«О, тонкая штука! Эк куда метнул! какого туману напустил! разбери, кто хочет».
Н. В. Гоголь, из комедии «Ревизор»
2017 год, как известно, в России объявлен Годом Экологии. Нельзя сказать, что в год экологии для экологии ничего уж не делается, хотя противоречивость предпринимаемых шагов прямо-таки бросается в глаза. Например, не так давно Правительство картинно взялось за экологическое оздоровление реки Волги (и тут вопрос, где оно было, когда река и ее бассейн потихоньку превращался в зону катастрофы), а структуры «Ростеха» занялись проектами мусоросжигающих заводов, развернув маневры для того, чтобы финансировать их по инвестиционной модели энергорынка, чему энергорынок, понятно, сопротивляется. С другой стороны, тектонического масштаба поправки к базовому федеральному закону «Об отходах производства и потребления» отложены на 2018 и 2019 годы, хотя администрации регионов уже разработали свои Территориальные схемы по обращению с отходами, и все это в условиях огромных белых пятен подзаконной нормативной базы. Еще одним плохо замеченным общественностью фактом в области экологии стало то, что предприятия-производители и импортеры резиновых и пластмассовых изделий уже платят экологический сбор, и для них уже установлены нормативы по утилизации (полезному использованию отходов своей продукции), причем в этом году появился норматив для «пластмассовых изделий строительных» и «пластмассовых изделий прочих».
Не могу сказать, для чего нужен этот сбор и кто от него выиграет – не моя это область. Хочется обратить внимание на другое: внутри всей масштабной дискуссии на тему «что делать с полимерным мусором» тотально доминируют всего два варианта. Во-первых, это то, что во всем мире называется «механический рециклинг», то есть возврат полимеров в полезный повторный цикл именно в виде полимерных форм, в идеале – чистого гранулята. Во-вторых, это сжигание, о чем и сказано выше, причем сжигание непонятно почему набирает популярность, хотя в развитой части света считается, что сжигание это немногим лучше для окружающей среды, чем тупо захоронение.
Дефицит хороших идей, базирующийся на дефиците знаний, и дефицит качественных проектов, базирующийся на нежелании привлекать профессионалов к разработке идей, – главная беда современной российской химии, а вовсе не дефицит денег, санкции или невозможность импортировать технологии, как это кажется многим. О дефиците идей как таковых мы еще поговорим в следующий раз, но в контексте полимерных отходов он заключается в почти полной потере в обозначенной выше дискуссии такого направления, как рекуперация сырья. Суть его в том, что вернуть в полезный повторный цикл полимерные отходы не виде полимерных форм, а виде тех сырьевых компонентов, из которых они изначально синтезированы. Рекуперация сырья – весьма ходовое направление во всем мире. Но начнем издалека…
Полиолы, как компонент «А» для получения полиуретановых систем делятся на две основные группы: простые (на основе окиси пропилена и реже окиси этилена) и сложные (на основе двухосновных спиртов и кислот). К группе сложных:
· алифатические полиэфирные полиолы, которые производятся из адипиновой кислоты, гликолей и 1,4 – бутандиола
· поликапролактоновые полиолы, которые производятся на основе раскрытия цепи поликапролактонов и гликолей
· политетраметиленовые эфиры гликолей, которые производятся из тетрагидрофурана и гликолей
· базовые полиолы на основе касторового масла, которые производятся на основе касторового (рапсового, подсолнечного) гликолей или глицеринов
· ароматические полиэфирные полиолы, которые производятся из терефталевой кислоты и гликолей, к этой группе можно отнести и РЕТ-полиолы
Собственно, связка с бутылками, о которых мы начали разговор, видна уже отсюда.
Отходы РЕТ являются отличным сырьем для ароматических полиэфирных полиолов, технология производства которых получила развитие в начале 90-х годов, что было сопряжено с увеличением выпуска полиэтилентерефталата, и в первую очередь, пищевого. На схеме представлена блок-схема процесса и основные типы отходов РЕТ, которые являются сырьем для РЕТ-полиолов.
