Нефтехим. Что и как анализируют в лабораториях предприятия?

совместный проект компании Сибур и Томского обзора

Всё о Томскнефтехиме

Как работает крупнейшее нефтехимическое предприятие Сибири

Томское предприятие СИБУРа «Томскнефтехим» — крупный производитель полимеров и социально ответственное предприятие. Экологическая безопасность и снижение воздействия на окружающую среду является одним из главных приоритетов в его работе, как и для других томских предприятий: НИОСТ и «Биаксплен Т».

Покупая любую продукцию, будь то косметика, игрушки или продукты питания, мы хотим быть уверены в ее качестве и безопасности. А это зависит в том числе и от качества сырья, из которого сделаны эти товары, и упаковки, которая сохраняет их полезные свойства.

Мы уже рассказывали о том, какую продукцию производят из томских полимеров. А сегодня мы узнаем о том, как проверяется качество выпускаемых на «Томскнефтехиме» гранул полиэтилена и полипропилена, и кто следит за тем, чтобы предприятие работало безопасно для окружающей среды. И то и другое — задача аккредитованной Росаккредитацией Центральной заводской лаборатории.

Исторически лаборатории создавались отдельно на каждом производстве по мере их введения в эксплуатацию. Каждая лаборатория обладает своей спецификой, так как работает с разными материалами для анализа: в лаборатории производств мономеров анализируют качество технической воды, сырья поступающего на предприятие для дальнейшей переработки, продукцию производства — этилен и пропилен. В лабораториях полимерных производств проверяют качество гранул полиэтилена и полипропилена, тестируя образцы продукции из них с помощью современного оборудования.

— Сегодня мы переходим на новый уровень эффективности, объединяя все лаборатории в одном здании, — говорит начальник Центральной заводской лаборатории «Томскнефтехима» Юлия Багичева. Она занимает эту должность с декабря 2019 года, за 17 лет пройдя карьерный путь с должности простого лаборанта. — Это позволит лаборантам освоить все имеющиеся у нас методы анализа — хроматографический, физико-механический, механический, объединить оборудование, обмениваться опытом и выполнять больше заявок от производств, став, по сути, универсальными специалистами.

Полипропилен — один из основных и очень популярных продуктов «Томскнефтехима». Предприятие выпускает множество марок полипропилена, каждая из которых обладает определенными свойствами и характеристиками, точно определить которые могут как раз в лаборатории.

— В среднем за смену в лаборатории производства полипропилена производят порядка ста пятидесяти разнообразных испытаний, за сутки около трехсот. Но когда производство выпускает новые марки полипропилена, меняет технологические режимы, вводит новые реагенты, загрузка лаборатории максимальна, — уточняет начальник лаборатории производства полипропилена Татьяна Сергеева. — Результаты испытаний используют при паспортизации партии продукции и предоставляют клиенту как основные показатели качества, по которым он выбирает продукт, наиболее подходящий для дальнейшей переработки.

— Чтобы создать именно такую марку, которая необходима клиенту, технологи обращаются к нам с заявкой на испытание, а уже по нему ориентируются и ведут технологический процесс, — говорит Юлия Багичева. — Мы всегда слышим голос заказчика и стараемся на него реагировать.

Полимерная продукция «Томскнефтехима» выпускается в виде гранул. Для проведения физико-механических испытаний из них нужно изготовить образцы определенных типов и размеров. Одно из испытаний — определение ударной вязкости по Изоду. Оно позволяет оценить ударную прочность материала, что особенно важно для полипропилена трубных марок.

Для полипропилена трубных марок также важно знать его упругость при изгибе. Определяется она другим методом. Если при испытании на ударную вязкость образец подвергается сильному мгновенному удару, то исследование на упругость при изгибе не так эффектно. Медленно-медленно, почти незаметно глазу, опускается стальной цилиндрик и останавливается, только коснувшись полимерной пластинки. Но оказывается, что он уже прогнул образец на 1 миллиметр и определил все, что было нужно.

Прибор называемый пластометр определяет показатель текучести расплава - один из основных и для полипропилена, и для полиэтилена. В экструзионную камеру прибора помещаются гранулы полимера, которые в течение 7 минут плавятся при определенной температуре и давлении. Расплавленный полимер истекает через специальный капилляр, а прибор автоматически считывает его характеристики и передает в систему ЛИМС.

