Схемы производства мономеров и полимеров в составе газохимического кластера Селезнёв А.В. к.х.н., Главный химик ОАО «Саянскхимпласт» E-mail: [email protected] Производство пластмасс в мире и странах Европейского Союза 2 Глобальное распределение производства пластиков по миру 3 Спрос на различные виды полимеров в странах ЕС 4 5 Состояние и прогноз спроса на основные виды продукции со стороны внутреннего рынка, тыс. т Наименование продукции 2006 г. 2010 г. 2015 г. 2015 г. в % к 2006 г. Полиэтилен 1206 1670 2470 204,8 Полипропилен 423 670 960 227,0 Полистирол и сополимеры стирола 325 465 670 206,2 Поливинилхлорид и сополимеры 742 905 1470 198,1 Полиэтилентерефталат 449 695 935 208,2 Поликарбонат 22 50 60 272,7 6 Состояние и прогноз спроса на основные виды продукции со стороны внутреннего и внешнего рынка, тыс. т Показатель Синтетические смолы и пластические массы 2006 г. 4829,1 2015 г. 9790,0 2015 г. в % к 2006 г. 202,7 7 Российские заводы: производственные мощности по ПВХ суспензионному Местонахождение 8 Мощность по ПВХ-С тыс. т % Саянск, Иркутская область 320 34,8% Стерлитамак, Башкортостан 210 22,8% Волгоград 90 9,8% Кстово, Нижегородская область 300 32,6% ВСЕГО 920 100% Рынок ПВХ в России. Перспектива (План 2030) Прогноз потребления и производства ПВХ в России +900 2500 2357 (+109,5%) 2000 1722 Тыс.тонн 1500 1000 1528 1528 774 822 500 0 2015 -48 … 2020 2030 -194 -500 -1000 Производство, тыс т -829 Потребление, тыс т Чистый экспорт o Объем потребления ПВХ в 2014 - 2015 гг. снизился вслед за замедлением в строительной отрасли o В случае восстановления экономического роста объемы потребления способны возрасти на 20-30% за короткое время o В долгосрочном плане ПВХ имеет отличный потенциал роста, поскольку объемы потребления на душу населения значительно ниже развитых стран 9 Компоненты природного газа основа для производства химической продукции Метан Этан Пропан Бутан Мономеры: Этилен Пропилен Винилхлорид и др. Интермедиаты : Метанол Диметиловый эфир Уксусная кислота Бензол, толуол и др. Полимеры: Полиэтилен Полипропилен Поливинилхлорид Полистирол Полиэфиры Поливинилацетат Поливиниловые спирты Полиуретаны Поликарбонаты 10 Стоимость продукции, произведённой из 1млн.британских термических единиц природного газа Переработка природного газа в химическую продукцию с высокой добавленной стоимостью эффективнее реализации газа без переработки. 11 Газохимия. Глубокая переработка ПГ в продукцию с высокой добавленной стоимостью возможна только при широкой кооперации, что можно решить путём создания Газохимического кластера. «Планом 2030», утверждённого приказом Минэнерго России от 1 марта 2012г. №79, предусмотрено формирование 6 нефтегазохимических кластеров, в т.ч. Восточно-Сибирского в Иркутской области. Условия формирования кластера – возможность поставки ПГ с КГКМ, в соответствии с распоряжением Правительства РФ № 1686-р от 31.08.2015г., предусматривающего создание газопровода Ковыкта-Саянск-Иркутск. АО «Саянскхимпласт» может стать кластера. центром газохимического Этилен - ключевой мономер в синтезе полимеров Крекинг нафты (прямогонного бензина) Крекинг этана и(или) фракции С2+ Крекинг ШФЛУ ЭТИЛЕН Крекинг газойля Метанол в олефины (МТО) Окислительная конденсация метана (ОКМ) 13 Выходы продуктов для разных видов сырья 14 С1 Химические процессы для синтеза мономеров. 15 Процесс МТО Метанол этилен+ пропилен+бутены Метан Селективность по этилену и пропилену около 80%. Катализатор SAPO-34, 400500°С Синтез - газ Этилен + H2O Метанол Катализатор D oC Пропилен + H2O Бутены + H2O Побочные продукты H2 , COX ,C1-C4 Парафины , C5+ ,Кокс 16 17 18 19 В Китае построен и запущен в работу комплекс по газификации угля, синтеза метанола, его конверсии в этилен и пропилен и производства полиэтилена и полипропилена. Завод построен около города Baotou во Внутренней Монголии. Проект реализовывала Shenhua Group Baotou CTO. Полный запуск комплекса осуществлён 29 сентября 2010 г. с выходом на загрузку мощностей всех установок на 98%. Технология конверсии метанола в олефины разработана в Китае (DMTO) Источник: 2nd China Coal to Olefins Conference 2010, Beijing 22-23.11.2010 20 Распределение установок МТО в КНР Красным отмечены эксплуатируемые установки, желтым – те, что находятся на стадии проектирования, строительства. На октябрь 2015 г. в эксплуатацию запущены 20 установок МТО совокупной мощностью 7,79 млн. тонн/год по олефинам. Еще 33 установки МТО находятся на разных стадиях реализации от проектирования до строительства. Большинство существующих и планируемых для реализации проектов в прибрежной зоне ориентированы на метанол, импортируемый из США и Ближнего Востока. 