Итак, виды сырья:
1. Отходы РЕТ заводов:
1.1. олигомеры РЕТ. Это самая экономичная к переработке форма отходов, так как потребление иных сырьевых компонентов и энергоресурсов на переработку в этом случае минимально. Этот тип отходов на заводах РЕТ образуется при чистках фильтров насосов и сеток барометрических емкостей они представляет собой тестообразную массу полимера с низким молекулярным весом пропитанную гликолем и частицами не полностью прореагировавшей ТФК
1.2. слитки (застывший расплав) РЕТ. Этот тип отходов образуется при остановках грануляторов, а также при переходах с одного на другой. Слитки РЕТ представляют собой застывшие куски расплава, вес может достигать 10 – 30 кг и в этом случае на установке РЕТ-полиолов предусматривается дробилка
1.3. пыль РЕТ. Это действительно самая настоящая пыль, которую собирают с циклонов и фильтров на секции твердофазной поликонденсации РЕТ. В отношении экономики этот вид отхода достаточно затратный, но его количество от заводов производителей всегда постоянно
1.4. брак товарного РЕТ. Этот тип отходов образуется при нарушениях технологического режима, авариях, в период пуска и остановки производства, количество отходов данного типа невозможно спрогнозировать
2. Отходы производства преформ и выдувания бутылок из РЕТ: в отношении экономики этот вид отхода самый затратный, но его количество от заводов производителей всегда постоянно
3. Отходы производств РЕТ технического назначения. Этот тип отходов образуется при производстве волокон, лент, корда. В отношении экономики этот вид отхода очень затратный и в первую очередь по причине высокой вязкости продукта;
4. Отходы РЕТ-тары с полигона бытовых отходов: дробленая РЕТ тара (флексы) реализуется как сортированной по цвету, так и не сортированной, как отмытой от грязи бумажных этикеток, так и не отмытой. Значительный минус при использовании флексы – это периодическая чистка оборудования от полипропиленовых ободков, которые не участвуют в процессе и с течением времени требуется от них освобождаться.
Нетрудно догадаться что РЕТ-заводы, перерабатывая собственные отходы, получают довольно неплохую прибыль. Литовский Neo-PET практически сразу после пуска двух своих линий с суммарной мощностью 308 тыс. т/год построил установку по производству полиолов на мощность по продукту 3 тыс. т/год. Там перерабатываются как собственные отходы, так и отходы завода РЕТ, принадлежащего компании Индорама (расположенной через дорогу), а также отходы от собственных линий преформ из РЕТ. По окончанию строительства в следующем году третьей линии РЕТ мощность полиолов будет увеличена до 6 тыс. т/год. Согласитесь, что продажа отходов РЕТ по цене €300 за тонну (и это в лучшем случае) менее интересна, чем продажа полиолов по цене от €1500 до €2300 за тонну.
Отходы технического РЕТ практически полностью перерабатываются в полиолы на заводах, выпускающих волоконный РЕТ в Германии и Польше. Насколько известно, эту же схему планируют реализовать у себя и белорусские предприятия. Что немаловажно, волоконный РЕТ в Беларуси выпускается не из терефталевой кислоты, а из диметилтерефталата, и на качестве полиола это не сказывается.
Полиолы на основе флексы долгое время не находили себе место в этой нише. Но экономика берет свое: так как цена на флексу очень невысока, то появились машины не только для мытья бутылок, но и для снятия полипропиленовых колпачков. Удивительно даже, чего не придумаешь ради рентабельности в 50%, а затраты на энергоресурсы увеличиваются лишь в пределах 10 – 15% при использовании дробилки и на 15 – 20% при использовании и дробилки, и мойки, что не так уж и много с учетом получаемого гешефта.
В таблице приведен материальный баланс одной из рецептур РЕТ-полиола, как говорится, считайте сами:
|
Одна из рецептур РЕТ полиола |
||
|
Сырьё |
% масс |
тонн |
|
Диэтиленгликоль (DEG), 1-ая добавка |
26,83% |
548,13 |
|
DBTL |
0,00181% |
0,037 |
|
Глицерин |
2,02% |
41,26 |
|
Отходы РЕТ |
48,95% |
1 000,00 |
|
Диэтиленгликоль (DEG), 2-ая добавка |
22,20% |
453,44 |
|
Итого |
100,00% |
2 042,87 |
|
Продукты переработки |
||
|
РЕТ полиол |
86,55% |
1 768,17 |
|
Дистиллят MEG |
12,19% |
249,12 |
|
Потери |
1,25% |
25,58 |
|
Итого |
100,00% |
2 042,86 |
Капитальные затраты на установку полиолов из РЕТ, состоящую из двух параллельных линий суммарной мощностью 3 тыс. т/год, составляют до €2,5 млн с учетом всего требуемого ОЗХ, но без учета подключения к энергоресурсам, т. е. без учета внешних сетей. На данной установке можно получать не менее 5-6 рецептур полиолов в течение года, так как процесс является периодическим, и смена режима и рецептур не составляет труда. В то же время существуют установки, которые выпускают и до 20 рецептур РЕТ полиолов, так как количество компонентов может варьировать в значительных пределах. Хочу обратить внимание, что в приведенном выше балансе 1,77 тыс. тонн полиолов получается всего из 1000 тонн PET‑сырья, а такой объем, понятно, не составляет проблемы почти нигде.
Каких-то глобальный выводов делать не хочется, но ситуация показательна: в России есть проблема с бытовым мусором, и есть проблема с полиолами. Выше изложено единое решение обеих проблем. Причем это не какая-то экзотика, а работающий процесс с приличным тиражом. Может быть, дефицит идей и знаний имеет место не только в химии, а вообще везде?