— В основном, приборный парк у нас полуавтоматический, — говорит начальник Центральной заводской лаборатории. — Роль лаборанта заключается в правильной подготовке образцов и их установке, а также выборе программы испытаний. В дальнейшем, если материал ведет себя стандартно, участие человека может и не потребоваться, но если возникают нестандартные ситуации, то персонал садится за компьютер, смотрит график, анализирует и обрабатывает результат.

Итоги всех испытаний интегрируются в единую автоматическую систему ЛИМС, и там будет проводится расчёт результатов испытания — тоже автоматически.

Лаборатория производства полиэтилена находится непосредственно на его производстве. Несмотря на то, что по своим химическим свойствам полипропилен и полиэтилен близки, испытания, которым они подвергаются, несколько отличаются друг от друга.

— Испытания начинаются с осмотра гранул на листе белой бумаги, — говорит начальник лаборатории производства полиэтилена Елена Крайнова. — Все они должны быть примерно одного размера и цвета — белые, полупрозрачные. Если среди них попадаются желтые или сероватые гранулы — сероокисленные — даже в очень небольшом количестве до 0,1%, то продукция не может быть отнесена к высшему или первому сорту. Хотя это бывает очень редко.

Теперь необходимо проверить внешний вид пленки, и ее качество тоже определяется визуально. Многие испытания здесь производятся буквально на глаз — по ГОСТу. И это требует от лаборанта большого опыта и высокой квалификации.

Прямо в лаборатории на специальном экструдере происходит изготовление пленочного рукава. Лаборант отрезает от рулона определенный кусок и растягивает пленку на специальном приспособлении, чтобы просмотреть ее в развернутом виде на наличие «непроплавов» или посторонних включений. После этого выдает заключение, соответствует ли пленка ГОСТу для данной марки полиэтилена.

Визуальный осмотр пленки лаборантом — требование ГОСТа 1977 года, когда это была единственная доступная технология. Предприятие готово проводить испытания пленки с помощью современного оборудования — поточного анализатора, однако ГОСТ, который позволял бы это делать, еще не принят и находится в стадии согласования.

Для некоторых физико-механических испытаний полиэтилена требуется не пленка, а пластины. Их также изготавливают на специальном прессе, а затем еще и кондиционируют.

— Раньше мы создавали нужные нам условия с помощью кондиционера и увлажнителя, а потом закупили специальную камеру и теперь мы туда спокойно кладем образцы, выставляем нужные параметры, и они у нас определенное время здесь кондиционируются, — говорит Елена Крайнова.

Со временем лаборатория производства полиэтилена переедет в здание центральной заводской лаборатории. На производстве планируется оставить небольшую экспресс-лабораторию, которая будет на месте проводить испытания новых марок.

Отличие лаборатории мономеров от лабораторий полимеров, о которых говорилось выше, — в большом разнообразии предметов анализа: от конечной готовой продукции (этилен и пропилен) до побочной продукции производства мономеров, также пользующейся спросом у потребителей. Например, бутилен-бутадиеновая фракция, которая используется при выработке каучука, смола пиролизная тяжелая, сырье для коксохимической промышленности, ароматические углеводороды, применяющиеся в производстве полистиролов. Сырье для производства мономеров, бензин газовый стабильный, раньше тоже анализировали. Но теперь оно поступает от других предприятий СИБУРа, и на «Томскнефтехиме» могут быть уверены в том, что его качественные показатели соответствуют тем, что указаны в паспорте.

Лаборатория контролирует даже воду, которая используется для получения технической обессоленной воды, предназначенной для выработки пара на вспомогательной котельной. Кроме того, здесь анализируют масла для всех машин и аппаратов «Томскнефтехима».

В последнее время требуется все меньше вмешательства лаборанта в процесс исследования. Лаборатория обзаводится новыми автоматическими и полуавтоматическими приборами. Особенно хорошо заметен этот процесс в лаборатории хроматографии.

Здесь хроматографическим методом определяют химический состав промежуточных продуктов производства и готовой продукции. Хроматографов в лаборатории множество, и все они предназначены для анализа различных веществ — от жидких до газообразных.

