ВЕСТНИК

Химической промышленности

Вконтакте Твиттер Facebook LiveJournal

Спрос на диоксид титана – важный продукт для лакокрасочной промышленности, производства пластмасс и бумаги – на российском рынке составляет 67–82 тыс. т/год, в то время как собственное производство диоксида титана до 2014 г. в России отсутствовало.

Диоксид титана, незаменимый пигмент в лакокрасочной, полимерной, целлюлозно-бумажной и других отраслях, представляет собой порошок белого цвета без запаха и вкуса, практически не растворимый в воде и минеральных кислотах (кроме плавиковой и концентрированной серной кислот).

Диоксид титана производится в двух формах: рутильной и анатазной (октаэдрит). Рутильный диоксид титана примерно на 30% лучше рассеивает свет, чем анатазный, обладает лучшей укрывистостью (укрывистость – способность диоксида титана перекрывать цвет окрашиваемой поверхности). Анатазная форма является менее атмосферостойкой, чем рутильная, и хуже защищает от УФ-воздействия. Рутильный диоксид титана предпочтительнее при производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, косметики. Анатазные пигменты находят свое применение при выпуске бумаги, резины и мыла. Традиционно подавляющая часть всего диоксида титана применяется в производстве лакокрасочных материалов. При этом основной функцией диоксида титана в лакокрасочной промышленности является придание краскам белого цвета, яркости, а также улучшение укрывистости, защита покрытий от вредных ультрафиолетовых лучей, предотвращение старения пленки и пожелтения покрашенных поверхностей.

Исходным сырьем для производства диоксида титана является титансодержащий ильменитовый концентрат (FeTiO3) – продукция горно-обогатительных предприятий. Ильменит – это руда, которая с химической точки зрения представляет собой смесь оксидов, большую часть из которых составляют оксиды титана и железа.

Существует два промышленных способа получения диоксида титана (рутильной и анатазной модификаций):

1.  Сульфатный, или сернокислотный (из титансодержащего концентрата).

Метод основан на обработке ильменитового концентрата серной кислотой с последующими выделением и гидролизом титанилсульфата с прокаливанием продукта гидролиза титанилсульфата (метатитановая к-та) до диоксида титана. Побочный продукт сульфатной технологии производства диоксида титана – железный купорос. Сульфатный способ был внедрен в промышленность в 1931 г. для производства анатазной формы диоксида титана, и позже, в 1941 г., рутильной формы.

2.  Хлорный, или хлоридный (из тетрахлорида титана).

Хлорный способ был изобретен компанией DuPont в 1950 г. для производства рутильного диоксида титана. Этот способ включает в себя высокотемпературные фазовые реакции. Титансодержащая руда вступает в реакцию с хлорным газом при пониженном давлении, в результате чего образуется тетрахлорид титана (TiCl4) и примеси хлоридов металлов, которые затем удаляются. Высокочистый тетрахлорид титана (TiCl4) подвергается окислению под действием высокой температуры для получения диоксида титана с высокой яркостью.

Мировые мощности по производству диоксида титана хлорным способом превышают мощности сульфатного способа и продолжают расти.

Сульфатная технология проще хлоридной и позволяет использовать более бедные и дешевые руды, но она обычно сопряжена с большими издержками производства.

Учитывая особенности обоих процессов, основными критериями выбора между ними являются возможность обеспечения производства сырьем соответствующего качества и проблемы, связанные с экологией. Сульфатный способ характеризуется наиболее высокими показателями загрязнения окружающей среды.

Общие мировые мощности по производству пигментного диоксида титана оцениваются примерно в 7,2 млн. т, причем около 85–90% приходится на рутильную форму и примерно 10–15% – на анатазную.

Рис. 1. Сферы потребления диоксида титана

Страна, обладающая самым большим производственным потенциалом по диоксиду титана, – Китай (около 3 млн. т/год). Крупнейшими в мире его производителями   являются следующие компании: DuPont Titaniun Technologies (США), National Titanium Dioxide Co., Ltd. Cristal (Саудовская Аравия), Huntsman Pigments (США), Tronox, Inc. (США), Kronos Worldwide, Inc. (США), Sachtleben Chemie GmbH (Германия; 100% акций принадлежат Rockwood Holding), Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. (Япония).

Как упоминалось выше, основные потребляющие диоксид титана отрасли в мире – это лакокрасочная промышленность, производство пластмасс и бумаги (рис. 1). Большую часть в мировом потреблении диоксида титана занимает Китай. На втором и на третьем местах – Западная Европа и США соответственно.

Рис. 2. Структура потребления диоксида титана на российском рынке в 2015 г

Как следует из представленной на рис.2 структуры потребления диоксида титана на российском рынке, почти 95,1% этого продукта, поступающего на отечественный рынок,  потребляется лакокрасочной отраслью. При этом больше всего (55,8%) диоксида титана используется в изготовлении красок водоэмульсионных и водно-дисперсионных, 31,3% потребляется на производство ЛКМ неводных, а 8,0% диоксида титана идет на прочие ЛКМ.

Спрос на диоксид титана на российском рынке за последние шесть лет колебался в пределах 67,2–82,9 тыс. т/год и до 2014 г. удовлетворялся исключительно за счет импорта.

Собственное производство диоксида титана до 2014 г. в России отсутствовало. Рассматривая ретроспективу, необходимо отметить, что до 2009 г. в ОАО «Соликамский магниевый завод» (г. Соликамск, Пермская обл.) диоксид титана производился в промышленных масштабах, но с 2009 г. после запуска производства титановой губки производство пигмента прекращено.

