Polymerer

Status Sidste revision
Se arbejdsplan for kommende BREF-revisioner 2007

 

På denne side kan I læse en kort introduktion til BREF-dokumentet om produktion af polymerer. I kan få et indblik i, hvilke aktiviteter der er beskrevet i dokumentet, de væsentligste miljøpåvirkninger fra de forskellige aktiviteter og se eksempler på, hvad der ifølge BREF-dokumentet er de bedste tilgænge­lige teknik­ker inden for produktion af polymerer.

BREF-dokumentet fokuserer på industriel produktion af polymer og beskriver de aktiviteter, der er omfattet af IPPC-direktivets bilag 1, punkt 4.1: Fremstilling af organiske grundkemikalier, delpunkt:

b) iltholdige kulbrinter, som fx alkohol, aldehyder, ketoner, kulstofsyrer, estere, acetater, ethere, peroxider, resiner, epoxider.

h) plastmaterialer (polymerer, kunstfibre, cellulosederivater).

i) syntetisk gummi.

For anlæg til fremstilling af polymerer opstiller BREF-dokumentet ingen grænser for, hvilke anlæg der er omfattet af IPPC-direktivet, og hvilke der ikke er.

Dette BREF-dokumentet omfatter en enorm variation af producerede stoffer og forbindelser. Derfor beskriver dokumentet produktionen af polymerer udvalgt ud fra produktionsvolumen og potentielle miljøeffekter og tilgængeligheden af data. Derudover beskrives de miljømæssigt relevante enhedsprocesser og enhedsoperationer kombineret med beskrivelsen af det typiske produktionslayout på disse anlæg.

Produkter, som bl.a. er omfattet af dette BREF-dokument, er polyolefiner, polystyren, polyvinylklorid (PVC), umættede polyestere, emulgeret polymeriseret styren butadien gummi (ESBR), opløst polymeriseret gummi indeholdende butadien, polyamider, polyethylenterephthalatfibre og viskosefibre.

BREF-dokumentet har ikke til hensigt at erstatte en lærebog i ”grøn kemi” og vejleder alene om procesdesign, procesmodifikationer og styring af uundgåelige affaldsstrømme.

Viderebearbejdning af polymerer til slutprodukter er ikke omfattet af dette BREF-dokument. Dog er forarbejdningsteknikker så som produktion af fibre medtaget, når de teknisk er forbundet med produktionen af polymerer.

Spildevands- og luftrensning i relation til specifik anvendelse i polymersektoren er også medtaget i dokumentet. I Spildevands. og luftrensning BREF (4,1 MB) kan producenter af polymerer finde yderligere inspiration.

Nedenfor introduceres BREF-dokumentet kort. For en mere uddybende beskriv­­­else af de forskellige aktiviteter, herunder teknikker, emissioner, mv., henvises til PDF-fil af det danske resume eller hele BREF-dokumentet på engelsk (315 sider/4,0 MB).

Produktion af polymerer

Virksomheder, der producerer polymerer, producerer en lang række forskellige basisprodukter, som varierer fra forbrugsvarer til højværdiprodukter. Disse produceres både som batch produktion og som kontinuerlige processer. Produktionskapaciteten varierer fra 10.000 tons til 30.000 tons pr. år.

Basispolymererne sælges til videreforarbejdning og indgår i en lang række færdigprodukter.

Kemien i produktionen af polymerer består af tre basisreaktioner, polymerisering, polykondensation og polyaddition, så antallet af produktionstrin er ofte relativt få. De omfatter forberedelse, selve den kemiske reaktion og adskillelsen af produkter. Ofte er det nødvendigt at bruge processer som køling, opvarmning, vakuum og tryk. Det uundgåelige affald genvindes, behandles eller bortskaffes.

Miljøpåvirkninger

De centrale miljøpåvirkninger fra polymerproduktionen er emissionen af VOC, spildevand som kan have et højt indhold af organisk stof, store mængder brugte opløsningsmidler, ikke genanvendeligt affald og energiforbruget.

På grund af den store variation af produkter inden for denne sektor kan dette BREF-dokument ikke fremstille et fuldstændigt overblik over udslippene fra polymerproduktionen. Dog præsenteres emissions- og forbrugsdata fra en bred vifte af eksisterende produktionsanlæg.

Eksempler på BAT

Nedenfor er givet eksempler på de BAT konklusioner, som præsenteres i BREF-dokumentet.

BREF-dokumentet præsenterer bedste tilgængelige teknikker på to niveauer:

  1. Generelle BAT som kan anvendes i hele sektoren.
  2. Specifikke BAT som er særligt relevante for specifikke typer af polymerer.

