petrokemijski proizvodi, pretežno organske, a manjim dijelom i anorganske kemikalije koje se proizvode iz nafte i zemnoga (prirodnog) plina, odn. njihovih prerađevina; nazivaju se i petrokemikalije. U širem smislu, petrokemijski proizvodi uključuju i polimere, te proizvode dobivene iz ugljena i biomase. Za razliku od → naftnih derivata koji su jednostavnije do vrlo složene smjese, petrokemijski su proizvodi uglavnom čiste tvari. (→ nafta, → prirodni plin)

Vrste i proizvodnja

Najznačajniji anorganski petrokemijski proizvodi su amonijak i sintezni plin (vodeni plin; smjesa vodika i ugljikova monoksida), a organski urea, metanol, α-olefini (etilen, propilen, buteni, butadien), benzen, toluen, ksileni. Iz tih temeljnih petrokemikalija proizvodi se veliki broj međuproizvoda, poput formaldehida, octene kiseline, acetaldehida, vinil-klorida, etilen-oksida, etilen-glikola, etanola, etil-benzena, akrilonitrila, izopropanola (2-propanola), propilen-oksida, izopropil-benzena, anhidrida maleinske kiseline, kloroprena, cikloheksana, stirena, fenola, anilina, izocijanata, tereftalne kiseline i dr. Konačni su proizvodi koji se dobivaju iz petrokemikalija najčešće → plastika i → guma (polimeri), ali i → lijekovi, → deterdženti, → pesticidi i insekticidi, → eksplozivi, otapala (npr. za → boje i lakove) itd. Temeljno je obilježje petrokemijske proizvodnje velik broj proizvoda dobiven od malog broja početnih sirovina. Tako se od samo nekoliko ugljikovodika nafte odn. prirodnoga plina, nižih alkena (etilena, propilena, butena), diolefina (butadiena, izoprena) i aromatskih ugljikovodika (benzena, toluena, ksilena) dobiva više tisuća kemijskih proizvoda.

Danas je najvažniji petrokemijski proces parno krekiranje (piroliza ugljikovodika – najčešće primarnoga benzina ili etana), kojim se dobivaju olefini (etilen i dr.) i pirolitički benzin bogat osnovnim aromatskim ugljikovodicima (benzen, toluen, ksilen). S obzirom na to da u petrokemijskoj industriji veći obujam (kapacitet) proizvodnje daje manju cijenu proizvoda, uobičajeno postrojenje za parno krekiranje ima godišnji kapacitet milijun tona, što podrazumijeva deset pirolitičkih peći (svaka kapaciteta 100 000 t etilena). Zbog iznimne važnosti etilena, njegove velike proizvodnje (svjetski proizvodni kapaciteti 2020. bili su veći od 200 milijuna tona) i velikog broja proizvoda koji se iz njega dobivaju, mnogi ga nazivaju »kraljem petrokemikalija«. Uz osnovne petrokemikalije, olefine i aromatske ugljikovodike, danas postoji težnja razvoja novih procesa i sve veće uporabe sinteznoga plina, metana i drugih alkana kao ishodišnih sirovinskih komponenti (reakcijama parcijalne oksidacije metana, dehidroaromatizacije metana te oksidacijskog i neoksidacijskog spajanja metana u više ugljikovodike).













Razvoj

U svojim začetcima organska kemijska industrija, temeljila se na etinu (acetilenu) i Reppeovim sintezama. Moderna petrokemijska proizvodnja počela je 1920-ih, kada je u SAD-u izgrađeno postrojenje za proizvodnju izopropanola, glikola i acetona od propilena, odn. drugih alkena, tada sporednih proizvoda naftnih rafinerija. Prvo postrojenje za proizvodnju izopropanola reakcijom propilena i vode izgrađeno je 1922. također u SAD-u (Standard Oil Co. of New Jersey), što je prvi primjer industrijske petrokemijske proizvodnje. Već 1923. u njemačkoj je tvornici Leunawerke razvijena proizvodnja metanola i formaldehida iz zemnoga plina, preko sinteznoga plina. Tijekom II. svj. rata došlo je do naglog razvoja petrokemijske proizvodnje i potrebe za petrokemikalijama (proizvodnja eksploziva trinitrotoluena, spojeva za poboljšanje kvalitete zrakoplovnog benzina, sintetskog kaučuka i drugih polimernih materijala). Na temelju izgrađenih velikih proizvodnih kapaciteta nastavljen je razvoj petrokemijskih procesa i proizvoda i nakon rata, vrlo dinamičan u razdoblju 1950–70. Već se 1960. više od 60% organskih kemijskih proizvoda dobivalo na temelju naftnih i petrokemijskih sirovina i procesa, a danas je to više od 98%. Svjetska proizvodnja petrokemijskih proizvoda porasla je s tri milijuna tona (1950) na više od 40 milijuna tona (1960), na što su izravno utjecale i tadašnje niske cijene nafte i prirodnoga plina. Znatno su povećani kapaciteti proizvodnje etilena i drugih α-olefina postupcima pirolize i dehidrogenacije etana i ugljikovodika iz primarnog benzina, a zatim stirena, butadiena, sintetičkog kaučuka i polietilena. U svijetu se 2010-ih proizvodilo više od 750 milijuna tona petrokemijskih proizvoda na godinu.