Рис. 3. Импорт диоксида титана в Россию в 2010–2015 гг., тыс. т

Небольшой объем диоксида титана до 2010 г. выпускался в ныне несуществующем Волгоградском ОАО «Химпром».

С середины 2014 г. на территории Российской Федерации диоксид титана производится в Армянском филиале ООО «Титановые инвестиции», зарегистрированного в Москве. В свою очередь, ЧАО «Юкрейниан Кемикал Продактс» (бывшее ЧАО «Крымский Титан»), зарегистрированное в Киеве, остается украинским предприятием, сдающим в долгосрочную аренду свой имущественный комплекс ООО «Титановые инвестиции». Такая комбинация позволила предприятию обеспечить бесперебойные поставки сырья, ввозимого из Украины, и сохранить европейские рынки сбыта, несмотря на санкции в отношении Крыма.

Рис. 4. Структура импорта диоксида титана в Россию в 2014 г. (по странам происхождения), тыс. т

Объем выпуска диоксида титана в Армянском филиале ООО «Титановые инвестиции» в июле–декабре 2014 г. составил 47,732 тыс. т, а в 2015 г. – 77,796 тыс. т.

Тем не менее уровень импорта в 2014 и 2015 гг. оставался высоким и составлял 80,3 и 67,6 тыс. т соответственно.

В 2014 г. более 30% российского рынка занимала Украина, представленная предприятиями ПАО «Сумыхимпром» (Украина, г. Сумы) и ЧАО «Крымский титан» (ныне ЧАО «Юкрейниан Кемикал Продактс», Республика Крым, г. Армянск). Более 18% поставок пришлось на США, представленные в основном компанией DuPont.

Рис. 5. Структура импорта диоксида титана в Россию в 2015 г. (по странам происхождения), тыс. т

В 2015 г. структура импорта несколько изменилась. Импорт диоксида титана из Украины возрос до 28,0 тыс. т и составил 41,4% всего импорта продукта в Россию.

 

 

Ввоз товара из Соединенных Штатов, напротив, снизился и составил 9,1 тыс. т (13,4% всего импорта).

 

 

 

Экспорт диоксида титана из России в 2010–2014 гг. осуществлялся почти полностью в страны Таможенного союза, был низким и составлял 0,1–0,4 тыс. т.

Рис. 6. Структура экспорта диоксида титана в Россию в 2015 г. (по странам происхождения), тыс. т

В 2015 г. в данной сфере внешнеторговой деятельности наблюдалась интересная картина: экспорт диоксида титана из России составил 74,56 тыс. т, причем 88,1% экспортируемого товара пришлось на Украину (рис. 6).

 

Таблица 1. Средние импортные цены на диоксид титана в 2014–2015 гг. (по странам происхождения, без НДС), долл./т 

Страна-импортер

2014 г.

2015 г.

Украина

1 978

1 445

США

2 271

2 021

Китай

1 924

1 880

Германия

2 903

2 263

Финляндия

3 041

2 266

Великобритания

2 762

2 126

Бельгия

2 786

2 183

Саудовская Аравия

2 714

2 174

 

В 2014–2015 гг. американский диоксид титана, производимый хлоридным методом, соответствующий высоким техническим показателям и сравнительно невысокой ценой, был наиболее конкурентоспособен на российском рынке, о чем говорит значительная величина его продаж  на российском рынке, несмотря на географическую отдаленность поставщиков от потребителей. Продукция ООО «Титановые инвестиции» и украинского ПАО «Сумыхимпром», несмотря на то, то производится сульфатным методом, также обладает хорошими техническими характеристиками и, пожалуй, самым оптимальным соотношением цена/качество для российского потребителя (табл. 1).

Ниже приведены характеристики диоксида титана производства некоторых компаний, ввозящих в Россию свою продукцию (табл. 2–5).

 

Таблица 2. Качественные характеристики диоксида титана ПАО «Сумыхимпром»

Показатель

SumTitan

R-202

SumTitan

R-203

SumTitan

R-204

SumTitan

R-206

Массовая доля диоксида титана, %, не менее

93

90

90

92

Массовая доля рутильной формы,%, не менее

95

96

97

97

Массовая доля веществ, растворимых в воде, %, не более

0,3

0,2

0,2

0,2

Массовая доля летучих веществ, %, не более

0,5

0,5

0,5

0,5

pH водной суспензии

6,5–8,0

6,5–8,0

6,5–8,0

6,5–8,0

Остаток на сите с сеткой 0045,%, не более

0,01

0,01

0,01

0,01

Разбеливающая способность, условные единицы, не менее

1 750

1 850

1 900

1950

Укрывистость, г/м2, не более

26

26

26

26

Диспергируемость, мкм, не более

15

15

14

14

Белизна, условные единицы, не менее

93,5

94

95

96

Маслоемкость, г/100 пигмента, не более

25

25

25

25

 

 

Таблица 3. Качественные характеристики диоксида титана ООО «Титановые инвестиции»

Показатель

CR-02

CR-03

CR-07

CR-08

Массовая доля диоксида титана, %, не менее

94

93

93,5

93,5

Массовая доля рутильной формы, %, не менее

98

98

98

98

Массовая доля летучих веществ, %, не более

0,2

0,25

0,3

0,2

Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более

0,2

0,2

0,1

0,2

pH водной суспензии

7,3

7,3

7,1

7,7

Остаток на сите с сеткой 0045,%, не более

0,004

0,0034

0,003

0,003

Разбеливающая способность, условные единицы, не менее

1 950

1 960

1 980

1990

Укрывистость, г/м2, не более

25

25

25

25

Диспергируемость, мкм, не более

12

12

11,5

11

Белизна, условные единицы, не менее

95,5

96,2

96,1

96,4

 

