Om nieuwe klanten aan te trekken, moeten petrochemische bulkproducten klant­speci­fieker worden. Maar in een megafabriek is het lastig experimenteren. Vandaar dat Sabic investeerde in een verkleinde versie.

‘Met deze pilotplant geven we de boodschap af dat we investeren in innovatie en technologie. Dat is een van de manieren om te groeien en te differentiëren’, begint Lina Prada, global PP technology director van Sabic. Dankzij die pilotplant, die op 12 september werd ingewijd op het Chemelot­terrein in Sittard-Geleen, kan ze voortaan ‘even’ een pallet polypropeenkorrels laten maken voor een klant die een aangepast recept wil uitproberen.

De pilotplant produceert ongeveer een ton polypropeen (PP) per dag, een factor duizend minder dan Sabics commerciële fabrieken die werken volgens exact hetzelfde proces. Maar het is een factor duizend méér dan de testbatches die je kunt maken in de zuurkast, en waar de productontwikkeling tot nu toe op aangewezen was.

Autobumpers

Verreweg het meeste PP is een petrochemisch bulkproduct dat voortbouwt op de Ziegler-Nattakatalyse van zestig jaar geleden. Als zodanig wordt het gemaakt in een beperkt aantal varianten; een goed draaiende bulkfabriek opnieuw instellen doe je immers liefst zo weinig mogelijk. Even tussendoor een proefbatch draaien is al helemaal uit den boze. ‘Als het mislukt, ben je zo een hele dag productie kwijt’, stelt Hans Jurgen Koele, projectleider bij pilotplantbouwer Zeton, het bedrijf dat de bouw van de pilotplant voor zijn rekening nam.

‘Klanten willen sneller over nieuwe materialen kunnen beschikken’

Zo kun je dus ook moeilijk een klant tegemoet komen die speciale eisen heeft, in principe voldoende PP kan afnemen om de productie daaraan aan te passen, maar eerst voorzichtig wil uitproberen of het bevalt. Zeker niet wanneer zijn spuitgietmallen te groot zijn om te vullen vanuit het laboratorium. Volgens Prada is de auto-­industrie, die door gewichtsbesparing een lager brandstofverbruik hoopt te realiseren, momenteel de belangrijkste groeimarkt. ‘Denk aan bumpers, interieurpanelen en structuurdelen van portieren.’ Je vervangt dan dus zowel metaal als duurdere technische kunststoffen, zoals polyamide. Maar je kunt ook denken aan verpakkingen en zelfs waterleidingbuizen. ‘PP-­buizen kun je namelijk ook voor heet water gebruiken’, legt Prada uit.

Volgens Bert Groothuis, directeur technologie Europa bij Sabic, speelt tevens mee dat de ontwikkelingstijd van producten steeds korter wordt. ‘Klanten willen dus sneller over nieuwe, betere materialen kunnen beschikken. Je ziet dat bij auto’s, maar ook een smartphone gaat geen jaren meer mee. Als solution provider moet je een antwoord hebben op die behoefte.’ Dat laatste is precies wat Sabic wil worden op PP-gebied. ‘Vandaar dat rond 2014 het idee van de proeffabriek ontstond’, vertelt Prada.

Modulair

De constructiewijze is ook behoorlijk innovatief, maakt Koele duidelijk. Zeton bouwt enkele tientallen installaties per jaar, variërend van kleine pilotplants tot commerciële productie-installaties voor bijvoorbeeld de farmaceutische industrie. Die worden modulair geconstrueerd, zodat Zeton ze in de eigen productiehal in Enschede kan assembleren en grondig testen, voordat ze op een aantal diepladers naar de plaats van bestemming gaan. Maar nieuw is dat de vijftien modules voor Sabic niet alleen de pilotplant omvatten, maar ook het complete gebouw eromheen. Volledig conform het Bouwbesluit en compleet met voorzieningen zoals brandblusinstallatie, gasdetectie en airco.

Zodra op Chemelot het beton van de fundering droog was, heeft Zeton in één week de complete pilotplant erop getakeld. ‘En dan moet je niet denken aan een stapel containers’, benadrukt Koele. ‘Als je in het gebouw rondloopt zie je niet dat het modules zijn geweest.’ Het voordeel zit er volgens hem vooral in dat in de eigen werkplaats minder beperkingen gelden dan op een site met veel verschillende activiteiten zoals Chemelot. Dat werkt makkelijker en spaart dus tijd.

Het inwendige is een nabootsing van Sabics bestaande fabrieken waarin propeen in de gasfase wordt gepolymeriseerd tot een poreus poeder, dat je achteraf omsmelt tot solide korrels. ‘Zo’n procesinstallatie schalen hoort bij onze expertise’, stelt Koele. ‘Je moet bijvoorbeeld kleine tubing gebruiken in plaats van grote leidingen. Maar je wilt in een pilotplant ook veel meer kunnen meten en variëren dan in een grote fabriek die op één werkpunt draait. Het is de uitdaging om bij het ontwerp te zorgen dat je later alle onderzoek kunt uitvoeren dat je de komende tien, vijftien jaar van plan bent, terwijl je toch binnen het bouwbudget blijft.’

Stijf en sterk

De exacte plannen maakt Sabic niet bekend. Maar van betere materialen kun je bijvoorbeeld dunnere, lichtere onderdelen maken die toch nog stijf en sterk genoeg zijn. Ook kun je denken aan lagere verwerkingstemperaturen in de spuitgietmachine, zodat je meer gietstukken per uur kunt produceren omdat ze minder lang hoeven af te koelen. Bij polymerisaties zijn dat soort dingen een optelsom van de procescondities, de receptuur en de katalysatorkeuze. ‘Op dat gebied zijn veel ontwikkelingen aan de gang, we moeten voort­durend benchmarken’, stelt Prada. ‘Bij PP speelt ook dat je aan Ziegler-Nattakatalysatoren een elektronendonor moet toevoegen; traditioneel is dat vaak een ftalaat, en daar willen we van af.’

De complete pilotplant is in één week op de fundering getakeld

Het blijft de kunst de instellingen van een pilotplant te vertalen naar die van een commerciële reactor. Maar Groothuis wijst erop dat het nog altijd een kleinere stap is dan wanneer je direct van labschaal naar commerciële schaal moet. ‘We hebben een hoop ervaring op het gebied van opschaling, en we hebben er veel vertrouwen in dat het zal werken’, bevestigt Prada. Maar, waarschuwt Koele: ‘Je kunt toch nog tegen verrassingen aanlopen als je de grenzen van de fabriek opzoekt.’