Перекись водорода из Чувашии открывает путь к новым индустриальным цепочкам

Введение

28 сентября на ИА Красная Весна вышла статья «Российским химикам не хватает базовых нефтехимических полупродуктов». В ней освещалась проблема дефицита окиси пропилена на российском рынке и освещались следующие из этого дисбалансы в производственных цепочках.

Сейчас будут рассмотрены взаимосвязи химических производственных цепочек в контексте появления новой линии выпуска перекиси водорода в Новочебоксарске, которая позволяет не только закрыть потребности отечественных потребителей в этом продукте, но и создает условия для наращивания производства дефицитной окиси пропилена.

Читайте также: Российским химикам не хватает базовых нефтехимических полупродуктов

Новое предприятие

27 октября было объявлено о завершении крайне важного для нашей страны химического долгостроя. Предприятие «Волжская перекись» запустило крупнейшее в России производство перекиси водорода.

Теперь отечественная перекись водорода сможет полностью закрыть потребности российского рынка в этом продукте. В планах же владельцев «Волжской перекиси» — группы «Оргсинтез» — строительство производства окиси пропилена, в синтезе которого будет использоваться перекись водорода с нового завода.

Участники проекта

Группа «Оргсинтез» — это комплекс химических предприятий, связанных единым производственным циклом на основе переделов хлора, водорода и кремния. В состав группы входят новочебоксарские предприятия «Химпром», «Волжская перекись» и «Перкарбонат», а также торговый дом «РусХимТрейд».

«Химпром» специализируется на крупнотоннажном химическом производстве, в частности, на производстве перекиси водорода, хлор-, фосфор- и кремнийорганики. «Волжская перекись» — недавно созданное «Химпромом» предприятие специально для производства перекиси водорода.

«Перкарбонат» — единственный в России производитель кислородного отбеливателя перкарбоната натрия. Реализацией продукции группы занимается торговый дом «РусХимТрейд». «Оргсинтез» принадлежит бизнес-группе «Ренова», председателем совета директоров которой является Виктор Вексельберг.

Где используется перекись водорода

Перекись водорода обладает мощными окислительными свойствами, что позволяет применять ее в самых разных областях. Например, ее используют как антисептик в медицине, как обесцвечивающий агент в косметике, в качестве отбеливателя для бумаги, для дезинфекции технологического оборудования в пищевой промышленности, для выведения пятен в бытовой химии, как компонент ракетного топлива.

При этом в реакциях окисления с применением перекиси образуется экологически безвредная вода, что является дополнительным аргументом в пользу применения перекиси водорода. В русле современных тенденций, когда вопросам экологии уделяется все больше внимания, это свойство становится очень важным.

Например, производители отбеливателей стараются использовать перекись водорода вместо хлорной извести. При обеззараживании также стараются использовать перекись водорода вместо хлорсодержащих препаратов.

Также отметим, что высококонцентрированная перекись водорода используется и в космической сфере. Перекись в специальной камере ракеты преобразуется в нагретый водяной пар, который используется в турбонасосе.

Соответственно, производство этого вещества в объемах, достаточных для покрытия потребностей внутреннего рынка, является одним из необходимых элементов технологической независимости России.

История развития технологий производства перекиси водорода

Перекись водорода была впервые получена еще в XIX веке в результате реакции пероксида бария и серной кислоты. Данный способ до сих пор применяется в лабораторных условиях.

В начале XX века перекись водорода начинают получать электролизом щелочных и кислых водных растворов, что существенно увеличило объемы ее производства. В дальнейшем появились технологии синтеза окислением изопропанола и, наконец, самый современный — антрахиноновый процесс.

Именно антрахиноновый процесс становится самым распространенным с середины XX века. Он характеризуется малым потреблением энергии, самой низкой себестоимостью производства и технологической безопасностью. При этом в СССР он не применялся; в нашей стране перекись водорода получали методами электролиза кислых растворов и окислением изопропанола.

Описание антрахиноновой технологии

Антрахиноновый процесс был разработан фирмой BASF в начале 40-х годов прошлого века и с 50-х годов получает широкое распространение в мире. Сначала в присутствии катализатора водородом восстанавливают карбонильные группы 2-этилантрахинона, а затем окисляют образовавшиеся гидроксильные группы кислородом воздуха с образованием исходного 2-этилантрахинона и перекиси водорода.

Необходимые химические компоненты для реализации данного процесса: 2-этилантрахинон, водород, органические растворители, катализаторы гидрирования и разложения. Также для регенерации технологического рабочего раствора применяется гранулированный оксид алюминия. Получение пероксида водорода по антрахиноновой технологии требует, помимо технологического оборудования, еще и разнообразные химические вещества.

Мировой рынок перекиси водорода

Мировое производство перекиси водорода в 2022 году оценивалось в 5 млн тонн, более 3 млрд долларов в денежном эквиваленте. Крупными мировыми производителями являются различные западные и азиатские компании, такие как Evonik Industries, Solvay, Kemira, Mitsubishi, Indian Peroxide ltd, National Peroxide, Hansol Chemical, Chang Chun Petrochemical и другие.

Следует отметить, что перекись водорода производится практически во всех странах с развитой или развивающейся промышленностью. Отметим наличие производств перекиси водорода в таких странах, как Иран, ЮАР, Пакистан, КНДР.

Отечественный рынок перекиси водорода

До запуска нового производства на «Химпроме» отечественные производители перекиси водорода не могли полностью удовлетворить потребности российского рынка в нем. В 2021 году производство перекиси водорода в России составило 110,5 тыс. тонн, при этом треть внутренних потребностей обеспечивалась импортом.

