Технологический кроссворд (14.07.2021)

536
Технологический кроссворд (14.07.2021)

- Скажите, пожалуйста, куда мне отсюда идти? – спросила Алиса. 
- А куда ты хочешь попасть? - ответил Кот.
- Мне все равно… - сказала Алиса.
- Тогда все равно, куда и идти, - заметил Кот.
-  … только бы попасть куда-нибудь, -  пояснила Алиса.
- Куда-нибудь ты обязательно попадешь, нужно только достаточно долго идти. - сказал Кот. 
Льюис Кэрролл, "Алиса в Стране Чудес"

 

          Сразу   же   внесем   ясность,   что  не   будем   говорить  о процессах,   про  которые,   в  последнее время, слышим из каждого телевизора, как пиролиз на олефины, базовые полимеризации ПЭ, ПП, ПС, ПВХ (ничего, что я пишу аббревиатурой))), ординарные каучуки, карбамиды, аммиаки и прочие метанолы.
          Наконец-то  и телевизор понял, что все перечисленное уже давным-давно имеет каждый приличный араб, а вот специальной химии в ее истинном понимании у него нет. Для справки. В нефтепереработке, с большой натяжкой, не более 50 процессов, в нефтехимии и в придачу с малотоннажной химией не более 500 процессов. В специальной химии около 5000 промышленных процессов, и уж конечно это не малеиновый ангидрид и эпихлоргидрин, которые в последнее время, как и ПАН, упоминаются с необычайной навязчивостью.
         Как  вообще  получаются  процессы  специальной  химии?  Пару лет назад совместно с Андреем Костиным, в то время главным редактором RUPEC, мы достаточно внятно сформулировали, почему она была и почему исчезла и как к ней вернуться https://makston-engineering.ru/blog-zametki/post/importozameshchenie-idej 
      Все написанное в этом блоге  не будет иметь адресов, паролей и явок, но любой из интересантов может быть уверенным, что под каждое заявление имеется соответствующая бумажка. 
        Попытки   вернуться  в  специальную  химию делаются и их не мало, как минимум 4-5 человек за месяц имеют благие желания. Я попробовал эти желания обобщить:
          - Мы   провели  патентный  поиск  с  1948  года  и  по  сей  день   на  интересующий  нас  процесс,  - рассказывают ходоки.
            - Вы большие молодцы. – ответил я.
         - Мы выбрали один из 148 изученных нами патентов, как активных, так и не активных и хотим реализовать процесс получения м-ксилилендиизоцианата (м-XDI), - продолжили ходоки.
            - Отлично. „Безумству храбрых поем мы песню! ... “– пробормотал я.
            - Это вы о чем? – спросили ходоки.
            - Это про М. Горького, «Песня о Соколе», - озадачил я ходоков.
       Желающие  расширить  кругозор  о  XDI могут прогуляться до Mitsui Chemicals Inc. и посмотреть продукт с торговым названием TAKENATE, но смотрите внимательно на цифры, вам надо TAKENATE @500, а уж дальше и сами разберетесь. 
    Ясно-понятно, что  производители м-XDI, который получают фосгенированием м-ксилилендиамина, и на порог не пустят желающих поглядеть, как происходит кулинария.
        Вернемся к вашему желанию господа ходоки, попробую вам пояснить, как из патента сделать технологию.
      Вы  должны  понимать,  что я не планирую вслед за вами, как Святой Франциск, перекапывать 148 патентов, следовательно, мы работаем по выбранному вами.
            В глазах появляются первые искры сомнений, а правильно ли они выбрали именно этот патент, но быстренько это сомнение задушив, я продолжаю свои пояснения. Мощность, которую вы предполагаете, совсем не маленькая для такого продукта, процесс будет периодический, ни каких симуляций в стандартных пакетах программ на ваш процесс не существует. 
         Если после сказанного ходок не ушел, то он превращается в потенциального клиента и рассказ продолжается, как правило, с цитаты 1899 г., принадлежащей Оскару Клоду Моне (1840-1926 гг.), «...Я не творю чудеса, я использую и трачу много краски».
      Поэтому  для  реализации  букв и цифр из патента, как минимум в базовый проект разберемся в определениях.
    Патент – это документ, удостоверяющий авторское право, на что-то технически (технологически) новое. Большие химические компании для блокировки конкурентов тратят много денег на поддерживание каких-то патентов активными. Для этого делают некоторые незначительные изменения и таким образом продолжают активность патента.
       В  специальной химии за последние 50-70 лет принципиально технологически нового практически ничего не появилось, но и в ней есть достаточно примеров аналогичных вышеописанному.
    Лицензия – это документ, предоставляющий право на осуществление какой-либо деятельности, в частности использование синтезов описанных в патенте. 
          Коммерциализировать     патент    из    области    специальной    химии,    практически    невозможно, так как обойти приведенную в нем «технологическую новизну» очень просто и без всяких хитростей и уловок, поясняю. В любом случае, патент это пробирка, очень редко пилот, а очень часто – это умозаключения патентообладателя, т.е. без пробирок и пилотов. Любое масштабирование всегда отличается от пробирки, пилота и от умозаключения. Температурный интервал в патентах очень широкий и от него уйти не возможно, но есть и другие технологические параметры, которые будут изменены наличием рециклов, абгазов, кубовых продуктов и т.д. 
