ПОЛИВИНИЛХЛОРИД Состояние, развитие, прогноз. Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез» (НИИЦ «Синтез») Трегер Юрий Анисимович Генеральный директор, доктор химических наук, профессор 2012 год II Международный форум «БОЛЬШАЯ ХИМИЯ»

2 Основные свойства поливинилхлорида -долговечность: трубы, оконные профили, кабельная изоляция, срок эксплуатации до лет; - стойкость к климатическим условиям; - повышенная огнезащищенность; - перерабатываемость: одно окно из ПВХ – одно сэкономленное дерево; - свариваемость; - стойкость к химикатам, маслам, углеводородам; - смешивание с добавками – получение широкого спектра изделий.

3 Использование ПВХ в различных областях в США и Канаде Область применения % от общего объема Трубы, фитинги 45 Строительство 30 Сайдинг 15 Окна и двери 6 Профили 4 Напольные покрытия 3 Кровельные материалы 1 Другие строительные материалы 1 Область применения % от общего объема Потребительские материалы 8 Упаковочные материалы 6 Электротовары / электроника 6 Транспорт 2 Предметы домашнего обихода 2 Другие области 2 Источник: Поливинилхлорид / Дж.Саммерс, Ч.Уилки, Ч. Даниэлс (ред.). Пер. с англ. под ред. Г.Е.Заикова.- СПб.:Профессия, 2007 г. – с. 660.

4 Мировой рынок ПВХ

5

6

7 Рынок ПВХ г.г.(%) США и Канада Западная Европа С.-В. АзияРоссия Трубы и фитинги Профили и пленки Напольные покрытия Кабельный пластикат Тара и упаковка 3222 Прочие Источник: CMAI

8 Использование пластмассовых труб в системах водоснабжения Скандинавия (1997г) - 87% Внутренние трубопроводные сети: Швейцария- 69,3% Финляндия- 50,8% Германия- 46,2% Нидерланды> 40% Источник: Колорэкспайл (концерн FIRAT)

9 Рынок пластмассовых труб в Западной Европе* 49%- канализационные 5%- газовые 21%- водопроводные 4%- промышленного назначения 9%- сельскохозяйственного назначения 8%- токопроводящие 4%- тепловые Источник: *European Chemical News – Vol.78, N P.9

10 Структура российского рынка ПВХ в 2008 г. Источник: Хазова Т.Н. Российский рынок поливинилхлорида: стремление к абсурду. – 2009г

11 Структура российского рынка ПВХ в 2009 г. Источник: Хазова Т.Н. Российский рынок поливинилхлорида: посткризисное оживление. – 2010г.

12 МОСКВА (Маркет Репорт) -- В 2010 году потребление ПВХ в России выросло на 34% по сравнению с предыдущим годом. В натуральном выражении емкость рынка несмешанного ПВХ, а также нетто- импорта компаундов и паст в пересчете на смолу составила тыс. т, сообщается в Ежегодном обзоре компании Маркет Репорт. Потребление ПВХ в России превысило 1 млн. тонн

13 Выпуск и потребление поливинилхлоридной смолы и сополимеров винилхлорида, тыс.т Источник: Ягуд Б.Ю Состояние хлорной промышленности России. – 2012г

14 Поливинилхлорид (ПВХ) в России Доля импорта ПВХ на российском рынке год% , , ,

15 Предприятие Мощность, тыс.т /год ПроизводствоСырье Настоящее время Перспектива (2015 г. и далее) ОАО «Саянскхимпласт» и далее Этилен ОАО «Каустик», г.Стерлитамак Этилен ОАО «Пласткард», г.Волгоград Нафта ОАО «Химпром», г.Волгоград 30 22Ацетилен ОАО «Сибур-Нефтехим» (завод «Капролактам», г.Дзержинск) 42-34Этилен ООО «Русвинил» (нефтехимический завод, г.Кстово) 330Этилен Итого: 622до Поливинилхлорид (ПВХ) в России

16 Поливинилхлорид (ПВХ) в России Тормоз для развития ПВХ в России – отсутствие этилена Импортозамещение особенно актуально для ПВХ

Сбалансированный процесс получения винилхлорида на основе этилена Воздух (кислород) ДХЭ HCl ДХЭ Этилен Хлор ВХ Окислительное хлорирование этилена Крекинг ДХЭ Прямое хлорирование этилена Основные преимущества технологии: процесс полностью сбалансирован по исходному сырью; высокая единичная мощность реакторных узлов.

