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

Блоги

29.01.2014 / 11:24

Забытые рецепты. Часть вторая.

«Излишняя скромность – это еще больший недостаток,

чем излишняя самоуверенность»

Недавно коллеги поделились презентацией «Стратегия химической промышленности России на период до 2030 года», которую на международной конференции «Конструкционные полимеры» в конце декабря прошлого года представила компания Strategy Partners Group – консультант Минпромторга по разработке одноименного правительственного документа.

В немалой степени эта презентация посвящена проблемам малотоннажной и специальной химии, по которой констатируется капитальный провал и полная зависимость России от импорта. И честно говоря, за прошедшую пятилетку, а то и две, этот документ – лучший из всех тех, которые мне приходилось видеть. И вот почему.

За основу всего блока про спецхимию взята хорошо известная «пирамида полимеров», суть которой в том, что чем ближе расположен полимер к вершине треугольника, тем его производство технологически сложнее, а цена, соответственно, выше, чем у полимеров, которые расположены у основания треугольника.

  Pur.jpg
Аббревиатуры названий международные, поэтому нет смысла их расшифровывать. Более интересно другое – откуда взялось название этого треугольника. Для этого немного истории.

В далеком … году, в общем, когда деревья были большие, мне пришел e-mail от уже тогда не маленького нефтехимического руководителя с просьбой объяснить человеческим языком суть этой пирамиды полимеров. С обозначениями полимеров, а также где в этом треугольнике зарыты деньги, мы определились довольно быстро. Но моё замечание, что, дескать, иная интерпретация этого треугольника – очень грустная и говорить о ней не стоит, как это ни странно, вызвало живой интерес нефтехимического руководителя. Альтернативная интерпретация такова: чем меньше в стране выпускается полимеров из верхней части треугольника, тем ниже её интеллектуальный потенциал. Этот тезис если не поверг собеседника в ступор, то как минимум заставил задуматься. Пришлось объяснять, что мы не всегда были химическими дураками, что в СССР выпускалось более половины названий, которые расположены в сегментах Ultra Polymers и High Performance Polymers и, самое главное, что всё можно исправить, и остаётся только захотеть.

В упомянутой выше презентации SPG указаны 100 причин, почему мы все таки стали «химическими дураками», и 100 способов, как это всё исправить. Но, читая о реанимации, я не увидел ответа на вопрос: «Где брать технологии?».

Самый мелкий планктон, который живёт в нефтехимическом или химическом офисе, знает, что лицензию на производство, например, изоцианатов (МДИ, ТДИ), компонентов для полиуретанов, купить практически невозможно, так как потенциально её продаёт только Chematur Group, но реальное производство по факту мало кто видел.

К сожалению, на 90 % полимеров, расположенных в сегменте Ultra Polymers и High Performance Polymers, лицензии также не продаются, по крайней мере, у компаний с большими именами. А сырьевые компоненты? Например, сульфоны для полисульфонов или перекиси, которые могут являться и сырьём, и инициаторами процесса? То же самое: никто не побежит к нам, размахивая лицензиями.

В сухом остатке – лишь извечный вопрос русской классики: кто виноват, и что делать? По первому – это в другую дверь, а вот что делать, то есть где брать технологии, я попробую ответить на основании опыта изучения технологий специальных полимеров, производимых в СССР и России, а также путём сравнения этих технологий с подобными, но не в РФ и СНГ.

Начинаем. Для этого посмотрим, что за полимеры попали на верхушку треугольника в сегменты Ultra Polymers и High Performance Polymers. Исключим из рассмотрения:

- композиты PBI, PAMXD8: вот уж что-что, а в рецептуре композитов каждый набивает шишки самостоятельно;

- самоупрочняющиеся полимеры SRT, а также жидкокристаллические полимеры LCP, так как под этими названиями фигурируют десятки разнонаправленных полимерных классов, на которые имеются собственные треугольники;

- полициклогександиметилентерефталат РСТ: по какому-то странному стечению обстоятельств терефталаты рассматривались Госпланом исключительно в виде волокон, отсутствовал даже пищевой ПЭТ, что уж говорить об РСТ. В общем, по терефталатам можно почитать отдельно.