20 Ведущие лицензиары процессов МТО/МТР Логотип Разработчик технологии Наименование технологии Даляньский институт химической физики КАН DMTO (Даляньский метанол в олефины) UOP MTO (США) (метанол в олефины) Sinopec SMTO (КНР) Lurgi (метанол в олефины компании Sinopec) MTP (Германия) (метанол в пропилен) Tsinghua University FMTP (КНР) (метанол в пропилен в реакторе кипящего слоя) Статус технологии Объем производства олефинов, тыс. тонн/год 2015 2016 2020 промышленное внедрение 4 860 9 030 16 980 промышленное внедрение 600 1 500 3 000 промышленное внедрение 220 2 020 4 110 промышленное внедрение 2 110 2 110 3 710 промышленное внедрение в краткосрочной перспективе --- 200 800 7 790 14 860 28 600 Совокупная мощность установок по олефинам 21 Процесс LURGI “Methanol to Propylene” (MTP) 23 24 Процессы синтеза мономеров из компонентов природного газа и нефтяного сырья 25 pic: UOP/Hydro 2003 adapted Схемы производства полимеров на базе ресурсов природного газа и каменной соли. 26 27 Схема получения винилхлорида из метана 5CH4 + 5HCl + 2.5O2 = 5CH3Cl + 5H2O (1) 5CH3Cl = C2H4 + C3H6 + 5HCl (2) 5CH4 + 2.5O2 = C2H4 + C3H6 + 5H2O (3) Винилхлорид – мономер (ВХМ) для получения ПВХ производится на сегодня практически во всём мире по сбалансированному методу. C2H4 + 0.5Cl2 + 0.25O2 = C2H3Cl + 0.5H2O (4) Балансовое уравнение синтеза ВХМ по сбалансированному методу из метана, через промежуточный этилен: 5CH4 + 0.5Cl2 + 2.75O2 = C2H3Cl + C3H6 + 5.5H2O (5) 28 Схема производства поливинилацетата и поливиниловых спиртов в составе газохимического кластера Природный газ О2 от установки Фракционирование фракционирования воздуха Метан Синтез газ С2+ Этилен Уксусная кислота Метанол Моноксид углерода Винилацетат Поливинилацетат На рынок Поливиниловые спирты На рынок На производство ПВХ 29 Схема производства поликарбонатов в составе газохимического кластера Природный газ Газовый конденсат Фракционирование Метан С2+ Этилен Синтез газ К установке производства ПВХ Пропилен Метанол Кумол Бензол Фенол Ацетон Бис(фенол) А Фосген Хлор от установки электролиза Поликарбонаты на рынок Хлористый водород к установке ВХМ и ПВХ 30 Полиуретаны – уникальные полимеры с широким спектром физико-механических свойств. Полиуретаны производятся из полиэфиров и полиизоцианатов, сыръём для производства которых является окись пропилена и анилин. Ситуация на Российском рынке полиуретанов: • • • • По данным аналитического отдела компании CREON последние пять лет ежегодный темп роста спроса на полиуретаны колебался от 12 до 23%. Объём спроса на полимер вырос со 130 тыс.тонн в 2000 году до 329.8 тыс.тонн в 2007 году. Производство полиуретанов полностью зависит от импорта! В 2007 году импорт полиэфиров составил 44.5 тыс.тонн (доля импорта 35%) ; полиизоцианатов 162.39 тыс.тонн (доля импорта 100%). Дефицит покрывается за счёт ввоза готовых полимеров и изделий. В 2010 году планировался объём потребления полиуретанов около 439 тыс.тонн Структура потребления полиуретанов 13,5 33,7 9,7 10,1 24,9 мебельная промышленность автомобилестроение, вагоностроение и др. холодильная техника трубопроводный транспорт строительство 31 32 Схема производства полиуретанов в составе газохимического кластера Природный газ Газовый конденсат Фракционирование Метан С2+ К установке производства ВХМ и ПВХ Этилен Синтез газ Пропилен Метанол Пропиленоксид Бензол Полиэфирные полиолы Анилин Фосген Хлор от установки электролиза Метилендиизоцианат (МДИ) Полиуретаны Хлористый водород к установке ВХМ и ПВХ 33 Продуктовая линейка ГХК с ресурсами каменной соли: Поливинилхлорид (ПВХ) Метанол Пропиленоксид Полиэфиры Уксусная кислота Поливинилацетат (ПВА) Поливиниловые спирты (ПВС) Метилендиизоцианат Полиуретаны Ацетон Бис(фенол) А Поликарбонаты 34 В Иркутской области наиболее благоприятная обстановка для реализации подобных схем. • Наличие ресурсов каменной соли и углеводородного сырья; • Развитая инфраструктура; • Наличие квалифицированных кадров и развитой социальной инфраструктуры; • Транссибирская магистраль для транспортировки продукции с высокой добавленной стоимостью. 35 ОАО «Саянскхимпласт» оптимальная производственная площадка для реализации проектов производства мономеров и полимеров на основе ресурсов природного газа и каменной соли в составе газохимического кластера. • Расположено непосредственно в районе залежей каменной соли и недалеко от месторождений природного газа; • Наличие современного производства хлора и каустика с развитой инфраструктурой; • Наличие современного производства мономеров и мощных установок полимеризации; • Наличие квалифицированных кадров имеющих большой опыт работы с хлором и фосгеном; 36 37 Спасибо за внимание! 38