18 Стадии сбалансированного процесса 1.Прямое хлорирование этилена С 2 H 4 + Cl 2 C 2 H 4 Сl 2 (дихлорэтан) Жидкая фаза, катализатор FeCl 3, Т= С 2. Окислительное хлорирование этилена С 2 H 4 + 2HCl +0,5 O 2 C 2 H 4 Сl 2 (дихлорэтан) +H 2 O Газовая фаза, катализатор CuCl 2 /носитель, Т= С 3. Крекинг дихлорэтана 2C 2 H 4 Сl 2 2C 2 H 3 Cl (винилхлорид)+ 2HCl Газовая фаза, объемный процесс, Т= С

Пути получения олефинов из природного газа Природный газ МетилхлоридСинтез - газ Метанол Диметиловый эфир Этилен Пропилен Хлор CH 4 + HCl + O 2 Окислительная димеризация 19

20 Переработка природного газа в олефины. ПроцессТехнологияРазработчикПреимуществаНедостатки МТОМетанол в олефины UOP (США) Norsk Hydro (Норвегия) Total (Франция) Отработанность процесса. Возможность сбыта метанола. Сложность схемы из-за присутствия оксигенатов. ДМТО Диметиловый эфир (ДМЭ) в олефины ИНХС РАН им. А.В.Топчиева; Даляньский институт химической физики (Китай) Эффективная схема получения ДМЭ. Доступный катализатор. Те же, что и в МТО. Необходимость отработки пиролиза в опытном масштабе. МХТО Метилхлорид (МХ) в олефины НИИЦ «Синтез» Более простая схема из-за отсутствия стадии получения синтез-газа и отсутствия оксигенатов. (Fox J.M. и др. Chem. Eng. Progr., 1990, т. 86, 1, стр.86-98) Большое количество МХ в рецикле. Необходимость отработки реакторного узла в опытном масштабе.

21 Процесс МТО (UOP) Конверсия метанола~ 100% Выход С 2 Н 4 и С 3 Н 6 ~ 80% То же с рециклом С 4 -С 6 – 85-89% Мощность опытной установки в Норвегии (HYDRO) – 0,75 т CH 3 OH в сутки Мощность опытно-промышленной установки в Бельгии (TOTAL) –10 т CH 3 OH в сутки CH 4 CO + H 2 метанолсинтез-газ этилен CH 3 OH пропилен

22

23

24 Схема реакторного блока 1 – отстойная зона реактора; 2 – зона форсированного псевдоожиженного слоя 3 – решетка; 4 – переходный конус; 5 – отпарная секция; 6 – лифт-реактор; 7 – коллектор водяного пара; 8 – эжектор; 9 – воздухораспределитель; 10 – горизонтальные секционирующие провальные решетки; 11 - зона псевдоожиженного слоя; 12 – регенератор; 13 – газосборник; 14 – циклоны. Источник: Крекинг нефтяных фракций на цеолитосодержащих катализаторах / Под ред. С.Н.Хаджиева. – М.:Химия, 1982 – с. 242

25 Новые производства в Китае, пущенные в г. г. по технологии МТО и МТР Два завода (МТО) – по 300 тыс.т этилена и по 300 тыс.т пропилена Два завода (МТР) – по тыс.т пропилена В ближайшие 5 лет – 10 заводов суммарной мощностью 5 млн. т олефинов в год Источник: Rupec,

26 Сравнительный анализ капитальных затрат процессов переработки природного газа в углеводороды (в млн. долларов) Окислитель- ная конденсация Парциаль- ное окисление Оксихло- рирование MTG- метанол в бензин Процесс Фишера- Тропша Капитальные затраты на технологическое оборудование 273,2346,9 218,4 261,1240,0 Источник: Fox J.M,// Chem. Eng. Prog. – V.86. – P.42. Как видно, наименьшие затраты получились для процесса через стадию оксихлорирования метана.

27 превращение хлористого метила в олефины n CH 3 Cl C 2 H 4 + C 3 H 6 + C 4 H 8 + др. углеводороды + n HCl Катализатор – SAPO - 34 Конверсия хлористого метила – 80% Селективность по этилену и пропилену – 80-85% Температура – о С оксихлорирование метана n CH 4 + n HCl + n/2 O 2 n CH 3 Cl + n H 2 O Получение олефинов из природного газа через хлористый метил

28 Суммарный материальный баланс производства поливинилхлорида из природного газа Фракция С 3 -С 4 сжиженный бытовой газ 48 тыс. т/год Фракция С 5 + бензин 3,8 тыс. т/год Пропилен 156 тыс. т/год Хлористый водород Кислород 574 млн нм 3 /год Природный газ 1,13 млрд нм 3 /год Оксихлорирование метана Хлористый метил Пиролиз хлористого метила Разделение Этилен 200 тыс. т/год Поливинилхлорид 400 тыс. т/год Метановая фракция 520 млн нм 3 /год Производство энергии 3700 Гкал

29 Выводы: 1.Спрос на изделия из полимеров, в том числе из ПВХ, развивается активно и динамично. В г.г. спрос превысил предложение более чем на 30%. 2.Дефицит обеспечивается импортом. В г.г. импорт ПВХ превышает собственное производство более чем на 50%. 3.Использование ПВХ в производстве труб крайне низкое и отстает от среднемирового применения. 4.Сдерживающим фактором развития собственных производств ПВХ является отсутствие этилена. 5.Одним из источников этилена может являться природный газ. Перспективным направлением переработки природного газа является его превращение в олефины (этилен и пропилен) через промежуточные продукты (метанол, диметиловый эфир). Для хлорных заводов таким промежуточным продуктом может быть метилхлорид.

30 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! ООО НИИЦ «Синтез» , г. Москва, проспект Вернадского,86 Тел.: (495)