— Лаборант вводит в хромотограф пробу из пробоотборника. Например, это сжиженный газ, — объясняет и.о. начальника лаборатории Людмила Ломоносова. — На мониторе компьютера идет хроматограмма. Когда анализ заканчивается, оператор производит обсчет и выдает результат, который автоматически переносится в систему ЛИМС. То есть оператору важно правильно ввести пробу и правильно ее обсчитать, остальное делает автоматика.

Промышленные выбросы любого предприятия в атмосферу и водные источники не должны представлять опасность для людей и животных, проживающих на этой территории. «Томскнефтехим» не только внимательно следит за соблюдением санитарного режима, но и ежегодно принимает свою экологическую программу для снижения возможного негативного влияния на окружающую среду. Отдел экологии предприятия совместно с центральной заводской лабораторией разрабатывает графики аналитического контроля, в которых прописываются объекты испытаний, периодичность, методы исследования. Лаборатория экологического контроля также помогает специалистам охраны труда следить за состоянием рабочих мест, измеряя уровень шума, и осуществляя контроль вредных веществ в рабочей зоне.

- «Томскнефтехим», как и любое нефтехимическое предприятие может стать потенциальным источником загрязнения окружающей среды, — рассказывает начальник лаборатории санитарно-экологического контроля Лариса Зарубина. — Этилен, пропилен, оксиды углерода, оксиды азота и многие другие вещества должны быть в норме. За этим и следит наша лаборатория.

Чтобы отследить возможные загрязнения и тем самым не допустить их, сотрудники лаборатории на специальном автомобиле объезжают санитарно-защитную зону предприятия и отбирают пробы атмосферного воздуха. Также лаборанты при помощи аспиратора отбирают пыль из промышленной вентиляции на фильтр, а затем в лаборатории взвешивают его на очень точных аналитических весах. Таким образом можно выяснить массовую концентрацию в этих источниках загрязнения атмосферы, и соответствует ли она санитарно-экологическим нормам. Согласно статистике за текущий год, превышений ПДК вредных веществ на территории санзоны «Томскнефтехима» не выявлено ни разу.

Как берут пробы воздуха на границе санитарно-защитной зоны «Томскнефтехима» и как их исследуют, можно узнать из видеосюжета:

Ежедневно контролируются сточные воды, поступающие далее на городские очистные сооружения. Методом жидкостной хроматографии в воде определяются даже очень низкие концентрации бензола, толуола, метанола и других веществ. А раз в неделю лаборанты проводят полную схему анализа сточных вод, в которой определяются загрязнения по 20 показателям.

Структура лаборатории полностью соответствует системе менеджмента качества, постоянно проводится как внутрилабораторный контроль, так и внешняя проверка квалификации испытателей и оборудования силами независимых организаций.

Если достоверность проводимых лабораторией анализов подтверждена Росаккредитацией, то свой профессионализм сотрудники ежегодно доказывают на конкурсах профмастерства.

В лабораториях «Томскнефтехима» проходят соревнования в формате WorldSkills среди специалистов по компетенции «Лаборант химического анализа». Представители лаборатории участвовали как в корпоративном и отраслевом, так и во всероссийском чемпионате WorldSkills. В прошлом году сотрудница лаборатории мономеров заняла третье место в номинации «Навыки мудрых».

В этом году лаборатории «Томскнефтехима» вновь выдвинули достойную кандидатуру: Екатерина Жуковская, инженер-химик лаборатории производства мономеров, впервые принимала участие во всероссийском этапе WorldSkills и заняла четвертое место: в одном шаге от тройки призеров. А Надежда Куля заняла второе место в номинации «Лаборант химического анализа» чемпионата «Навыки мудрых» этого года.

— Чемпионат — это возможность получить более разностороннюю подготовку. Я теперь могу выполнять исследования из любой области — не только из нефтехимии: анализ лекарственных средств и их состава, испытания из области атомной, пищевой промышленности, — рассказала Екатерина. — Расширение области знаний помогает мыслить аналитически, разбираться в новых методиках, самостоятельно оценивать их потенциал при решении той или иной задачи. WorldSkills — это еще и универсальная отработка навыков, техники выполнения лабораторных исследований. Чем лучше техника, тем выше точность нашей работы.

Текст: Катерина Кайгородова
Фото: Серафима Кузина

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».