 

Таблица 4. Качественные характеристики марок диоксида титана американской компании DuPont, предназначенных для применения в производстве ЛКМ

Показатель

R-706 (для водных систем)

TS-6200

TS-6300

R-960

Структурная модификация

Рутильная

Рутильная

Рутильная

Рутильная

Массовая доля диоксида титана, %,

 не менее

93

93

82

90

Массовая доля алюминия,%

2,5

3,6

-

3,3

Массовая доля аморфного диоксида кремния,%

3,0

3,3

-

5,5

Удельный вес, г/см3

4,0

4,0

3,7

3,9

Насыпной объем, л/кг

0,25

0,25

0,27

0,255

Белизна, условные единицы

99,4

99,4

100

99,9

pH водной суспензии

8,2

8,0

9,0

7,2

Средний размер частицы, мкм

0,36

-

0,53

0,5

Маслоемкость, г/100 г пигмента, не более

13,8

-

37

18,7

Сопротивление при 30ºC (кОм)

10

-

6

6

Поверхностная обработка органическими веществами

Есть

Есть

Нет

Нет

 

 

Таблица 5. Качественные характеристики марок диоксида титана финской компании Sachtleben Pigments OY, предназначенных для применения в производстве ЛКМ

Показатель

Sachtleben RD3

Sachtleben R660

Sachtleben R-FD-I

Sachtleben 8700

Структурная модификация

Рутильная

Рутильная

Рутильная

Рутильно-анатазная, содержа-ние рутильной формы –min/ 60%

Массовая доля диоксида титана, %,

не менее

93

93

96

93

Дополнительные компоненты

Al2O3, ZrO3

Al2O3, ZrO3

Al2O3

Al2O3

Удельный вес, г/см3

4,0

4,0

4,1

4,1

Насыпная плотность, кг/м3

800

800

600

600

Насыпная плотность утрамбованного продукта, кг/м3

1 000

1 000

-

-

pH водной суспензии

7–8

7,6–8,6

-

-

Остаток на сите с сеткой 0,0044, %, не более

0,01

0,01

-

-

Средний размер частиц, мкм

0,22

0,22

-

-

Относительная разбеливающая способность, не менее

1 900

1 850

-

-

Маслоемкость (г/100 г пигмента)

22

21

20

20

Поверхностная обработка органическими веществами

Есть

Есть

Нет

Нет

 

Как видно из приведенных в табл. 2–5 данных, продукция ООО «Титановые инвестиции» незначительно уступает в качестве американской и европейской продукции, причем стоит существенно дешевле ее.

Учитывая интенсивное развитие лакокрасочной и полимерной промышленности, можно оценить, что к 2030 г. потребность в диоксиде титана на российском рынке будет достигать 220–260 тыс. т.

Из данного предположения следует, что существует необходимость создания и наращивания в России производственного потенциала по диоксиду титана.

Россия обладает хорошей сырьевой базой титансодержащего сырья в Республике Коми, в Читинской, Мурманской, Челябинской, Амурской, Тамбовской, Томской, Нижегородской, Омской, Тюменской областях, в Красноярском и Ставропольском краях. Наличие такой сырьевой базы позволяет организовать производство диоксида титана как сульфатным, так и хлоридным способом. Пока основным фактором, сдерживающим организацию этого производства, являются относительно низкие цены на диоксид титана и сравнительно невысокая рентабельность производства.

Рис. 7. Основные титановые месторождения в РФ

Крупнейшими месторождениями являются Ярегское (Республика Коми), Чинейское, Кручининское (Читинская обл.), Медведевское (Челябинская обл.) и Центральное (Тамбовская обл.) и др. (рис. 7). Необходимо отметить, что, помимо разведанных балансовых запасов титансодержащего сырья, Россия располагает огромными прогнозными ресурсами.

Поскольку потребность в диоксиде титана в России очень велика и отнюдь не полностью покрывается за счет внутреннего производства, а существующие на территории РФ технологии производства данного продукта являются далеко не совершенными, производство диоксида титана является интереснейшей сферой для научно-технических разработок и внедрения инноваций.

Так, в Томском политехническом университете (ТПУ) была разработана экономичная и экологичная технология производства диоксида титана, которая подразумевает применение в качестве основного реагента фторида аммония, более безопасного, чем серная кислота. Кроме того, данный реагент может использоваться повторно, что приводит к минимизации стоков. Новая технология способствует снижению до небольших объемов (от 20 тыс. т) пределов рентабельности, позволяя создать сеть небольших производств и, таким образом, снижая логистические расходы. Минусом фторидной технологии является лишь то, что в данном случае получает более грубодисперсный порошок пигмента, чем хлорным методом. Запуск производства мощностью 100 тыс. т/год оценивается разработчиками из Томского политехнического университета в 1,5 млрд. руб., тогда как по оценкам специалистов компании Kronos Worldwide Inc. на создание производства мощностью 150 тыс. т/год с использованием хлоридной технологии требуется не менее 1 млрд. долл. Срок создания производства по новой технологии оценивается специалистами из ТПУ в один-два года.

