Вышли навстречу Титанам они для жестокого боя,
В каждой из рук многомощных держа по скале крутобокой.
Также Титаны с своей стороны укрепили фаланги. С бодрой душою.
Гесиод (VIII—VII века до н. э.)
В начале апреля нынешнего года «Рупек» опубликовал амбициозную цель Омской области – стать регионом №1 по развитию малотоннажной химии на базе активов и проектов группы компаний "Титан". Чуть позже глава группы Михаил Сутягинский доходчиво разъяснил, что лежит в основе создания нового нефтехимического комплекса. Конспективно, суть в следующем:
· Первый этап – техническое перевооружение производства фенола-ацетона. Обновленные мощности позволят увеличить выпуск фенола до 90 тыс. тонн в год и ацетона – до 56 тыс. тонн;
· Второй этап – переработка ацетона в изопропанол мощностью 30 тыс. тонн в год;
· Третий этап – строительство производства бисфенола мощностью 118 тыс. тонн;
· Четвертый этап – строительство производства эпихлоргидрина с использованием в качестве сырья глицерина-сырца, как возобновляемого ресурса;
· Совокупность всех этих процессов даст возможность создать производство жидких и твердых эпоксидных смол мощностью 115 тыс. тонн и композиций на их основе мощностью 20 тыс. тонн;
· И в завершении, но уже не в Омской, а в Псковской области предполагается строительство бутылочного ПЭТ на мощность 168 т.т/год.
Серьезные планы серьезных людей, а мы поглядим на все это с точки зрения простых технологов. Возможно, что-то из практики мировой химии и окажется полезным.
Изопропиловый спирт (ИПС) из ацетона. «Есть такая буква», как говорят. Есть такая технология – гидрирование ацетона в жидкой фазе на никеле Ренея. Нельзя сказать, что она очень распространенная, но примеры имеются. В Китае в провинции Jiangsu есть мощность ИПС из ацетона на 50 тыс. тонн в год. Завод в Южной Корее на 60 тыс. тонн запущен в 2011 году. Чуть позже, правда, мощность была сокращена до 35 тыс. тонн в год, так как производитель вступил в жесткую конкуренцию с более дешевым сырьем – пропиленом.
Что с лицензиарами? Компания Lummus имеет технологию совместно CB&I и оптимизирует ее совместно с Versalis. Российская компания ЗАО "Химтэк Инжиниринг" имела (а может быть и имеет до сих пор) небольшую мощность по собственной технологии в Дзержинске на площадке «Синтез - Ацетон».
В таблице приведены сравнение расходных показателей производства ИПС из пропилена, пропан-пропиленовой фракции (ППФ) и ацетона. Стоит отметить, что CB&I (или Lummus Global CB&I) в своих цифрах демонстрируют некоторый «запас прочности», что свойственно мировым лицензиарам. По факту работающих производств и симуляции процесса по ацетону вполне достижим коэффициент 0,925.
|
Расходные показатели на 1 т ИПС |
Пропилен |
ППФ (при 70% и 80% пропилена) |
Ацетон (по данным Cb&I) |
|
Сырье |
0,67-0,68 |
0,75-0,96 |
0,975 |
|
Водород, т |
- |
- |
0,036 |
|
Вода деминерализованная, м3 |
0,4 |
0,5 |
0,05 (без производства водорода) |
|
Пар водяной, т |
2,0 |
3,5-4,3 |
0,4 (без производства водорода) |
|
Электроэнергия (в границах установки) кВт |
100 |
130 |
10 (без производства водорода) |
Капитальные затраты по факту строительства на мощность 60 тыс. тонн в год были оценены в $75 млн и опубликованы ICIS Chemical Business. Там, к сожалению, не принято указывать, что конкретно входит в эту цифру. Эвристические расчеты по стандартным методикам для мощности 30 тыс. тонн в год дают цифру 26,1 $ (с учетом установки по производству водорода риформингом метана), но без учета ОЗХ.
На этом можно было бы и закрыть тему ИПС из ацетона, но у нее существует продолжение, о котором не особо рассказывают, так как доходность процесса увеличивается чуть ли не вдвое. Вся суть заключается в дальнейшей реакции окисления ИПС кислородом воздуха до перекиси водорода, а побочным продуктом является … ацетон, который рециклом возвращается в голову процесса:
(СН3)2СН-ОН + О2 = (СН3)2СО + Н2О2
Далее все ясно-понятно: в зависимости от коньюктуры рынка выпускаешь либо больше перекиси водорода, либо больше ИПС.
Глицерин – сырец, как возобновляемый ресурс, т. е. био-глицерин. Будет ли Титан получать его, как побочный продукт при производстве биодизеля, либо целенаправленно из жиров и масел, не знаю. Но в хорошем производстве биодизеля количество глицерина стараются снизить, а не увеличить, поэтому цифра выхода глицерина в 10% от сырья является предельной.
Глицеринов, как известно бывает два вида: биологического происхождения и химического, т. е. синтетический. Разница в цене между ними достигает €200. В Россиию импортируется и тот, и другой в приблизительно равных и весьма значительных количествах. Понятно, что био-глицерин нужен для косметических и пищевых применений, синтетический – для технологических и для синтеза. Стоит ли переводить ценный био-глицерин на эпихлоргидрин? Засунув в поисковик этот вопрос, и установив нужные фильтры, заплатив за время поиска, я не получил ничего, т. е. опубликованных примеров нет.
