1. Opis procesów otrzymywania styrenu, jego zastosowanie w syntezie chemicznej oraz analiza ekonomiczna rynku.
Otrzymywanie styrenu:
Styren najczęściej otrzymywany jest w procesie katalitycznego odwodornienia etylobenzenu. Ogólny schemat procesu można przedstawić równaniem:
Podobnie styren można otrzymać w reakcjach utleniającego odwodornienia przy pomocy tlenu, chlorowców, związków siarki czy też nitrobenzenu.
Kolejnym procesem jest produkcja styrenu metodą Halcon. Jest to rzadko stosowana metoda, jednak bardzo atrakcyjna technologicznie i ekonomicznie, ponieważ oprócz styrenu w reakcji otrzymujemy tlenek propylenu, który, tak jak styren, jest związkiem pożądanym w przemyśle tworzyw sztucznych. Proces przebiega zgodnie ze schematem:
Styren może być również otrzymywany metodą stilbenową (Monsanto). Rozróżnić można dwa etapy tego procesu:
- Kondensacja i odwodornienie
- Kometateza
Zastosowanie w syntezie chemicznej:
Styren jest jednym z najważniejszych monomerów. Z jego wykorzystaniem powstaje wiele pożądanych na rynku tworzyw sztucznych.
Głównym kierunkiem przetwórstwa monomeru jest produkcja polistyrenu (PS), która pochłania nawet do 60-70% ogólnej produkcji styrenu:
PS jest częściowo przerabiany w EPS (ekspandowany polistyren), czyli styropian.
Kolejnym tworzywem otrzymywanym ze styrenu jest kopolimer z butadienem (SB) :
Styren wykorzystywany jest również do otrzymywania innych tworzyw sztucznych, np. ABS (kopolimer styrenu z akrylonitrylem szczepiony na polibutadienie), SAN (kopolimer styrenu z akrylonitrylem), oraz do produkcji kauczuków syntetycznych i modyfikowania nienasyconych żywic poliestrowych.
Analiza ekonomiczna rynku:
Produkcja styrenu jest ściśle związana z rynkiem tworzyw sztucznych, który na przestrzeni lat znacznie się rozwijał, a wraz z jego rozwojem rosło zapotrzebowanie na surowiec. Światowa roczna zdolność produkcyjna w 1968r. wynosiła około 2,5mln ton. Z biegiem czasu liczba ta systematycznie rosła, 12mln ton w 1992r., 22mln ton w 1997r., obecnie około 30mln ton. Największe zapotrzebowanie na styren wiąże się z produkcją polistyrenu, co widać na wykresie przedstawiającym globalne zużycie styrenu w 2008 roku:
W Polsce za produkcję styrenu odpowiada firma Synthos S.A. , która jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest jednym z wiodących producentów EPS w Europie. Polska to drugi najważniejszy rynek w Europie, a roczna konsumpcja EPS na poziomie 5,8 kg na osobę jest jedną z największych na naszym kontynencie. Jednak to co cechuje polski przemysł EPS, to fakt, że rynek dla specjalnych odmian polistyrenu jest dość słabo rozwinięty.
W Europie Centralnej produkcja polistyrenu wynosi ok. 250 tys. t/rok i rośnie średnio o 3 proc., w skali roku. Produkcja polistyrenu w naszym regionie nie jest jednak wystarczająca i znaczne ilości są importowane z Europy Zachodniej.