Convertir el gas natural en plástico

Diversas posibilidades poliméricas

El término «plástico» sugiere un material, pero en realidad hay cientos de polímeros plásticos diferentes. La polimerización ocurre cuando una reacción química hace que las moléculas reaccionen juntas para formar cadenas de polímeros. Estas cadenas de polímeros pueden diseñarse para controlar las propiedades físicas específicas de la resina plástica resultante, lo que permite que el producto se pueda diseñar para numerosos usos.
Por ejemplo, algunos productos plásticos pueden requerir fuerza adicional, algunos requieren máxima flexibilidad y otros deben ser resistentes a los disolventes. Todos estos requisitos pueden tenerse en consideración en los polímeros que se usan en los procesos.
 

Orígenes, etiquetas y procesos de producción

Los polietilenos pueden ser etiquetados como polietilenos de baja o alta densidad (LDPE o HDPE) u otras designaciones que pueden verse en el fondo de los contenedores domésticos. Rara vez pasamos un día sin entrar en contacto con artículos de plástico.
Lo vemos por todas partes: desde envases de alimentos, equipos médicos, muebles y vehículos, hasta juguetes, ordenadores y ropa. Pero la mayoría de la gente no se da cuenta de que el gas natural es donde comienza una gran parte de la producción del plástico.
La primera parada en la conversión de gas natural a plástico es la planta de craqueo. El crackers convierten la nafta, un producto crudo a base de petróleo, o el etano, un líquido de gas natural, en etileno, un punto de partida para una variedad de productos químicos.
 

De los orígenes naturales a la polimerización: el viaje del etano al polietileno

El etano se forma de la misma manera que se generan otros hidrocarburos (por ejemplo, petróleo y gas). Hace cientos de millones de años, material orgánico como el plancton cayó al fondo de un lecho marino.
Con el tiempo, se quedó atrapado en sedimentos en un ambiente anóxico (careciendo de oxígeno para descomponer estos materiales orgánicos por completo). La presión y la temperatura convirtieron estos materiales en hidrocarburos. Estas formaciones portadoras de hidrocarburos maduraron a diferentes velocidades, incluso dentro de la misma formación, dependiendo de la temperatura, el tiempo y la presión. Dentro de una formación, una zona puede producir petróleo, otra zona puede producir gas natural «húmedo» (gas natural mezclado con líquidos de gas natural) y otra zona solo gas «seco» (metano casi puro).
El etano, como todos los GNL, es un líquido subterráneo pero se convierte en un gas bajo presiones y temperaturas superficiales estándar. El etano se separa del flujo de gas en una instalación de procesamiento donde se aplican diferentes presiones y temperaturas para extraer cada uno de los gases por separado. La desetanización se produce cuando se alcanza el punto de ebullición del etano, convirtiéndolo en gas.
El etano puro (al menos 90 % de etano, pero generalmente más alto) luego viaja en una tubería a su destino, una planta de craqueo de etano. En la planta de craqueo, que tiene acceso a una gran fuente de energía, el etano se calienta a unos 815 grados Celsius. Este proceso se denomina craqueo porque la energía térmica se utiliza para romper o craquear/agrietar moléculas para formar moléculas nuevas.
A esa temperatura, las moléculas de etano (C2H6) pierden dos moléculas de hidrógeno, que se separan para formar una molécula de hidrógeno estable y separada (H2), dejando moléculas que son aproximadamente el 80 % de etileno (C2H4).
El etileno formado en el proceso de craqueo luego se transporta por tubería a otra planta para ser convertido en productos de craqueo de etano utilizables, el más común de los cuales es el polietileno.
En este punto, el etileno sigue siendo un gas y necesita presión y un catalizador para convertirse en Polietileno resina. El proceso mediante el cual el polietileno se hace del etileno se conoce como polimerización.



Créditos: Daniel Brockett