Полиолы ароматические или за двумя зайцами (01.09.2017)

356
Полиолы ароматические или за двумя зайцами (01.09.2017)

«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.

Снимок.JPG

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?

 

Мы на Facebook, в Telegram