Generelle BAT

De generelle BAT, som kan anvendes af hele polymerindustrien, er mange, og her er kun nævnt et udvalg. De er blandt andet at:

  • reducere flygtige emissioner ved hjælp af avanceret udstyr så som magnetiske drevne pumper, kompressorer og agitators og lukkede opsamlingssystemer,
  • gennemføre vurderings- og måleprogrammer for tab af flygtige stoffer,
  • reducere støvemissionen,
  • minimere produktionsopstart og stop for at reducere forbrug og spidsemissioner,
  • forebygge vandforurening ved hjælp af hensigtsmæssig rørdesign og -materialer,
  • bruge separate opsamlingssystemer til afløb og spildevand,
  • bruge afbrændingssystemer til at behandle ikke-kontinuerlige emissioner fra reaktorsystemerne,
  • bruge kraft og damp fra kraftvarmeværker,
  • genvinde reaktionsvarme,
  • genanvende affald,
  • behandle spildevand effektivt.

Produktion af polyolefiner (polyethylen og polypropylen)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • opsamle monomerer fra stempelkompressorer og genanvende disse eller sende dem til termisk oxidation,
  • bruge lukkede (closed loop) kølesystemer,
  • styre reaktionen med den højest mulige polymerkoncentration, hvorved energieffektiviteten bliver optimeret,
  • behandle luftemissioner fra afgasningssiloer,
  • bruge lukkede (closed loop) nitrogen rensesystemer,
  • optimere stripningsprocesser og genanvende monomerer fra disse processer,
  • kondensere opløsninger.

Produktion af polystyren

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • reducere og kontrollere emissioner fra lagre ved fx at installere flydedæk og kondensatorer eller minimere niveauvariationen,
  • opsamle og behandle udsugningsluft fra granulering,
  • reducere emissioner fra opløsningssystemer i HIPS processer ved fx at bruge cykloner til at opdele lufttransport, kondensatorer eller pumpesystemer med høje koncentrationer.

Produktion af polyvinylklorid (PVC)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • bruge hensigtsmæssige oplagringsfaciliteter til monomert vinylkloridråvarer, som er designet og vedligeholdt til at forebygge utætheder, som kan skabe luft-, jord- og vandforurening,
  • minimere rester af monomert vinylkloridemissioner fra reaktorer ved at reducere antallet af reaktoråbninger, rense og rengøre reaktoren med vand, aftappe flydende indhold til lukkede beholdere eller skylle reaktoren med inert gas for at fjerne rester af monomert vinylklorid,
  • behandle spildevand med en kombination af stripning, flokkulering eller biologisk behandling,
  • forebygge støvemissioner fra tørre processer med cykloner og posefiltre,
  • behandle emissioner af monomert vinylklorid fra genvindingssystemer ved adsorption, absorption, katalytisk oxidation eller forbrænding,
  • forebygge og kontrollere flygtige emissioner af monomert vinylklorid fra udstyrssamlinger og pakninger,
  • forebygge tilfældige og uheldsbetingede emissioner afmonomert vinylklorid fra polymeriseringsreaktorer ved brug af forskellige kontrolsystemer og beredskabsforanstaltninger.

Produktion af umættede polyestere

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • behandle røggasser ved fx termisk oxidation, aktivt kul, eller glykolskrubbere,
  • varmebehandle spildevand.

Produktion af emulgeret polymeriseret styren butadien gummi (ESBR)

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • designe og vedligeholde oplagringsfaciliteter og tanke for at forebygge utætheder, som kan skabe luft-, jord- og vandforurening,
  • kontrollere og minimere diffuse og flygtige emissioner ved blandt andet forebyggende vedligeholdelse, genanvendelse af vand og biologisk behandling af spildevand samt minimering af voluminet af farligt affald.

Produktion af opløst polymeriseret gummi indeholdende butadien

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • fjerne opløsningsmidler fra produktet ved hjælp af afdunstning og/eller stripning.

Produktion af polyamider

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • behandle røggasser ved hjælp af vådskrubbere.

Produktion af polyethylenterephthalatfibre

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • anvende spildevandsbehandling med genanvendelse og/eller stripning, før spildevandet sendes til spildevandsanlæg.

Produktion af viskose fibre

Bedste tilgænge­lige teknik­ker er blandt andet at:

  • anvende egne spindemaskine,
  • kondensere udsugningsluft for at genvinde CS 2 og sende det tilbage til processen,
  • genvinde CS 2 fra udsugningsluften ved hjælp af adsorption på aktivt kul,
  • anvende afsvovling af udsugningsluft baseret på katalytisk oxidation med svovlsyreproduktion,
  • genvinde sulfat fra spindebade,
  • fjernelse af sulfat som Na 2 SO 4 fra spildevand,
  • minimere zink fra spildevandet ved alkalisk bundfældning med efterfølgende sulfidudfældning,
  • bruge anaerobiske sulfat reduktionsteknikker.

Ovenstående oplistning af eksempler på BAT er udførligt beskrevet i BREF-dokumentet. Do wnload nedenstående materiale, hvis I vil vide mere om BAT inden for området: