Войти используя аккаунт
Войти используя аккаунт:
Логин Пароль Забыли свой пароль?

Блоги

12.02.2018 / 21:56

Все позади: придется обернуться. Поликарбонат.

«Лева нога – сено, права нога – солома.

Помни науку…

Шагом, - сено – солома, сено – солома…»

A. Н. Толстой, «Петр первый»

Фосген пахнет прелым сеном, и если в цеху имеется хотя бы малейший пропуск фосгена, то постоянное чувство, что лицо грязное и хочется умыться. Ну а если не малейший, то тебя умоют другие в специально отведенном месте. Фосген представляет собой бесцветный газ, который очень ядовит, но только при вдыхании паров. При температуре ниже +8,2 °C он конденсируется в бесцветную жидкость.

Мы уже говорили о фосгене в связи продуктами и прямо, и косвенно влияющими на обороноспособность страны. Говорили, что одной из причин отсутствия собственных изоцианатов и полиуретанов в стране является паническая боязнь фосгена, причем необоснованная, так как правила безопасности для фосгена аналогичны правилам по хлору, не жестче.

Поликарбонат – это один из тех продуктов, который можно получать как по фосгеновой, так и по безфосгеновой технологии. Причем ниша на рынке имеется как для одного, так и для другого, и эти ниши, чего уж греха таить, разные: поликарбонат, получаемый без фосгена, по ряду показателей не может достичь тех показателей, которые доступны с использованием фосгена. Такова жизнь, против законов химии не попрешь. Но и на том спасибо, так как и МДИ, и ТДИ, которые тоже можно получать без фосгена, не нашли места на рынке: уж слишком хромает качество по отдельным параметрам.

В чем же разница фосгеновых и безфосгеновых технологий для поликарбоната?

Вот вариант №1: без фосгена. Дифенил карбонат получают через окись этилена, этилен карбонат, диметил карбонат:

1.png

Далее сополимеризация бисфенола А и дифенил карбоната:

2.png

По балансу Asahi Kasei (блок схема на рисунке ниже) общие инвестиции – порядка $520,4 тыс.

3.png

Переходим к варианту№2: с фосгеном. Дифенил карбонат через фосгенирование фенола:

4.png

Далее полимеризация бисфенола А и дифенил карбоната, как и в примере выше. По балансу Mitsubishi Chemical (на блок-схеме ниже) общие инвестиции – порядка $513,14 тыс.

5.png

Не сложно заметить, что квадратиков (т. е. стадий процесса) в схеме без фосгена больше, чем с фосгеном. Если говорить по-простому, то получение поликарбоната по схеме без фосгена – это примерно то же самое, что чесать правое ухо левой рукой. Попробуйте!

Но капитальные затраты сопоставимы между собой. Операционные затраты тоже близки, в итоге разница в инвестиционных показателях двух таких проектов – в пределах точности прогнозирования цен на сырье и продукцию, то есть ее практически нет. В случае привозного бисфенола капитальные затраты снижаются практически в два раза: для варианта №1 составляют $248,5 тыс., а для варианта №2 – $276,8 тыс. Расчет затрат осуществлен не для условий РФ, чтобы не начали выдумывать. Нет, кстати, и необходимости приводить абсолютные цифры по потреблению сырья. Все, кому это интересно, могут получить их у лицензиаров технологий на актуальную дату.

Что же в сухом остатке: никакой разницы, и совершенно незачем бросаться грудью на фосгеновую амбразуру? Увы, но нет. Качество, и еще раз качество. Любой коммерсант, работающий на рынке поликарбонатов, объяснит различия очень доходчиво: козырьки для киосков можно делать из любого поликарбоната, но если мы переходим в область лазерных дисков, оптического и сотового поликарбоната, то уже не из любого. Закончим эти рассуждения: что построено, то построено.

Обратили внимание на заголовок? Все позади: придется обернуться. Почему обернуться? А потому, что в Дзержинске на заводе «Заря» еще в 2002 году работало производство поликарбонатов. Странное, надо сказать, производство, но с отличным качеством. Странное потому, что появилось оно в середине 1960-х по проекту п/я 2418, но в основе была документация Dow. В конце 80-х производство устойчиво работало на проектную мощность 3,5 тыс. тонн в год. Дальше как и все в химии начало сыпаться, и в 2002 году стадия синтеза у «Зари» была на 2,8 тыс. тонн в год, осаждения – 2,4 тыс. тонн в год, грануляции – 3,0 тыс. тонн в год, но вот сушки - лишь на 0,5 тыс. тонн в год, поскольку сушилки вышли из строя, а новые не приобретались.

Производство поликарбонатов менеджмент завода «Заря» передал в аренду НПФ «Карбохим», но без права выкупа и возможности взять цех в долгосрочную аренду. Какой смысл был новым арендаторам вкладываться в оборудование при таких условиях? Фосген для поликарбоната привозили в хлорных вагонах-цистернах с соседнего завода «Корунд», бисфенол привозили из Уфы (в то время он еще был хорошего качества, не то, что перед закрытием в 2015 году). А «Заря» приказала долго жить (кому интересно, как выглядят мертвые заводы, здесь отличный фоторепортаж), и это при том, что имела собственную ТЭЦ, а по ряду продуктов была монополистом. В общем, жадность менеджмент сгубила.

Вернемся к поликарбонату на «Заре». Сложно судить, что было в начале работы цеха поликарбоната (после того, как «почтовый ящик» сделал копию процесса с документации Dow). Но когда в 2000 году я собственными глазами видел производство и расходные нормы, и качество продукции, впечатление оставалось «как в сказке». Впрочем впечатления и сказку к делу не пришьешь, а сравнивать было с чем. В 1988-89 годах «Уфахимпром» закупил у Tecnimont «полный комплект» для производства поликарбоната на 10 тыс. тонн в год: документацию, оборудование, лицензию и т. д. Бисфенол, как я уже говорил, был свой, генерация фосгена входил в поставку: бери и строй. Кстати, в тот же период были закуплены ТФК и ПЭТ для строительства завода полиэфирных волокон в башкирском Благовещенске. Но если ПЭТ и ТФК все же родились в 2007 году из оборудования, привезенного в конце 80-х, то поликарбонату не повезло: попилили его беднягу на лом. Но документация, конечно, осталась.

Плох тот технолог, который не сравнит себя с соседом. Ниже таблица сравнения поликарбоната «Зари» и поликарбоната «Уфахимпрома» (так и не родившегося), для которого даны гарантийные показатели качества. Расходные показатели даны на тонну выпускаемой продукции (расходы на энергоносители на «Заре» значительно ниже, так как фосген не производился, а доставлялся с завода «Корунд»). Принципиальное различие в процессах заключалось в том, что вместо водного высаждения используется ротороно-плёночное испарение, что сокрашает расход воды на высаждение, но требует идеальной герметичности оборудования:

Сырье, реагенты. Энергоресурсы

Ед. изм

«Уфахимпром», Tecnimont. 10 тыс. тонн в год

«ЗАРЯ», НПО «Карбохим» 3,5 тыс. тонн в год

НИИПМ

Натр едкий

т

0,496

Доставка фосгена с завода Корунд

0,450

Моноксид углерода

т

0,138

0,148

Хлор

т

0,335

0,330

Хлорбензол

т

0,011

0,011

0,008

Бисфенол А

т

0,927

0,930

0,900

Метиленхлорид

т

0,030

0,010

0,010

Фенол

т

0,013

0,012


Фосген

т

0,464

0,464

0,450

Вода оборотная

м3

0,351

0,293

0,300

Холод, Т= минус 20С

Гкал

0,374

0,150

0,120

Вода деминерализованная

м3

9,3

12,4

11,00

Пар 15 бар

Гкал

9,15

7,4


Воздух технический

м3

0,142

0,126


Азот

м3

0,127

0,125


Электроэнергия

Тыс. кВт ч

3.98

2,5


Каким образом «Заря», а вернее НПО «Карбохим», смогли достичь расходных показателей на уровне Tecnimont, сейчас мало кому известно, но все может быть. Смогли же они на стадии высаждения заменить ацетон на горячую воду и не потерять качество поликарбоната.

В начале 2000-х годов НИИПМ вышел с официальной презентацией собственного процесса поликарбонта, расходные показатели которого вы также видите в таблице. Вот одна из цитат: «Предлагаемый процесс производства поликарбоната (ПК) разработан ОАО «НИИПМ» и является результатом многолетней работы большой группы высококвалифицированных специалистов…с целью обеспечения его эффективности, экологической чистоты и высокого качества продукта. Разработанный процесс основан на оригинальном синтезе методом межфазной поликонденсации динатриевой соли дифенилолпропана в смеси органических растворителей (хлорированные углеводороды) и позволяет получать поликарбонат высочайшего качества с низкими материальными и энергетическими расходами при практическом отсутствии вредных стоков и газовых выбросов». Ну и так далее, включая показатели качества на тот период разработки процесса, которые и приведены в таблице.

Показатели

Ед.

Метод испытания

Базовые марки ПК

Высокая вязкость (экструзия)

Средняя вязкость (литье, экстру-зия)

Сред-няя вяз-кость (литье)

Низкая вязкость (литье)

Показатель текучести расплава

г/10мин

DIN

537 35

t=3000С

Р=1,2 кг

1-4

4,1-7

7,1-12

12,1-18

Относительное удлинение при разрыве

%

DIN

534 55

(тип об-разца 3)

>100

>100

>100

>90

Предел текучести растяжений

МПа

-«-

>60

>60

>60

>55

Ударная вязкость на образцах с надрезом

кДж/м3

DIN

53 453

(тип об-разца 3)

>35

>30

>30

>20

Модуль упругости при растяжении.

МПа

DIN

534 55 (тип об-разца 3)

2400-2200

2400-2200

2400-2200

2400-2200

Я не привожу сравнение показателей качества, декларируемых НИИПМ, ни с «Зарей» (т. е. НПО «Карбохим», в оригинале Dow), ни с «Уфахимпромом», (т. е. Tecnimont), ни с современными марками продаваемого на рынке поликарбоната. Оставим это удовольствие для заинтересовавшихся зрителей. Суть же заключается в том, что в России существует собственный процесс производства поликарбоната по фосгеновой технологии. Ну а о её плюсах в отношении качества мы уже поговорили.

Вернуться в раздел