LyondellBasell Industries ist eines der weltweit größten Unternehmen auf den Gebieten Polymere, Petrochemie und Kraftstoffe. Wir sind weltweit führend bei der Polyolefin-Technologie sowie der Herstellung und Vermarktung von Polyolefinen, ein Pionier bei Propylenoxid und Propylenderivaten und ein bedeutender Hersteller von Kraftstoffen und Raffinerieprodukten einschließlich Biokraftstoffen. Auf der Grundlage seiner Forschung und Entwicklung entwickelt LyondellBasell innovative Materialien und Technologien, die außerordentliche Werte für unsere Kunden schaffen und zur Herstellung von Produkten eingesetzt werden, die die Lebensqualität der Menschen in aller Welt verbessern. Die in Wesseling hergestellten Kunststoff-Granulate und –Pulver finden Anwendung in Trinkwasserrohren, Formteilen für Spritzgussverfahren, Haushaltsgegenständen wie Schüsseln und Eimern, Folien, Autoteilen und in der Medizin.
Die Kunst, Kunststoff zu produzieren
Eine Welt ohne Kunststoff – undenkbar! Ob weiche Fasern oder Rohrleitungen, Verpackungsfolien, Automobilteile oder Anwendungen im medizinischen Bereich: der Alleskönner auf Rohölbasis hat sich einen Stammplatz im täglichen Leben erobert und seine Einsatzgebiete wachsen weiter. Denn: Kunststoffe haben ein geringes Gewicht, sind sehr korrosionsbeständig, können leicht bearbeitet und verformt werden. Die Entwicklung ist noch lange nicht abgeschlossen – tagtäglich werden neue Anwendungen für den „Alleskönner“ Kunststoff erforscht und praxisreif entwickelt. Wie entsteht dieser Stoff, auf den niemand mehr verzichten kann?
Erdöl ist die Basis
Basis ist ein Rohstoff, den wir alle kennen: das Erdöl. In Raffinerien entsteht neben Benzin, Diesel und Schweröl auch Naphtha, ein Haupteinsatzstoff, der zur Kunststoffherstellung erforderlich ist. Naphtha ist ein Gemisch aus unterschiedlichen Kohlenwasserstoff-Ketten. Von der benachbarten Shell-Raffinerie, über Pipeline und zum Teil auch per Rheinschiff, wird der notwendige Einsatzstoff zum Basell-Standort Wesseling/Knapsack geliefert. Hier beginnt nun die erste Stufe, um aus einem Rohölprodukt Kunststoffe zu erzeugen.
Aus Monomeren…
Das Naphtha wird bei bis zu 850 Grad Celsius thermisch aufgebrochen, um die einzelnen "Bausteine" nutzen zu können. Im Fachjargon heißt dieser Vorgang "cracken" (engl. Crack = aufbrechen). In zwei großen Anlagen – der OM4 und der OM6 – den so genannten "Crackern" - werden die großen Molekülketten in kleinere gasförmige Moleküle getrennt. Dabei entstehen als Hauptprodukte Ethylen- und Propylen-Moleküle, die so genannten Monomere. Da ohne das „cracken“ an eine Kunststoffherstellung überhaupt nicht gedacht werden kann, werden die Cracker auch als "Herz" des Standortes“ bezeichnet.
... werden Polymere
Die Monomere werden in einem weiteren Verfahren zu langen Molekülketten unterschiedlicher Struktur, den so genannten Polymeren (Polypropylen und Polyethylen) wieder zusammengesetzt. Diesen Vorgang nennt man Polymerisation. Die verschiedenen Polymerisationsverfahren entscheiden mit über das jeweilige Kunststoffprodukt. So verzweigen sich die Monomer-Molekül-Ketten unter hohem Druck anders als bei niedrigem Druck. Dies hat Auswirkungen auf die Elastizität oder Festigkeit des produzierten Kunststoffs. Am Standort werden mehrere Verfahren zur Weiterverarbeitung von Propylen und Ethylen eingesetzt. Ziel bei der Polymerisation ist immer, die Struktur der Polypropylen-Molekülketten und der Polyethylen-Molekülketten so zu verändern, dass die gewünschten Produkteigenschaften erzielt werden.
Beispielhaft sollen drei Verfahren erläutert werden:
- das Spheripol-Verfahren zur Polymerisation von Propylen
- das Hostalen ACP-Verfahren zur Produktion von Polyethylen
- das Lupotech T-Verfahren zur Ethylen-Polymerisation bei hohem Druck.
Das Spheripol-Verfahren
Dieses Verfahren dient zur Herstellung von Polypropylen. Beim Spheripol Verfahren erfolgt die Polymerisation von flüssigem Propylen in zwei hintereinander geschalteten Doppel-Schlaufenreaktoren. Dem flüssigen Propylen werden kontinuierlich ein Katalysator sowie kleine Mengen Wasserstoff zugegeben. Die Reaktion läuft bei ca. 33 Bar Druck und bei Temperaturen von 70 bis 80 Grad Celsius ab. Nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von rund zwei Stunden wird das gebildete Polypropylen-Pulver nach der Aufarbeitung (Abtrennen von Propylen-Resten und -Trocknung) zur Weiterverarbeitung als Granulat ausgetragen.
Die im November 1991 mit einer Kapazität von 130.000 Tonnen pro Jahr gestartete Spheripol-Anlage in Knapsack hat heute eine Kapazität von 240.000 Tonnen pro Jahr.
Das Hostalen ACP-Verfahren
In Wesseling entstand mit der NSP1, eine der weltweit größten Polymerisations- Anlagen für die Herstellung von Polyethylen. Bei dieser Anlage, die auf der Hostalen ACP Technologie aufbaut, sind mehrere Reaktoren hintereinander geschaltet, in denen unter Hinzufügung eines Katalysators und von Comonomeren Polyethylen entsteht. Die im Herbst 2004 angefahrene Anlage erweitert die Kapazität am Standort um 320.000 Tonnen pro Jahr.
Das Lupotech T-Verfahren
Dieses Verfahren dient zur Herstellung von Polyethylen bei hohem Druck. Hier erfolgt die Reaktion in einer bis zu einem Kilometer langen Rohrschlange aus Spezialstahl. Der Innendurchmesser ist kaum mehr als daumendick, aber der Außendurchmesser der Rohrschlange erreicht eine Dicke von rund 10 cm. Dieses Rohr ist bei der Reaktion Temperaturen von rund 300 Grad Celsius und einem Druck von über 3.000 Bar ausgesetzt. Ein Vergleich: die Wasserleitung zu Hause verfügt über 3 Bar Druck.
Das bei diesem Verfahren gebildete Polyethylen verlässt als Schmelze die Rohrreaktoren und wird zur Weiterverarbeitung in Extruder geleitet. Die Kapazität nach diesem Verfahren in Wesseling beträgt 430.000 Tonnen pro Jahr.
Allen Verfahren gemeinsam ist, dass das produzierte Polypropylen bzw. Polyethylen nach der Polymerisation in einen Extruder geleitet wird. Dort wird der Kunststoff – wie in einem Fleischwolf – durch eine Lochplatte gedrückt. Heraus kommen dünne Propylen- bzw. Polyethylen-Stränge, die von rotierenden Messern in kleine Zylinder von wenigen Millimetern Länge, das Granulat, zerkleinert werden.
Weitere Technologien
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren gibt es am Standort mit der Schleifenreaktoranlage, zwei Gasphasen-Wirbelschichtanlagen und den gerührten Gasphasen weitere Technologien zur Polymerisation.