            Коммерциализированные      катализаторы     или     оборудование    имеющие   «ноу-хау»   -  это  тоже техническая новизна имеющая авторские права, а авторские права, как известно, нужно уважать, да и «объехать» их вряд ли получится и не нужно этого делать. Потому что…:
          -  редкий катализатор в спецхимии не имеет аналога, хитрого, давно забытого, но аналога;
        - редкое   оборудование   в   спецхимии    обладает  «ноу-хау»,   а   если   вам   про  это  рассказывают,  так попросите документальное подтверждение.
        Рассматриваемый    процесс   получения   XDI   не   имеет   ни   катализаторов,   ни  патентованного оборудования, а вариаций технологического режима для него бесчисленное множество, как хороших, так и разных. Собственно говоря, в этом и заключается закавыка, как выбрать лучшие параметры режима для получения качественного продукта. 
            Кстати,  в  отношении  горячо  любимых всеми  химическими россиянами ПИЦ и МДИ, та же история, в процессе нет катализатора, но имеется множество хитростей в режиме. И, как мне кажется, что «Сибур» купив у «НИИК» этот процесс, выполненный в 70-80-х годах прошлого века, почувствовал все воочию при его адаптации. Оборудование, имеющее «ноу-хау» в процессе МДИ, имеется, но можно работать и на ординарном, без потери качества, но с менее оптимистичным ОРЕХом.
          Мы отвлеклись и мы должны вернуться к нашим баранам, т.е. обсудить, как на основе реакций приведенных в патенте создать технологический процесс и очень желательно, что бы этот процесс являлся репликой существующих технологий.
     Как  создаются  материальные  и  тепловые  балансы, рисуются PFD схемы с характеристиками и параметрами для каждого потока, а в последующем P&D и опросные листы на оборудование, опять же в отношении м-XDI, но можете быть уверенными, что принципы одинаковые.
        Если мы говорим о некаталитических процессах, то все достаточно просто, а именно нужно собрать все физико-химические свойства исходного сырья, промежуточных продуктов и конечного продукта. Понимая стадийность процесса и используя PТ параметры из патента не сложно получить материальный и тепловой баланс и сравнить его с материалами приведенными в патента, если они там имеются. В девяти случаях из десяти, если в некаталитическом процессе расчетный баланс не совпадает с балансом в патенте, значит в нем, как и почти во всех патентах не учтены рецикловые потоки после очистки продукта или промежуточного продукта и его можно положить поближе к корзине. 
          Полученные  расчетные   параметры  по  потокам надо куда-то положить, а кроме PFD схемы больше ничего и не придумали, а что бы ее составить необходимо понимать аппаратурное оформление процесса. Где берут это аппаратурное оформление? В нашем конкретном случае, все процессы фосгенирования аминов с получением диизоцианатов достаточно однотипные, вот один из примеров https://makston-engineering.ru/bazovyy-proyekt-no41-new а с детализацией разберется процесс-инженер.
         Расчет  оборудования  и  составление  опросных  листов на него, дело гораздо более простое, чем составление PFD схемы и материально тепловых балансов, конечно…, если ты понимаешь, какое оборудование должно быть. Как достигается это понимание? Ответов несколько и мы не будем их уточнять, но знание материальной части, как и в армии, обязательно вот отсюда и до заката. 
      Достаточно сложным бывает выбор материалов, нужна золотая середина, что бы промышленная установка величиной с чайник не превратилась по цене в космический корабль, но и материалы не ингибировала или не катализировали процесс, если выбраны не верно. О коррозии, при не верном выборе, я не говорю, тем более, что не все процессы в специальной химии идут при низких давления, карбонилы некоторых металлов производят и при 2000 бар.
              И   в   заключении   –   это   составление   P&D   схем,  они  значительно  трудозатратнее,  чем PFD, но выполнить их возможно, если ты процесс понимаешь, знаешь и чувствуешь, как он регулируется и управляется. Или технология для тебя искусство, или ты ремесленник. Обширные технические знания в этом случае вторичны, так как являются обязательной частью, как мыть руки перед едой.
        В случае каталитических процессов специальной химии все обстоит точно также, за исключением того, что необходимо иметь константы реакций и несколько важных параметров по катализаторам. Достаточно часто эти параметры можно найти и в открытом доступе, константа же не знает, где вы ее взяли «попросили» у автора или лицензиара или осуществили профессиональный поиск по научным статьям с лабораторными исследованиями, константа всегда будет одинаковая, если речь идет об одинаковых катализаторах. 
             И в заключении открою маленький секрет Полишинеля. Патенты прошлых лет, а именно 50-70 лет назад, являются настолько подробными, что по ним не только базовый проект можно составить, но и инструкцию по эксплуатации написать. Дело остается за малым, как его адаптировать к современным требованиям по качеству продукта и по качеству процесса. Поднимаем глаза на два абзаца вверх и читаем про ремесло и искусство, а также слушаем президента https://www.youtube.com/watch?v=qsYTaRi-Ebg комплексный подход всегда дает положительные результаты.  

 

Мы на Facebook, в Telegram