumo aparente tonelada por año

Oferta local suficiente, con problemas de abasto de monómero.
 56 % de la Producción se Exporta.
 Incremento de importación por eliminación de cuotas compensatorias.
 Precios al alza por escasez en Asia favorecen la exportación.
 Incremento de capacidad de transformación
 Construcción  Tubería biaxial  Conexiones
 Partes especiales  Consumo  Pieles sintéticas
 Películas  Láminas  Eléctrico Electrónico
 Cable y alambre

Descripción de tecnología utilizada, histórica y actualizada.
Métodos tecnológicos de conversión:
- Moldeo por soplado.
- Calandreado.
- Vaciado o “casting”.
- Recubrimiento o “coating”.
- Laminación.
- Moldeo por compresión.
- Granulación.

- Moldeo por inyección.
- Coinyección.
- Moldeo por reacción.
- Radiación.
- Plásticos reforzados.
- Pultrusión.
- Termoformado.
- Extrusión

Los extrusores comerciales tienen valores de D entre 1.5 y 8 pulgadas. (Algunos bajo pedido pueden llegar a medir hasta 20 pulgadas).
En cuanto a la longitud del gusano, el mínimo es de 6 diámetros, el más común, entre 18 y 30 diámetros, y los más largos, hasta de 45 diámetros.

El cañón o cilindro es un tubo de paredes gruesas cuya perforación interna se ha hecho con alta precisión. La tolerancia en un extrusor bien hecho debe ser de +/- 0.001 pulgadas. Este cañón debe soportar altas presiones (hasta 700kg/cm^2) sin sufrir deformaciones de más de 0.15%.

Los tornillos se diseñan de múltiples maneras, pero todos deben contar, por lo menos, con las 3 siguientes funciones:
(a) zona de alimentación
(b) zona de transición o mezclado.
(c) zona de medición, compresión y bombeo.

Tornillos, gusanos o husillos.

Principales operaciones de un extrusor:
- Preparación de premezclas.
- Perfiles.
- Tubería.
- Fibras y filamentos.
- Película.

Condiciones de operación.
- Temperaturas.
- Relación de soplado.
- Altura del cuello.

Reseña histórica del producto o proceso
Descripción de procesos de producción
OBTENCIÓN DEL CLORO MOLECULAR Cl2
Una de las principales materias primas utilizadas es el Cl2 ya que el policloruro de etileno se conforma en un 57% de este componente, el cual, se obtiene de la electrolisis de una industria de cloro-sosa.
En Primera instancia, se debe de tener una cámara de electrolisis donde tengamos los electrodos (catión y anión) en la cual se le agregara el Cloruro de sodio (NaCl)

El Segundo producto importante en el proceso de la producción del PVC es el Etileno...
Este producto es obtenido por medio del petróleo crudo
Muchas veces del petróleo se puede destilar sólo un bajo porcentaje de naftas. Para aumentar dicho porcentaje se utiliza el proceso de destilación secundaria o cracking.
Una vez que hemos conseguido todos los productos necesarios para producir el PVC, entraremos el proceso en si.
Petróleo  Proceso de refinería  Etileno =
C2H4


Sosa-Cloro  Electrolisis  Cloro molecular =
Cl2


Relaciones de consumo
El rendimiento del proceso es prácticamente del 100%.
1001kg MVC/Ton PVC

Consumos/Ton PVC
170kWh/Ton PVC
800kg vapor/Ton PVC

Evaluaciones económicas
Extrusión
Inyección
Costos de mantenimiento, administración, ventas.(US $)
Impacto ambiental, las desventajas de la aplicación del PVC
El cloruro de vinilo se evapora fácil y rápidamente.
Se degrada en cuestión de días.
Se puede disolver en agua en pequeñas cantidades.
Pequeñas partes del cloruro de vinilo se pueden acumular en plantas o animales que podrían ser consumidos.

Quemar PVC supone uno de los más grandes y graves peligros para el ser humano y el medio ambiente.
Una de las materias primas del PVC es el DCE, el cual es sumamente peligroso, es cancerígeno, induce defectos de nacimiento, daños en los riñones y otros órganos, hemorragias internas entre otros.
Altamente inflamable (produce cloruro de hidrógeno y fosgeno).
Genera VCM que es extremadamente toxico.
Explosivo.

Al entrar en contacto con fuego…
- Genera emisiones de metales pesados.
- Compuestos organoclorados (dioxinas)
HCl.
- Todo eso antes de que siquiera empiece a arder.

Daño en los seres humanos por su exposición:
Respirar niveles altos de cloruros de vinilo puede hacer que usted se sienta mareado o soñoliento. Respirar niveles muy altos puede hacer que usted se desmaye, mientras que respirar niveles exageradamente altos puede causarle la muerte.
Cambios en la estructura del hígado.
Daño a los nervios.
Problemas en el flujo de la sangre en las manos.
Dedos blancos y con dolor al frío.
Entumece piel y la enrojece, además, saldrán ampollas.

Recomendaciones para la salud pública.
Los niveles de cloruro de vinilo en aguas, alimentos y aire están regulados. La EPA requiere que la concentración de cloruro de vinilo en agua potable no exceda 0.002 miligramos por litro (mg/L) de agua.
La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha establecido un límite de (1ppm) en el ambiente de trabajo.
La Administración de Alimentos y Drogas (FDA) regula el nivel de cloruro de vinilo en varios plásticos.

RECICLADO MECÁNICO
Es el sistema más utilizado. Tenemos que considerar dos tipos de PVC, o sea, el procedente del proceso industrial o scrap (realizado desde las materias primas del material) y el procedente de los residuos sólidos urbanos (RSU). En ambos casos los residuos son seleccionados, molidos, reactivados de ser necesario, y transformados en nuevos productos. Lo que diferencia los dos tipos son las etapas necesarias hasta la obtención del producto reciclado como, por ejemplo, la necesidad de limpieza de los residuos que provienen del pos consumo antes de su transformación.

RECICLAJE QUÍMICO
Los residuos son sometidos a procesos químicos, bajo temperatura y presión para descomponerlos en productos más elementales como aceites y gases. Actualmente este proceso es aplicado sólo en países desarrollados, tales como Alemania y Japón.

RECICLAJE ENERGÉTICO
Consiste en la incineración controlada de los residuos, bajo condiciones técnicamente avanzadas, para la recuperación de la energía contenida en el material. Esta tecnología es aplicada en toda Europa, EUA y Asia, pero poco utilizada en América del Sur.
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