Petrokemijski proizvodi u Hrvatskoj

Razvoj hrvatske petrokemijske industrije započeo je odmah nakon II. svj. rata manjom proizvodnjom nekoliko vrsta plastičnih materijala od uvoznih sirovina (ponajprije fenolformaldehidnih polimera) u zagrebačkom poduzeću → Chromos (osnovano 1920. pod nazivom Moster, nakon 1945. poslovalo je pod imenom Chromos, 1964. pripojilo je poduzeća Katran osnovano 1890. i Kutrilin osnovano 1930). Slijedila je izgradnja postrojenja za proizvodnju monomera vinil-klorida na temelju acetilena, kao i postrojenja za proizvodnju poli(vinil-klorida) (PVC) postupcima emulzijske polimerizacije 1950. i suspenzijske polimerizacije 1960. u tvornici → Jugovinil u Kaštel Sućurcu (od 1991. Adriachem). Proizvodnja vinil-klorida prestala je 1975., emulzijskoga PVC-a 1995., a 2000. i suspenzijskoga PVC-a (godišnji kapacitet 65 000 t).







Prvi cjeloviti hrvatski petrokemijski kompleks, Organska kemijska industrija (OKI) Zagreb osnovana 1959., započeo je proizvodnju 1963. Procesom pirolize benzina dobiveni su etilen, propilen i C4-ugljikovodici, a posebnim postupcima kumen, fenol, aceton i stiren. Visokotlačnom polimerizacijom etilena proizveden je polietilen niske gustoće (PE-LD), a postupkom polimerizacije stirena u suspenziji proizveden je polistiren. Slijedila je izgradnja novih pogona za proizvodnju polistirena (PS) te kopolimera stirena s polibutadienom povećane udarne čvrstoće (PS-HI) postupkom polimerizacije u masi (godišnji kapacitet 70 000 t). Udruživši se sa zagrebačkim poduzećem → INA-om, od 1976. tvornica je poslovala pod nazivom INA – OKI. Potom su i u drugim tadašnjim sastavnicama INA-e izgrađeni pogoni za proizvodnju petrokemijskih proizvoda. U sklopu zagrebačkog INA – Naftaplina pokrenut je 1983. pogon za proizvodnju etilena pirolizom etana kapaciteta 90 000 t na godinu. Važan napredak u hrvatskoj petrokemijskoj industriji učinjen je 1984. izgradnjom DINA Petrokemije u Omišlju na Krku (zajedničko ulaganje poduzeća INA i Dow Chemical, koji se ubrzo povukao), početkom proizvodnje vinil-klorida (200 000 t godišnje) i polietilena niske gustoće (90 000 t godišnje) te pripreme infrastrukture za pogon poli(vinil-klorida) (120 000 t godišnje). Od 1999. zagrebački i omišaljski pogoni posluju u sklopu grupe → DIOKI. Aromatski ugljikovodici, benzen, toluen i ksileni proizvodili su se u rafinerijama poduzeća INA u Rijeci i Sisku. Sve su navedene proizvodnje do danas obustavljene.







Najveća današnja postrojenja anorganske petrokemije u sastavu su poduzeća → Petrokemija iz Kutine (u Kutini od 1938., proizvodi dušična gnojiva od 1968). U njima se proizvode amonijak (450 000 t godišnje) i urea (400 000 t godišnje), kao temeljne sirovine za proizvodnju mineralnih gnojiva (kapacitet 1,35 milijuna tona godišnje). Vodik za proizvodnju amonijaka dobiva se parnim reformiranjem metana iz prirodnoga (zemnog) plina, a dušik se dobiva iz zraka.













Visoko školstvo, znanost i udruge

Petrokemijski procesi i proizvodi studiraju se na → Fakultetu kemijskog inženjerstva i tehnologije u Zagrebu (Zavod za tehnologiju nafte i petrokemiju) te na → Kemijsko-tehnološkome fakultetu u Splitu. Udruga koja, među ostalima, okuplja stručnjake i znanstvenike iz područja petrokemijske i organske kemijske industrije je → Hrvatsko društvo kemijskih inženjera i tehnologa (osnovano 1912), koje izdaje i stručno-znanstveni časopis → Kemija u industriji od 1952.