- У полиэфирэфиркетонов РЕЕК и полиэфиркетонкетонов РЕКК аналогичная ситуация, что и с терефталатами, как говорится – звёзды не сошлись;

- полиамиды, полиимиды PAI, PEI, PA-4,6, PPA - исключим их из рассмотрения не потому, что они не выпускались в СССР (проверить обратное можно, взяв справочник «Конструкционные материалы» Арзамасова и др. издания 1990 года), а потому, что с этим классом полимеров в России всё обстоит очень неплохо. Быстрый поиск в сети моментально выведет интересующихся на нужные материалы. Вкратце, мнение как российских, так и зарубежных экспертов насчет выпуска новых типов полиамидов и полиимидов на отечественных производствах сводится к тому, что это задача не техническая, а коммерческая: будут заказы – будет производство. А то, что требуется в России сейчас – выпускается.

Что у нас осталось на верхушке треугольника: полисульфоны PSU, полифениленсульфоны PPSU, полиэфирсульфоны PES, полифениленсульфиды PPS. Первые три полимера далее по тексту будут именоваться полисульфонами.

Эти полимеры уникальны по ряду причин, а именно:

- чрезвычайная химическая (в том числе к углеводородам, маслам, кислотам и щелочам) и радиационная стойкость;

- температура деструкции на 40 - 60°С выше температуры переработки;

- аморфные полисульфоны обладают более высокими оптическими качествами, чем полифениленсульфид и полиэфиркетон, более устойчивы к гидролизу, чем полиэфиримиды и полиамидимиды, жидкокристаллические полимеры, а также существенно дешевле их;

- полисульфоны используют для некоторых конструкций и герметизации ядерных реакторов в зонах максимальной радиации (герметизирующие и электрические свойства сохраняются до интегральной дозы излучения, равной 2,2∙108 рад). Они выдерживают нагревание до 200 - 250°С с одновременным облучением дозой до 1,5∙1010 рад (что имитирует работу в ядерном реакторе в течении 40 лет).

Вероятно, поэтому стоимость этих полимеров измеряется на килограмм, а не на тонну. Отлично помню фотографию начала 70-х. Лист полисульфона толщиной чуть более 1 см. Под ним газовая горелка с температурой пламени 450 °С, а на листе сидит кошка.

Используются:

- в машиностроении 10 %;

- электротехнике/электронике 15 – 16 %;

- строительстве 15 – 16 %;

- медицине 20 %,

- в автомобилестроении 19 – 20 %;

- в других отраслях 19 – 20 %.

Мировой выпуск полисульфонов незначительно превышает 100 тыс. тонн. Первое промышленное производство было освоено в 70-е годы в США, а уже в середине 80-х были пущены промышленные производства полисульфона мощностью 200 т/год на Шевченковском заводе пластмасс (Казахстан), производство мономера 4,4'-дихлордифенилсульфона мощностью 300 т/год на ПО «Капролактам» – в Дзержинске. Все разработки, или как принято сейчас говорить, лицензии, принадлежали ВНИИПМ. Не будем вдаваться в технологию, нет в этом необходимости, достаточно отметить, что технология ВНИИПМ принципиально имеет мало отличий от примененной на заводах по выпуску полисульфонов, построенных такими компаниями, как Solvay Advanced Polymers, Sumitomo Chemical, BASF. Обратите внимание на слово «принципиально», так как оно нам пригодится.

Производство в Казахстане кануло в Лету вместе с Советской властью. В Дзержинске производство полисульфонов, как и ряд других производств (цианурхлорида и симазина, тетраэтилсвинца и перекиси терефталоилхлорида, полиизоцианатов и порофоров, фенилметилуретанов и бутилметакрилатов, а также еще два десятка других) умирали тоже быстро, и, казалось бы, без видимых причин. Действительно, что это за обоснование для закрытия мощности, что «требуется модернизация»? Например, СИБУР – честь ему и хвала за это, – уже трижды расширял свою мощность ПЭТ в Твери, а сейчас делает аналогичную операцию в Благовещенске, хотя технологиям и в том, и другом случае уже по два-три десятка лет.

В судьбе дзержинской химии яркая иллюстрация - производство тетраэтилсвинца (ТЭС), которое было закрыто, ссылаясь на вредность. Ну, во-первых, химия вся вредная. А во-вторых, после закрытия ТЭС в Дзержинске, мощность этого же продукта в благополучной Англии увеличилась ровно на величину закрытия в Дзержинске, в результате англичане – монополисты по производству ужасно вредного ТЭС.