В октябре 2015 г. государственная корпорация «Росатом» одобрила проект АО «Сибирский химический комбинат» (АО «СХК») по созданию производства диоксида титана по фторидной технологии мощностью 20 тыс. т/год. Было решено выделить на изготовление первой партии продукции и маркетинговые исследования 3,6 млн. руб. После того как качество первых образцов продукции, произведенной в ТПУ по заказу АО «СХК», было одобрено на нескольких заводах-потребителях, руководство АО «Сибирский химический комбинат» заявило, что в 2017 г. запустит опытно-промышленное производство объемом 5 тыс. т/год, а в 2019 г. – промышленное – на 20 тыс. т/год. Развернется производство на площадках АО «СХК».

Кроме планируемого создания нового производства в Томской области, новшества и вводы готовятся и в Крымском федеральном округе: в частности, ООО «Титановые инвестиции» к 2018 г. намечает расширение мощностей по производству диоксида титана на 19 тыс. т  (до 120 тыс. т/год).

Таким образом, есть надежда, что к 2018–2019 гг. в России суммарные мощности по производству диоксида титана достигнут 140 тыс. т/год, однако будет ли на него спрос   на российском рынке полностью удовлетворен за счет внутреннего производства, учитывая что ООО «Титановые инвестиции» является экспортоориентированным предприятием, остается серьезным вопросом.

Опубликовано в Статьи бесплатные

О ситуации на российском рынке химических волокон мы сообщили в предыдущем номере Вестника [1]. В настоящей статье хотели бы поделиться информацией о мировом производстве и потреблении химических волокон в 2015 г.

В 2015 г., впервые с 2008 г., упало производство волокон всего, включая натуральные, – на 0,7% по сравнению с предыдущим годом – до 94,9 млн. т. При этом выпуск химических волокон увеличился на 5,8% – до 66,8 млн. т (табл. 1), а натуральных, главным образом хлопка, сократился на 13,2% – до 28,1 млн. т, наиболее сильно с 1986 г. [2]. Рост производства синтетических волокон составил 3,7%, в основном за счет полиэфирных (ПЭФ). В секторе целлюлозных волокон произошло резкое падение производства комплексных нитей и ацетатного сигаретного жгутика (на 7,5%), в то время как выпуск вискозного штапельного волокна вырос на 1,1% до рекордной за всю историю отметки – 4,9 млн. т.

 

Таблица 1. Мировое производство химических волокон в 2015 г.

Вид волокна Производство, млн. т Доля, %

Полиэфирные

50,1

75

Целлюлозные

6,0

9

Полиамидные

4,7

7

Полипропиленовые

2,7

4

Полиакрилонитрильные

2,0

3

Другие

1,3

2

 Всего

66,8

100

 

Среди крупнейших производителей химических волокон в мире (доля в %): Китай (70), США (4), Индия (4), Тайвань (3), Индонезия (2), остальные (17). По-прежнему безусловный лидер – Китай, в топ-страны, на смену европейским, Японии, Южной Кореи и др., постепенно подбираются Индонезия, Бангладеш и Вьетнам. Только последние две страны в 2015 г. имели среди крупных национальных экспортеров положительный баланс; остальные 26 стран и Европейский союз (ЕС-28) в 2015 г. констатировали падение на 5,3% экспорта текстиля и одежды на общую сумму около 622 млрд. долл. США.

 

Таблица 2. Импорт химических волокон в страны Европейского союза (ЕС-28) в январе–ноябре 2015 г.

Типы волокон

Единица измерения, т

+,- % к соответ-

ствующему периоду

2014 г.

Полиамидные гладкие текстильные нити

12 531

-9

Полиамидные текстурированные нити

13 966

-16

Полиамидные технические нити

37 745

+3

Полиамидное штапельное и жгутовое волокна

12 862

-6

Ковровый жгутик BCF

16 236

-3

Полиэфирные предориентированные (POY) нити

25 608

+5

Полиэфирные гладкие текстильные нити

59 016

+3

Полиэфирные текстурированные нити

199 871

+1

Полиэфирные технические нити

151 879

-3

Полиэфирное штапельное и жгутовое волокна

586 670

+3

Полиакрилонитрильное штапельное и жгутовое волокна

35 448

-6

Полипропиленовые комплексные нити

88 629

+19

Полипропиленовые штапельное и жгутовое волокна

20 286

-3

Другие синтетические комплексные нити

36 644

-3

Другие синтетические штапельное и жгутовое волокна

22 238

-7

Вискозные текстильные нити

6 959

-3

Вискозное штапельное и жгутовое волокна

30 848

+1

Вискозные технические нити

3 302

-1

Ацетатные текстильные нити

764

-7

Ацетатное штапельное и жгутовое волокна

32 176

+2

Другие целлюлозные комплексные нити

1 406

-6

Всего

1396084

+2

 

Импорт всех видов химических волокон в страны ЕС-28, согласно табл. 2, увеличился по сравнению с 2014 г. на 2%, или 1,4 млн. т, причем заметнее всего в секторе других полипропиленовых (ПП) комплексных нитей (на 19%, 88,6 тыс. т, в том числе 91% – из Турции), ПЭФ текстильных нитей и штапельного волокна, полиамидных (ПА) технических и кордных нитей. Значительно уменьшился импорт в эти страны ПА гладких и текстурированных нитей, полиакрильного (ПАН) штапельного волокна и других синтетических и целлюлозных волокон [3]. Основными поставщиками химических волокон в страны ЕС-28 были Китай (22%), Южная Корея (20%) и Турция (9%). В целом наиболее крупные поставки в эти страны (в % от общего объема импорта) приходятся на ПЭФ штапельное волокно (42), текстильные (20) и технические (11) нити, ПА нити (7) и т.д.

