CC BY
135
УДК 656.073.00313: 678.742.2
А. С Залещенок*, А. Н. Кабанов, А. Ю. Белозерский
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл, д. 9 *e-mail: sasha92z1@mail.ru
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ
В данной статье рассмотрены технологии производства полиэтилена из вторичного сырья. Рассмотрены вопросы логистического управления производственным процессом. Проведен сравнительный анализ цен на российском рынке продуктов переработки полиэтилена. Построена логико-информационная модель основных технологических процессов переработки полиэтилена.
Ключевые слова: полиэтилен; отходы; вторичная переработка; полимер; агломерат.
Полиэтилен относится к классу полиолефиновых соединений, которые широко применяются в промышленности для изготовления большого ассортимента изделий и материалов: мягких и жестких пленок и пластин, кабелей и проводов, труб, тары и упаковки, конструкционно-строительных материалов,
изделий бытового назначения, мебели и мебельной фурнитуры и т.п.
Полиэтилен перерабатывается всеми известными для переработки пластмасс методами, такими как экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование.
Из вторично-переработанного полиэтилена низкого давления могут изготавливаться точно такие же изделия, как и из первичного [1].
Благодаря современным технологиям, сегодня стало возможным производить из отходов полиэтилена высококачественный полиэтилен высокого давления (ПВД) - вторичный материал, практически ни в чём не уступающий первичному по своим физическим и механическим свойствам. В производстве существуют разные способы вторичной переработки полиэтилена. Например, регенерация полиэтиленовой пленки, негодной по причине старения или брака, осуществляется методом экструдирования. Данная технология применяется только для рециркуляции пленки, в то время как жесткие отходы полиэтилена обрабатывают с применением специальных химических реагентов.
Основные этапы производства вторичного полиэтилена высокого давления:
На первом этапе производственного цикла собранные, отсортированные и очищенные от загрязнения отходы проходят предварительное измельчение.
Такое измельчение выполняется на дробилке, либо разрезанием на куски до 500-1000 мм.
На втором этапе отходы подвергаются агломерации, в ходе которой они дополнительно измельчаются самим агломератором, и за счет
повышения температуры превращаются в агломерат. Под агломератом понимают предварительно измельченные ножами агломератора куски пленки, спекшиеся в шарики неправильной формы под термическим воздействием.
Далее вторичный полиэтилен высокого давления в виде агломерата может быть сразу использована для производства пленки или направлена на гранулирование.
Следует отметить, что вторичный полиэтилен высокого давления после завершения эксплуатации, может быть подвергнут повторной переработке. Технологический процесс повторной переработки практически не отличается от обычной переработки первичного сырья. Однако некоторые изменения эксплуатационных свойств полиэтилена в ходе его постоянной круговой циркуляции все же возникает. Поэтому количество циклов переработки и типы производимых изделий рекомендуется всё же ограничивать.
Так, после первого цикла переработки вторичный ПВД сохраняет все свои первоначальные свойства и может применяться в качестве сырья для выпуска той же продукции, что и полиэтилен первичный. А материал, получаемый в результате дальнейшей переработки (рециркуляции) вторичного сырья, рекомендуется использовать там, где его физические и механические свойства не столь принципиальны (например, для упаковки стройматериалов) [2].
В процессе переработки многие пластиковые материалы теряют первоначальные свойства, что сокращает сферу их применения. В настоящее время практически не существует продукции на 100% изготовленной из переработанного пластика: при производстве вторичное сырье, как правило, добавляется в первичное. Переработка отходов полиэтилена не только экологически обоснована, но и экономически выгодна. На сегодняшний день существует множество перерабатывающих центров, которые производят
прием отходов полиэтилена и пластика для последующей переработки в гранулы для литья и эксткузии по достаточно высоким ценам. Например, отходы ПВД принимаются по цене 8 тыс. руб. за 1 тонну пленки. Стрейч-пленка принимается на переработку по 7000 руб/за 1т. Если учесть, сколько отходов полиэтилена вывозится на свалку, можно представить сколько денег можно было бы заработать, сдавая его в переработку. Кроме того, отходы полиэтиленового производства не подвергаются биологическому разложению, тем самым загрязняя окружающую среду.