Подобная ситуация происходила и с другими перечисленными продуктами. Производства в Дзержинске останавливались, и абсолютно аналогичный продукт начинал приходить по импорту. Чем то напоминает самолётостроение, не правда ли?

Тем не менее, памятуя о славном прошлом Дзержинска, встает вопрос: а можно ли масштабировать старый процесс производства сульфонов и полисульфонов с 200-300 тонн в год, до современных мощностей в 3-5 тыс. тонн в год на базе регламентов (читай, лицензий ВНИИПМ) тридцатилетней давности? Ответ – нет, нельзя. Да и нет в этом необходимости, так как те, кто бывали на перечисленных производствах тех лет, понимают, что это были не самые лучшие производства в мире по технологическому сервису. Впрочем, за «бугром» в то время ситуация была аналогична, а кое-где также осталось и поныне.

Поэтому, не нужно масштабировать прошлое технологическое оформление процессов производства полисульфонов, а вот воспользоваться регламентами ВНИИПМ (лицензиями) и создать современное производство на базе собственной лицензии (помните, я говорил, обратите внимание на слова «принципиально не отличаются»?) очень даже запросто, и что самое главное, очень не дорого.

Надеюсь, вы догадались, что я не зря упоминал полиизоцианаты, МДИ, перекись терефталоилхлорида, арамидные нити для кевлара (марка пара-арамидного волокна). Добавьте сюда перекись лаурила и кучу других перекисей, гербициды на основе симазинов и бактерицидные препараты на основе цианурхлорида и т. п. На всё перечисленное и на многое другое имеются собственные регламенты («лицензии»), а собственные производства остались в далеких 90-х. Перечислять можно долго, читателю проще открыть государственный документ открытого пользования по продуктам двойного назначения или историю предприятий химической промышленности и увидеть, что количество продуктов, выпускаемых в конце 80-х и в конце 90-х, отличается в разы. Поэтому не будем о грустном, гораздо интереснее узнать, как, имея собственный регламент («лицензию»), восстановить утраченное производство, но с учётом всего, если не лучшего, то исправно работающего по аналогичным процессам в мире? Есть ли подобные примеры в мировой практике?

Конечно, причём даже и без разработки собственных регламентов (лицензий), но кто же вам расскажет, как делается «China copy»? (Кстати этот термин стал уже почти официальным, заводы строятся и работают, причём, строятся быстрее, чем у лицензиаров, да и работают не хуже).

Итак, как сделать ЭТО, на основе собственных регламентов («лицензий»):

- определить, реинкарнацию чего мы хотим делать, и кто это проектировал;

- выяснить, живы ли эти проектировщики, как организации (по сути, интересуют только архивы);

- узнать, нет ли «за бугром» в продаже подобного б/у производства. Как правило, «старьевщики» с удовольствием копируют и продают документацию по сходной цене, если вы не хотите покупать завод целиком. Завод можно продать один раз, а копии документов много раз. Бизнес есть бизнес, причём всё легально. Сайты «старьевщиков» знает каждый, кто занимается перетаскиванием заводов с места на место, да они и не являются тайной, это же официальные компании;

И, далее:

- если подобный завод в продаже есть (вероятность этого, конечно, зависит от названия полимера), то считайте, что половину пути реинкарнации вы уже прошли;

- дополнительно к собственным архивным регламентам («лицензиям») покупаем техническую документацию на идентичный процесс, но в другом авторстве. Смешно, но это факт - иногда документация продаётся с лицензией;

- грамотный процесс-инженер с базовым нефтехимическим или химическим образованием технолога (а лучше, если их несколько штук) совместно с проектировщиком, который имеет хороший опыт проектирования химических или нефтехимических производств глядят в два проекта, тот который собственный и тот, который купленный. Глядят они недолго, так как увидеть надо всего четыре вещи:

· описание процесса - 10-30 листов;

· PFD (поточные схемы) - 5-10 листов;

· PID (технологические схемы) - 50-100 листов;

· спецификацию оборудования - 20-30 листов;