 

Таблица 3. Темпы роста реального и прогнозируемого ВВП в некоторых странах/регионах в 2014–2017 гг. (в %)

Страна/регион

Годы

2014

2015

20161

20171

США

2,4

2,5

2,6

2,6

ЕС-28

0,9

1,5

1,7

1,2

Восточная Европа

2,8

3,4

3,1

3,4

Япония

0,0

0,6

1,0

0,3

Россия

0,3

–3,7

–1,0

1,0

Китай

7,3

6,9

6,3

6,0

Индия

4,3

7,3

7,5

7,5

ASEAN

4,6

4,7

4,8

5,1

Латинская Америка

1,3

-0,3

-0,3

1,6

Средний Восток2

2,8

2,5

3,6

3,6

Африка (южнее Сахары)

5,0

3,5

4,0

4,7

В мире

3,4

3,1

3,4

3,6

1 Прогноз..

2 Включая Северную Африку, Пакистан и Афганистан.

 

Интересно посмотреть на табл. 3 и связать ВВП той или иной страны с ее нынешним и будущим рейтингом в сфере химической и текстильной отраслей. На фоне убедительных достижений в этой области Китая, Индии, стан АСЕАН и даже Африки крайне плачевно выглядит наша страна. О чем еще можно говорить, если объем экспорта текстиля и одежды из Китая в 2015 г. (около 280 млрд. долл. США) оказался выше доходной (около 220 млрд. долл. США) и расходной (около 250 млрд. долл. США) частей бюджета России на текущий год [4, 9].

За пять лет, между 2010 и 2014 гг., доля Азии в мировом фабричном потреблении всех видов текстильного сырья поднялась от 76,8 до 80%, а абсолютное потребление выросло на 22,7%, т.е. этот регион, благодаря в первую очередь Китаю, остается господствующим текстильным регионом в мире. Хотя относительная доля всех других регионов стала меньше, это не сильно сказалось на уровне их потребления волокон. В одних оно немного увеличилось – Средний Восток (+6,0%), Северная Америка (+3,4%), в других, наоборот, немного упало: Южная Америка (–4,6%), Западная Европа (–3,2%), Африка (–4,2%). В целом мировой фабричный рынок потребления волокнистых материалов за период 2010–2014 гг. заметно вырос – на 17,6% [5].

 

Таблица 4. Мировое фабричное потребление всех видов волокон в период 2010–2014 гг. по регионам

Регион

Годы

Прирост,

+,– %

2010

2014

Потребление, тыс. т

Доля, %

Потребление, тыс. т

Доля, %

Азия

59 352

76,8

72 869

80,0

+22,7

Северная Америка1

5 389

7,0

5 570

6,2

+3,4

Южная Америка

2 672

3,5

2 549

2,9

–4,6

Западная Европа

3 007

3,9

2 912

3,2

–3,2

Восточная Европа2

1 656

2,1

1 642

1,9

–0,8

Средний Восток3

4 200

5,4

4 450

4,8

+6,0

Африка

885

1,1

846

0,9

–4,2

Океания

145

0,2

100

0,1

–31,0

 Итого

77 306

100

90 940

100,0

+17,6

1 Включая Мексику, Центральную Америку и Карибские острова.

2 Включая Россию и страны СНГ.

3 Включая Турцию.

 

Среди стран-производителей ведущие позиции, как и прежде, уверенно сохраняет Китай, с большим отрывом [2] опережая Индию, США, Турцию, Южную Корею и другие страны. По сообщению Ассоциации химических волокон Китая, прирост этой продукции в 2015 г. составил 8,9% – до 47,3 млн. т.

Рис.1 Рост мощностей производстваи фабричного потребления полиэфирных комплексных нитей в Китае в 2010-2016 гг.

Лидерами здесь остаются ПЭФ волокна, выпуск которых относительно предыдущего года увеличился на 9,9 % – до 39,2 млн. т, а обоих видов комплексных нитей (технического и текстильного назначения) – на двухзначный процент [6]. Как видно из рис. 1, эта тенденция сохранится и в 2016 г. [7].Рынок целлюлозных волокон в стране вырос незначительно – на 0,5% – до 3,7 млн. т, вследствие суммарного итога прироста вискозного штапельного волокна на 2,6% и сокращения на протяжении последних двух лет производства ацетатного сигаретного жгута на 1,2%. Целлюлозные комплексные нити по-прежнему испытывают трудности, включая заметные колебания цен на китайском рынке, что отразилось на резком сокращении их выпуска в 2015 г. – на 23,9% – до 183 тыс. т. По сообщению Национального статистического бюро Китая, производство химических волокон за первые четыре месяца 2016 г. составило 15,5 млн. т, т.е. на 5,9% больше по сравнению с тем же периодом предыдущего года [2].

 

Таблица 5. Производство химических волокнон в Германии в 2005–2015 гг.

Наименование

Годы

2015/2014,

+ – %

2005

2014

2015

Производство волокон, тыс. т

 В том числе:

926

634

628

–1

Полиэфирные

281

195

182

–6

Полиакрилонитрильные

192

165

173

+5

Полиамидные1

171

68

67

–1

Другие синтетические

83

15

28

+87

Целлюлозные

199

191

178

–7

Реализация волокон, млрд. евро

2,8

2,1

2,0

–5

Численность работающих

11 500

7 400

7 300

–1

Экспорт, тыс. т

814

613

601

–2

Импорт, тыс. т

459

609

612

+1

1 Полипропиленовые, полиуретановые (эластан) и полифениленсульфоновые волокна.