При использовании технологий переработки отходов производства ПВД проблемы загрязнения окружающей среды не возникает, а отходы полностью устраняются. Переработка отходов полимерных материалов может быть реализована на непрерывной линии, которая включает в себя все необходимые агрегаты. Производительность такой линии составляет 300 кг/ч, установленная мощность 326 кВт, расход охлаждающей воды 2,5 м3/т, расход воды для отмывки пленки 5,5 м3/т, размеры гранул 4x4 мм. В качестве примера можно привести отечественную линию ЛПВ-2000 , выпускаемую в г. Пензе на заводе "Кузполимермаш", предназначена для комплексной подготовки к переработке кусковых и пленочных отходов полиэтилена. Производительность линии составляет 2000 т/год. Измельчение отходов производится в роторных измельчителях (ИПР-300 — для кусковых отходов, ИРНП-300-600 — для пленочных отходов). Измельченные отходы в виде пульпы поступают в шнековый промыватель, откуда отмытые отходы поступают в отжимное устройство и далее в вихревую сушилку, а затем в шнековый экструдер на грануляцию. Размер гранул, получаемых на этой линии, 2-5 мм. Стоит отметить, что вторичные гранулы полиэтилена ничем не отличаются от первичных и могут также использоваться в производстве не только пленки, но и других продуктов. Все это свидетельствует о том, производство такого сырья и последующая его продажа является отличной возможностью на долгий срок сохранить природные богатства, заменив их менее дорогим сырьем, таким как вторичный полиэтиленовый гранулят [3].
Логистическое управление производством полиэтилена из вторичного сырья включает в себя следующие логистические операции:
- сбор отходов (сырьевых материалов).
- разгрузка сырьевых материалов
- подготовка сырьевых материалов для технологического процесса;
- производство вторичного полиэтиленового гранулята;
- контроль качества гранулята;
- техническое обслуживание производственного оборудования;
- упаковывание готовой продукции;
- складирование готовой продукции и комплектующих деталей.
Кроме того, следует упомянуть о тенденциях ценообразования на вторичное и первичное сырье.
Стоимость пластиковых отходов варьируется в зависимости от их степени чистоты (мытые или нет), а также однородности (отходы могут представлять собой смесь различных полимеров). Также на цену влияет цветовой фактор: обычно отходы пластиков натурального цвета стоят дороже. Стоимость вторичного сырья определяется двумя факторами: - степенью переработки (может быть реализовано в виде агломерата, гранул, дробленки; наиболее дорогим является гранулированное сырье);
- цветом (натуральный, белый или цветной, наиболее дорогим является бесцветное сырье).
На российском рынке наблюдается значительное различие в стоимости между первичным и вторичным сырьем, а также пластиковыми отходами. Если взять в качестве отправной точки средний ценовой диапазон на пластиковые отходы, то получим следующий пропорциональный рост стоимости в зависимости от степени переработки продукции (табл.1).
Построим общую логико-информационную модель основных технологических процессов переработки полиэтилена (см. рис.1.), используя анализ основных технологических процессов [5].
Сбор сырьевого материала для технологического процесса переработки полиэтилена может происходить несколькими способами: на основе договора поставляемой компанией с предприятиями-потребителями полиэтилена. Также возможно заключение договоров с аутсориснговыми компаниями. После сбора происходит разгрузка сырьевых материалов. Исходное сырье требуется предварительно промыть в специальных промывочных машинах, входящих в комплект перерабатывающих линий. После промывки полиэтиленовые отходы попадают в так называемую дробилку, где они тщательно измельчаются. Следующий этап переработки полиэтилена - это обработка его в центрифуге, где происходит удаление лишней влаги, а также различных случайных твердых примесей (стекла, бумаги и т.п.). Далее происходит окончательная промывка вторичного полиэтиленового сырья.
Таблица 1
Сравнительный анализ цен на рынке переработки
Тип продукции Средний ценовой диапазон Сравнение цен
Полиэтилен
Отходы 10-30 кг/руб Исходная цена
Первичное сырье 25-40 кг/руб В 2 раза выше исходной цены отходов
Вторичное сырье 50-60 кг/руб В 1.5-2 раза выше цены на первичное сырье
Рис. 1. Логико-информационная модель основных технологических процессов переработки полиэтилена:
Сточные воды, образующиеся при этом, через специальные очистные сооружения удаляются, а полиэтилен поступает в специальную сушильную камеру, в которой сначала происходит механическая сушка, а затем - термическая обработка.