Синтез перекиси водорода в заметных количествах в России осуществлялся такими компаниями, как «Химпром», «Синтез» (Дзержинск, Нижегородская область), ФКП «Азонит» (Куйбышев, Новосибирская область) по устаревшим технологиям электролиза кислых растворов или окисления изопропанола.

Проект «Химпром»

«Химпром» начал строительство нового производства перекиси водорода по самой современной, антрахиноновой, технологии в 2020 году. Контракт на проектирование, предоставление технологий и поставку основного технологического оборудования был подписан со шведской фирмой Chematur Engineering.

Ключевое технологическое оборудование — гидрогенизатор, окислитель, экстрактор, колонна промывки, установка получения водорода — изготавливались европейскими фирмами Chematur Engineering и Mahler AGS. Оборудование было доставлено в Новочебоксарск еще в 2021 году. Возможно, поэтому строительство был успешно завершено, несмотря на выход Chematur Engineering из проекта после начала СВО.

В создание производства было инвестировано 11 млрд рублей. При этом 1 млрд рублей предоставил Фонд развития промышленности России по программе «Приоритетные проекты». Также в 2022 году «Волжская перекись» стала участником государственной программы Специального инвестиционного контракта — СПИК 2.0.

По этой программе инвестор внедряет технологию, которой нет в РФ, для серийного производства промышленной продукции, а от государства получает налоговые льготы, доступ к госзаказу, особые условия аренды земельных участков.

Химия для нового производства

Как сообщалось выше, для производства перекиси водорода по антрахиноновой технологии «Химпрому» потребуются разнообразные химические вещества, которые легально из Европы привезти теперь не получится.

2-этилантрахинон в России не производится. Но он есть в Китае, так что «Волжская перекись» сможет возить его оттуда. Основные органические растворители — бензол, толуол, ксилол, ацетон и пр. у нас выпускаются, так что с ними проблем у «Волжской перекиси» быть не должно.

Неизвестно, как решен вопрос с катализаторами — в открытых источниках эта информация отсутствует. Однако если производство будет бесперебойно работать, значит, эту проблему смогли решить.

Развитие производственной цепочки на «Химпроме»: производство окиси пропилена

«Волжская перекись» важна не только как крупнейший производитель перекиси водорода, но и как звено в производственной цепи окиси пропилена — дефицитного на российском рынке сырья.

После запуска нового производства перекиси водорода генеральный директор группы «Оргсинтез» заявил, что «Оргсинтез» планирует построить производство окиси пропилена и перкарбоната натрия, используя антрахиноновую перекись водорода с «Волжской перекиси». В качестве партнеров в этом проекте «Оргсинтез» рассматривает «Сибур» и «Синтез-Оку».

Технология производства окиси пропилена окислением пропилена перекисью водорода (НРРО-процесс) появилась в 2000-х годах. Первый завод, применяющий эту технологию, был запущен в Южной Корее в 2008 году, сейчас эта технология применяется и в Европе, и в Китае, и на Ближнем Востоке.

В феврале 2018 года группа компаний «Синтез-Ока» запустила в Дзержинске (Нижегородская область) пилотную установку по производству окиси пропилена с использованием разработанного в России НРРО процесса. Отечественная версия НРРО-технологии создавалась компанией «Химтэк Инжиниринг» (входит в ГК «Синтез-Ока») и Санкт-Петербургским государственным технологическим университетом.

Получается логичный производственный союз — «Волжская перекись» как производитель перекиси водорода, крупный нефтехимический холдинг (в данный момент — «Сибур», но может быть кто угодно) как поставщик пропилена и «Синтез-Ока» как поставщик технологии синтеза окиси пропилена из перекиси водорода и пропилена. Учитывая дефицит окиси пропилена в России, проект имеет все шансы быть реализованным.

Здесь же следует отметить, что произведенная в будущем окись пропилена может потребляться той же «Синтез-Окой», ведь она производит простые полиэфиры, жесткие и эластичные пенополиуретановые системы, базовым сырьем для которых является окись пропилена. О планах обзавестись собственной окисью пропилена «Синтез-Ока» заявляла еще в 2019 году и планировала этот проект на 2022–23 годы.

Выводы

На примере отдельно взятой истории с запуском производства перекиси водорода вновь показана глубокая взаимосвязь химических и нефтехимических процессов. Тем более это справедливо для крупнотоннажных продуктов, к которым безусловно относится перекись водорода.

Очень трудно реализовать успешный проект в крупнотоннажной химии или нефтехимии, если не смотреть на него комплексно. В истории с запуском «Волжской перекиси» видно, как это предприятие открывает путь к целой цепочке химических превращений, конечный продукт которых увидит конечный потребитель, например, в виде изделий из полиуретана.

Из этой же истории понятно, что даже крупные коммерческие структуры, в данном случае группа «Оргсинтез», прибегают к государственной поддержке при реализации своих проектов. Без участия государства в крупнотоннажных химических и нефтехимических проектах обойтись очень сложно.

Анализ информации о нашей нефтехимической и химической промышленности показывает, что процессы, протекающие там, необходимо рассматривать очень комплексно. Наша нефтехимическая и химическая индустрия должна развиваться целостно, как единый организм.

Химические вещества, технологии, производственные площадки, инженеры, разработчики, госслужащие и, наконец, потребители — все находятся в одной большой лодке, где все зависят друг от друга. А значит, без возрождения освоенного нашей страной в прошлом веке подхода с государственным планированием, с учетом современных реалий, возродить технологическую независимость нашей страны не получится.