 

Индустрия текстиля и одежды в Турции вносит 8% в ВВП (напомним, в России этот показатель – около 1%), составляет 18% мирового экспорта, обеспечивает 10% рабочих мест в стране, сектор торговли имеет в 2015 г. активное сальдо на сумму 15,1 млрд. долл. США, несмотря на несинхронизированное развитие вдоль отраслевой цепочки и некоторое расширение рынка импорта пряжи и волокон. Кстати, не без удовольствия констатируем, что российский экспорт в Турцию в пять раз больше, чем импорт оттуда [8]. Заслуживает внимания бум в текстильном секторе Вьетнама, который стремительно развивает экспорт химических волокон, утроив его объем по сравнению с 2009 г. В 2015 г. Вьетнам достиг самого высокого роста экспорта (8,2% к 2014 г.) среди всех стран –экспортеров волокна, в том числе опередив Бангладеш (+6,1%).

Посмотрим на страны, активно реализующие санкции против России. Согласно табл. 5 в Германии очевиден факт снижения собственного производства химических волокон и в первую очередь ПЭФ (на 6%), ПА (на 1%), целлюлозных (на 7%). Реализация упала на 5%, экспорт – на 2%, импорт, хотя и немного, но поднялся (на 1%) [10]. В США картина, иллюстрированная табл. 6, намного хуже: в 2015 г. значительно сократился выпуск ПА технической и текстильной нитей, коврового жгутика BCF (соответственно на 23, 11 и 5%), ПЭФ технической нити (на 27%), ПП штапельного волокна (на 15%). При этом импорт синтетической продукции в эту страну почти в 10 раз опережает экспорт [11].

В целом сегодня мировой баланс текстильного сырья включает 69% химических волокон (в том числе 63% – синтетических и 6% – целлюлозных) и 31% – натуральных, преимущественно хлопок (около 95%), т.е. по сравнению, например, с 2000 г. доля химизации волокнистых материалов увеличилась на 14%. Со второй половины 1980 г. на мировом рынке непрерывно растет доля химических комплексных нитей, опережая с 1995 г. химические штапельные волокна и жгуты, а на текущий момент (рис. 2) первые достигли объема производства 42,7 млн. т, вторые – 24,1 млн. т. С 2014 г., согласно того же рисунка (кривая 2), комплексные нити (главным образом, синтетические – ПЭФ, ПА и ПП) стали преобладающим сырьем для текстильной индустрии, во многом способствуя росту производительности труда в этой отрасли и появлению качественно нового ассортимента готовых изделий.

 

Таблица 6. Производство, экспорт и импорт отдельных видов синтетических волокон в США в 2015 г. (тыс. т)

Вид волокна

Производство

Экспорт

Импорт

Полиамидная техническая нить

57,6 (–22,9)

3,9

54,9

Полиамидная текстильная нить

26,4 (–11,0)

1,0

23,8

Полиамидный ковровый жгутик

441,5 (–5,3)

3,1

3,5

Полиэфирная техническая нить

74,5 (–26,5)

12,2

123,3

Полиэфирная текстильная нить

178,2 (+0,5)

27,1

101,6

Полиэфирный ковровый жгутик

397,3 (–11,2)

0

0

Полиэфирное штапельное волокно

629,3 (–0,7)

14,6

488,4

Полипропиленовая комплексная нить

900,4 (+4,8)

2,8

0

Полипропиленовое штапельное волокно

143,1 (–15,1)

22,7

43,4

 Всего

2 848,1 (–2,4)

87,4

838,9

 

Сектор натуральных штапельных волокон (хлопок, шерсть, лен и др.) в 2015 г. претерпел спад на 2,4% – до 29,9 млн. т, а синтетических (ПЭФ, ПАН, ПП и др.) – достиг 18,4 млн. т, при установившемся ежегодном приросте около 4% [6]. Впервые за последние шесть лет немного (на 0,3%) снизились объемы производства – до 5,7 млн. т – целлюлозных штапельных волокон, включая лиоцелл, ацетатный жгутик и др., в то время как выпуск вискозного штапельного волокна, наоборот, вырос по сравнению с предыдущим годом на 1,1% – до 4,9 млн. т.

Рис. 2 Производство штапельной пряжи (1), комплексных нитей (2) и химического штапельного волокна (3) в 2000-2015 г.г.

Cегмент комплексных (филаментных) нитей, включающий в себя ПЭФ, ПА, ПП, целлюлозные и др., в 2015 г. показал заметный рост: на 8,2% – до 42,7 млн. т. ПЭФ нити вновь подтвердили тенденцию роста, прибавив к 2014 г. 9,9% объема производства и доведя его до 35,2 млн. т (82% от мирового выпуска всех комплексных нитей). Далее идут ПА нити (прирост 2,1% – до 4,7 млн. т), целлюлозные (падение на 14% и приближение к уровню производства 1930-х годов), ПП (спад на 0,3% – до 1,7 млн. т). В нынешней структуре комплексных нитей доминирующую роль играют текстильные (гладкие и текстурированные) нити – 85%, затем с большим отрывом следуют технические (включая кордные) нити – 10%, малоразвесной ковровый жгутик типа BCF – 5%.