Таким образом, в результате переработки полиэтилена на выходе получается вторичное сырье, которое пригодно для повторного использования.
Переработка полиэтилена должна производиться с соблюдением определенного регламента и требований техники безопасности. В процессе переработки из полиэтилена не должны выделяться вредные вещества в пределах превышающих установленные нормы, так называемые предельно допустимые концентрации (ПДК). Полиэтилен низкого давления, из которого обычно изготавливаются пакеты, при нагревании свыше определенного предела.
Оборудование, необходимое для сбора полиэтиленовых отходов: автомобили для перевозки отходов, прессконтейнеры.
Организовывать свой автопарк, чтобы вывозить сырье с полигонов, необязательно. Можно договориться о сотрудничестве либо с компанией по грузоперевозкам, с коммунальными (частными) предприятиями, занимающимися вывозом мусора. Вопрос сбора также может быть решен путем организации пунктов сбора отходов. Здесь в определённом количестве концентрируются и сортируются собранные
отбросы, которые с определённой периодичностью вывозятся переработчиком.
Минимальный комплект оборудования для оснащения перерабатывающего цеха включает: сортировочную линию, дробилку, накопительный бункер, пресс, магнит и пр. Его стоимость колеблется от 1 500 000 до 2 500 000 млн. руб в зависимости от машин импортного или отечественного производства.
Вся информация о переработке отходов и производстве для анализа и расчета объемов производственных мощностей хранится и перерабатывается в ERP -системе.
Большая часть отходов на переработку поступает от потребителей. Отходы направляются сначала на склад, где сортируется, затем на линию переработки. Брак с линии переработки поступает обратно на склад, где заново проходит обработка; вторичный полиэтилен, прошедший контроль качества, отправляется на склад готовой продукции, куда также поступает полиэтилен из первичного сырья. Готовая продукция, которая может быть, повреждена на складе или во время перевозки покупателям, будет также возращена на склад.
Производство полиэтилена из вторичного сырья несомненно способствует улучшению экологической среды как на отдельном производстве, так и в целом. Несомненно, что создание безотходных производств — достаточно сложный и длительный процесс, требующий системы взаимосвязанных технологических, экономических, организационных и других задач
Залещенок Александр Сергеевич - студент 5-го курса кафедры Логистики и экономической информатики РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Кабанов Александр Николаевич - д.т.н., профессор кафедры Общей химической технологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Белозерский Андрей Юрьевич - д.э.н, профессор кафедры Логистики и экономической информатики РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов: Учебное пособие Автор/создатель: Клинков А.С., Беляев П.С., Соколов М.В.: 2005.
2. http://www.ksk-snab.ru/pvd-vtorichka.
3. Мантия Ф. Ла. Вторичная переработка пластмасс. - СПб.: Профессия, 2007. - 400 с.
4. http://www.cleandex.ru/articles/2010/05/24/plastic_waste_prices&sa 4.
5. Мешалкин В.П. Основы теории ресурсосберегающих интегрированных химико-технологических систем / В. П. Мешалкин, Л. Л. Товажнянский, П. А. Капустенко; Нац. техн. ун-т «Харковский политехнический ин-т». - Харьков: НГТУ «ХПИ», 2006.
Zaleschenok Alexandеr Sergeevich, Kabanov Alexandеr Nikolaevich, Belozerskiy Andrey Yur'evich*
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. *e-mail: sasha92z1@mail.ru
LOGISTIC FUNCTION EFFECTIVENESS ANALYSIS FOR PRODUCTION OF RECYCLED POLYETHYLENE
Abstract
This article describes the technologies for production of recycled polyethylene. The issues of the production processes logistical management are discussed. A comparative analysis of prices on the Russian market of polyethylene products processing has been done. Logical and information model of basic technological processes is constructed for processing polyethylene.
Key words: polyethylene, waste, recycling, polymer, agglomerate.