В химии классических технологий уже давненько нет ничего нового: на заводе Tamil Nadu Industrial Development Corporation Limited работает то, что предполагается создать. Есть там и фенол-ацетон, и бисфенол, и эпихлоргидрин, и эпоксидные смолы, а плюс к этому и окись пропилена, которая в России – сплошной дефицит. На заводе Tamil Nadu эпихлоргидрин и окись пропилена получают хлоргидринной технологией в составе единой установки. Ну а если совместное производство эпихлоргидрина и окиси пропилена не по душе, то почему не делать эпихлоргидрин, как монопродукт из того же ацетона, если уж его некуда девать, или из аллилового спирта, или из пропилена. Существуют пять широко используемых способов получения эпихлоргидрина: в способе Solvay из пропилена глицерин является промежуточным продуктом, но глицерин синтетический. По ссылке выше приводятся балансы, а экономику завода Tamil Nadu можно увидеть у них на сайте. Кстати, заводов, работающих по такой схеме имеется в достаточном количестве. Короче: в химии почти нет ничего нового, а есть много хорошо забытого старого.
Строительство бутылочного ПЭТ на мощность 168 тыс. тонн в год в Псковској области не должно повторить участь Ивановского полиэфирного комплекса, “Этаны” и “СафПЭТ”. И не повторит только в том случае, если стоимость строительства не превысить €500 на 1 тонну ПЭТ, т. е. указанная мощность вместе с ОЗХ не должна стоить более €84 млн, включая проектирование, лицензиию, оборудование, строительство и объекты ОЗХ, но не включая оплату за кредиты, землю и подводы коммуникаций. А количество народа на этой установке не должно быть более 200 человек – от директора до уборщицы. И вот толғко при выполнении всех этих условий вы можете вести сырье откуда угодно, но прибыль у завода будет. А технология, а технология???! Да нет никакой разницы. В мире существует около десяти лицензиаров ПЭТ, разница в расходных показателях между ними – во втором знаке после запятой, то есть фактически отсутствует. А вот разница в стоимости (оборудования, лицензии и инжиниринга) – если не на порядок, то в половину, это факт. Ищите лицензиара, который продаст вам Poly&SSP за €40 млн (и такие есть). В Poly существует четырех-, трех- и двухреакторная схема, может быть SSP, а может и не быть, т.е. сразу расплав в смолу. Не будем нудно рассказывать, чем одно лучше другого. Приведу один простой, но очень поучительный пример, которым со мной поделился один из руководителей, чьи ПЭТ-заводы стоят по всему миру в количестве более двух сотен:
· чем больше реакторов, тем меньше вероятность, что ты испортишь расплав, так как время пребывания очень большое, и ты все сможешь исправить;
· какой бы хороший расплав ты не получил, ты все испортишь на SSP, если не имеешь надежного энергоснабжения завода;
· куда бы не ездили учиться твои операторы, но если процесс-инженер от лицензиара не просидит с ними первые три месяца за одним пультом DCS, и еще три месяца не будет отвечать на звонки в любое время дня и ночи, то научить людей работать самостоятельно будет очень сложно;
· как бы хорошо ты не знал процесс и оборудование ПЭТ, но при монтаже пяти единиц на Poly и шести единиц на SSP от лицензиара должен быть человек, которые проследит за процессом;
· если процессная себестоимость твоей ПЭТ-гранулы (без учета цены сырья) составляет €150 евро на тонну – это очень плохой завод (эту цифру надо скорректировать на на нынешнее время, но я не думаю, что она сильно изменилась);
Все перечисленное, да и еще десяток важных вещей, называется технологическим сервисом. Именно он ценится при контрактовании, когда все равны среди равных, а в технологии ПЭТ это именно так.
Какова же мораль этой заметки? Для постоянных читателей она может показаться очевидной и уже не раз звучавшей: когда мы двигаемся все дальше от базовых химических продуктов по цепочке переделов, переходим к средне- и малотоннажным продуктам, количество вариантов технологически доступных решений обычно увеличивается. Причем, и важно это разделять, растет не только число вариантов «как провести одну и ту же химическую реакцию» (как в примере с АЦГ), но и число «путей (цепочек), которыми мы можем прийти к выбранному нами веществу». Получается, что при разработке любой стратегии в средне- и малотоннажной химии или при формировании перспективного продуктового портфеля задача поиска оптимального (с технологической и экономической точек зрения) существенно усложняется, нежели в химии базовой. Не будет большим преувеличением если сказать, что сложность этой задачи превышает возможности человека, не вооруженного обширным общехимическим бэкграундом: на бытовом уровне вполне может казаться, что из всего можно сделать все, или наоборот. И здесь нет никаких исключений. С другой стороны, о чем частенько говорят коллеги из «Рупека» в своих презентациях, поиск оптимума в экономическом смысле (например, как дойти до целевого продукта с минимальным капексом, или – что не то же самое, - какова должна быть конфигурация цепочки до целевого продукта, максимально прибыльная на всем жизненном цикле) вообще возможен только с помощью машинных алгоритмов, а не силой интеллекта мужчин средних лет в галстуках.
Если же закруглять, то общее соображение такового: чем сложнее химия, тем больше у вас шанс ошибиться (на кругленькую сумму), пока вы не признаете, что все необходимые знания невозможно аккумулировать в одном человеке, отдельной команде или даже в крупной компании. Сложные проблемы должны решать узкие специалисты. Игнорирование же самого факта присутствия этой сложности приводит как минимум к нулевому прогрессу: это наглядно видно на примере общего и тотального провала всех масштабных проектов в малотоннажной и специальной химии последних лет.