Общее количество текстильного сырья в виде комплексных нитей и пряжи, вырабатываемой из штапельного волокна натурального и химического происхождения, составило в 2015 г. 81,3 млн. т (см. рис. 2, кривые 1 и 2) и выросло на 4,0%. При этом, по сравнению с предыдущим годом, выпуск штапельной пряжи упал на 0,3%, а комплексных нитей увеличился на 8,2%, в том числе технического назначения – на 5,3% [6].

Рынок высококачественных гидратцеллюлозных волокон компании Lenzig (Австрия) сильно изменился в 2015 г., охватывая сегодня практически все регионы и промышленные группы. Причина тому – развитие и востребованность мощностей по производству целлюлозных пульпы и волокон, высокий уровень продаж готовой продукции, особенно волокна Tencel (из семейства лиоцелл), получаемому по безсероуглеродному способу прямым растворением полимера в н-метил-морфолиноксиде. Доля этих волокон в общих доходах компании возросла до 40,5% в 2015 г., по сравнению с 35% в предыдущем, расходы на исследования и развитие увеличились на 47% – до 29,8 млн. евро. Инновационная стратегия Lenzig Group сегодня сфокусирована на развитии производства и рынка специальных волокон, мощности по которым непрерывно расширяются. Эта компания подписала соглашение с The Woolmark Company Pty Ltd (Австралия) о выпуске на мировой коллекционный рынок текстильной продукции с применением смеси волокон из мериносной шерсти и тенцела [2].

 

Таблица 7. Производство исходного сырья для полиэфиров и ежегодные темпы их роста

Сырье

Производство, млн. т

Среднегодовые темпы роста, %

2014 г.

2015 г.

2016 г.*

2017 г.*

2010–2015 гг.

2015–2019 гг.*

Параксилол (ПК)

49

57

61

66

7,4

6,8

Терефталевая кислота (ТФК)

79

89

94

98

11,2

5,2

Моноэтиленгликоль (МЭГ)

34

37

39

41

3,7

9,0

*Прогноз.

 

Наблюдаемое в последние годы бурное развитие волокон, упаковочной тары (главным образом бутылей для разлива воды, соков, пива и т.п.) на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ) предусматривает создание соответствующих мощностей производства и темпов их роста исходного сырья – параксилола (ПК), терефталевой кислоты (ТФК) и моноэтиленгликоля (МЭГ). Из табл. 7 очевидно, что этот баланс в мировом масштабе соблюдается и практически отвечает нынешнему и будущему потреблению ПЭФ волокон [6]. Помимо нефти, для них появляются новые источники исходного сырья.

Рис. 3. Прогнозируемый рост мирового производства полиактида

Тайваньская компания FENC Corp. впервые в мире выпустила рубашки из 100%-ного био-ПЭФ волокна. Исходное сырье для него – ПК, ТФК и МЭГ получено полностью из растений. Этот успех пришел после того, как эта же компания представила в 2013–2014 гг. бутылки для кока-колы из 100%-ного био-ПЭТ. Реальной базой для организации новых видов ПЭФ волокон могут служить полилактиды (ПЛА), синтезируемые из молочной кислоты, получаемой, в свою очередь, из кукурузы, пшеницы и других сельскохозяйственных культур. Еще несколько лет назад, в 2012 г., в мире существовало 25 фирм, на 30 производственных площадках производящих около 200 тыс. т полимолочной кислоты. Пока основное применение ПЛА нашли в промышленности упаковочных товаров. Однако все чаще этот полимер применяют для изготовления более долговечных изделий, после эксплуатации легко, без экологической нагрузки утилизируемых в природной среде. Ведущим производителем ПЛА в настоящее время является действующая в США и Таиланде компания Natur Works с объемом выпуска 140 тыс. т/год [12]. Прогнозируемый рост мирового производства ПЛА, как показано на рис. 3, вселяет уверенность в расширении сырьевой базы (к 2020 г. может превысить 950 тыс. т) и сфер применения ПЭФ волокон, например, в качестве нижней и верхней одежды, постельного белья, других видов домашнего обихода.

 

Таблица 8. Применение полиамидной технической нити для конечной продукции на мировом рынке в 2015 г., %

Назначение

Тип полиамидной нити

ПА6

ПА66

Текстильный корд для шин

62,5

54,2

Технические нити для РТИ

11,9

6,7

Подушки безопасности

25,8

Швейные нити

3,6

Технические нити низких титров

2,8

0,8

Канаты, сети, веревки

11,1

3,3

Широкие ткани

11,7

5,6

 

При столь мощном наступлении ПЭФ волокон на мировой рынок технического и бытового текстиля волокна из ПА все больше остаются в тени. Хотя эти ощущения и верны с точки зрения роста объемов производства, но не всегда объективно отражают незаменимую роль этого материала в той или иной сфере применения. Поэтому, согласно табл. 8, положительная динамика потребления всех типов нитей из ПА6 (капрон) и ПА66 (найлон) сохранится. При этом по-прежнему соотношение между ними примерно равно 3:1. Однако это соотношение значительно больше в сторону ПА6 для текстильной нити (7:1), а для технической и кордной заметно ниже (1,5:1,0). Последнее, очевидно, объясняется рядом преимуществ технической нити ПА66, а именно: широкое применение в качестве текстильного корда для шин, в первую очередь авиационных; изготовление подушек безопасности (где они вне конкуренции) и специальных швейных ниток. Указанное здесь в большей степени касается Азиатского и Американского регионов. В странах ЕС-28, наоборот, доля корда не столь заметна, а преобладает использование ПА66 для различных видов инженерных пластиков (табл. 9).