Ну а дальше все известно. Из практики и опыта, для понимания процесса достаточно одного, максимум двух месяцев, после этого можно смело браться за Feasibility study (или ТЭО). Конечно, к выполнению этой задачи привлекаются и другие специалисты – электрики, механики, частично КИПовцы и DCSники, и, понятное дело, строители и экономисты;

Осталось понять, во что обошлась вся история, о которой мы сейчас говорили, причем в самом худшем варианте, когда «старьевщики» заломили за документацию невменяемую цену. Сколько стоит невменяемость? Самая крутая невменяемость, которую я видел, это €3,2 млн за копию полного пакета документации, включая копии паспортов аппаратов на производство

для завода по выпуску одного из инженерных пластиков из группы High Performance Polymers. Завод имел возраст 20 лет и переезжал с одного конца Евразии на другой конец.

Так что в итоге получится ну никак не больше €5 млн, даже с учетом бесценного труда процесс-инженеров и проектировщиков. То есть максимум за €5 млн можно получить представление, способны ли мы создать этот процесс на базе собственных регламентов (читай «лицензий»), но с учетом того, что мы купили на стороне.

Еще одна важная деталь процесса реинкарнации забытой технологии, это руководитель всего «хоровода». Мне приходилось общаться с несколькими товарищами, руководившими реинкарнацией. Эти менеджеры имели глубокие представления о формах проектирования, строительства и организации производства, но все это было для них вторично, так для этого у них были инженеры. А первично было их умение собрать «в кучу» всех и вся, и организовать процесс в целом. Плюс к этому, конечно, личная харизма, а также отсутствие патологического желания совать пальцы и нос туда, где для этого есть специально обученные люди, будь это техника, или финансы, или экономика.

Итак, все шаги пройдены, наступило убеждение, что желание есть, но возможностей нет.

Правильно!

И не будет, пока не появится FEED (или расширенный базовый проект, или технический проект). На этом этапе самый важный момент – наличие двух человек (Директор и Инженер), которые четко понимают, куда идут и как идут. Разумеется, плюс за этот этап надо заплатить (не менее 7%) от стоимости проекта в целом. Я рассказываю азбуку, поэтому нет смысла вдаваться в детали, во всех проектах по реинкарнации роль лидера, т. е. человеческий фактор, это определяющий компонент, в отличие от стандартных проектов строительства.

Если же судьба к нам не благосклонна, и на рынке не оказалось подобного продаваемого производства, но собственные регламенты (читай «лицензии») имеются и есть жуткое желание восстановить утерянные технологии, есть и из этой ситуации выход, есть и соответствующий положительный опыт. Вот как это делается:

- что бы понять суть аппаратурного оформления процесса, конечно без деталей внутренних устройств, хорошему инженеру-технологу (и лучше это делать вместе с инженером-механиком) надо 2-3 визита на завод или установку с процессом, который и собираются копировать с использованием собственного архивного регламента (читай «лицензии»);

Конечно, как технолога и механика на интересующий завод этих людей никто не пустит. Для этого существует испытанная методика, которой пользуется большая половина мира. Если вы покупаете продукцию у данного конкретного производителя, то согласно стандартам ISO как потребитель имеете право ознакомится с процессом, производством, задать вопросы на заводе сопровождающему вас лицу и т. п. И никакое это не заимствование интеллектуальной собственности, и тем более не промышленной шпионаж, ведь шпионы – это у них. А у нас разведчики. Вот такая нехитрая и общеизвестная схема. А дальше все по описанной выше схеме: ТЭО, базовый инжиниринг и т. д., и т. п.

Со всей ответственностью могу заявить, что реинкарнация технологий полисульфонов, изоцианатов, органических перекисей, а также еще ряда полимеров из верхушки пирамиды полимеров в России вполне возможна. Это же касается перечисленных выше неполимерных малотоннажных соединений, как то основы для гербицидов, бактерицидов, основы для специальных каучуков и многое другое.

P. S.: когда я делился этими мыслями с рядом коллег в частном порядке, у многих возник вопрос, где же их понабрать таких технологов, которые знают эти технологии. Ответ: да нигде! Базовые знания инженера-технолога химических и нефтехимических производств подразумевают, что он понимает принцип технологий, а уж каждую в отдельности он разберет по косточкам, затратив на это некоторое время. Это справедливо и для проектировщика.

Вернуться в раздел