 

Таблица 9. Применение ПА66 в странах ЕС-28

Область применения

Доля, %

Инженерные пластики

64

Текстильные нити

17

Кордные и технические нити

12

Штапельное волокно

4

Ковровый жгутик

1,5

Пленки

1,5

 Всего

100

 

Среди известных видов ПП волокон пленочные нити из этого полимера по объемам производства и потребления занимают ведущее место, в том числе и в нашей стране [1, 16], правда, технология их изготовления за последние годы изменилась не столь значительно. Поэтому, учитывая растущий рынок товаров из этой нити, в частности, основу (каркас) для ковров, сеновязальный и упаковочный шпагат, мягкие контейнеры (биг-беги, мешки), гео- и агротекстиль и многое другое, следует признать актуальной и эффективной разработку компанией Oerlikon-Barmag (Германия, г. Хемнитц) концепции , новой экструзивной линии FB-9 EVO TAPE для получения широкого ассортимента пленочных нитей из ПП и других полиолефинов [7]. Целью настоящей разработки явилась оптимизация издержек производства, увеличение производительности линии, экономия потребляемой энергии и т.п. В итоге фирме удалось достигнуть впечатляющих результатов для ПП пленочных нитей различного назначения:

 

 

Ковровый каркас

Сельскохозяйственный шпагат

Мягкие контейнеры

Производительность, кг/час

650

900

800

Скорость намотки, м/мин

405

350

800

 

При этом удельное потребление энергии, согласно рис. 4, снижается с ростом производительности экструдера, а достигнутое качество ПП пленочных нитей отвечает современным требованиям для изготовления коврового каркаса (низкие значения усадки и удлинения), шпагата (в профилированном и фибриллированном виде, высокая прочность в узле), биг-бегов и геотекстиля (прочность на разрыв до 70 гс/текс при удлинении не более 25%). Благодаря внесенным изменениям в технологическую и аппаратную схему процесса уменьшается обрывность нитей, перезаправок, что позволяет сэкономить от 2 до 5% отходов при ткачестве.

Кратко коснемся бытовой и промышленной моды на химические волокна. К первым, безусловно, относится высокоэластичное полиуретановое волокно, рекламируемое чаще под названием «спандекс». Среднегодовые темпы роста его мирового рынка между 2015 и 2020 гг. прогнозируется на уровне 7,2%.

Рис. 4. Зависимость удельного потребления электроэнергии от производительности линии FB-9 EVO TAPE при производстве из полипропилена: 1 – коврового каркаса; 2 – мягкого контейнера и геотекстиля; 3 – сеновязального шпагата.

Объяснение этому лежит в осознанном и возрастающем потреблении изделий с недолговременной эксплуатацией. Наиболее высокие темпы роста производства сохраняются в Азиатском регионе. Ключевую роль здесь занимают японские компании Tejin, Toray, Asahi Kasei и др. В текстильной промышленности эти волокна в основном используются для спортивной одежды, плавательных костюмов, женского нижнего белья, так азываемой «активной одежды», других растяжимых изделий, создающих комфорт в повседневной носке.

Наибольшей привлекательностью в промышленной моде пользуются углеродные (УВ) и арамидные (АВ) волокна. В последнее время рынок композиционных материалов, армированных УВ, сильно увеличился, по мере того, как приживались инновационные способы их использования – от спорттоваров до воздушно-космической сферы, укрепления зданий, лопастей ветряных двигателей и т.д. Для создания высококачественного УВ, удовлетворяющего требованиям вышеперечисленной продукции, в качестве исходного сырья (прекурсора) преимущественно используется специально подготовленное полиакрильнитрильное (ПАН) волокно [13]. Исторически сложившийся рынок УВ волокна был в большей степени ориентирован на малоразвесные жгуты (3-12К), в то время как современный рынок ориентирован на большие жгуты (24–50 и даже 300К) и диктует их превалирующее развитие (сегодня их уже около 50%) для областей использования, указанных выше. В настоящее время в мире существует более 40 производителей ПАН волокон, из которых наиболее успешно выпускают исходный материал для УВ Toray (Япония), Teijin и FPS (Тайвань), Hexcel и Cytek (США), Dow Aksa (Турция) и др. Причем перечисленные компании фокусируются на внутренний рынок и представляют прекурсор непосредственно своим внутренним (дочерним) подразделениям – производителям УВ. Известны только две компании – Dolan (Германия) и Jilin (Китай), которые открыто продают его на мировом рынке.

 Производителю ПАН волокон с огромными технологическими ресурсами требуется не менее пяти лет и десятки миллионов долларов на разработку оптимального исходного материала для получения высококачественного УВ [13]. Некоторые эксперты утверждают, что ноу-хау ПАН-прекурсора составляет 60–70% и даже до 90% всех ноу-хау, используемых в производстве УВ. Хотелось бы, чтобы это поняли наши специалисты, которые на протяжении длительного времени (не менее 10 раз по пять лет!) безуспешно занимаются этой проблемой и видят ее решение лишь в безыдейном и затратном расширении количества исследователей и организаций, наблюдая при этом низкие механо-структурные свойства отечественных УВ.

Компания FMG (Великобритания), излагая свою стратегию в секторе создания перспективных материалов, опубликовала результаты новых анализов потенциала развития сценария на рынке углеродных волокон на ближайшие 20 лет [14]. FMG исследовала влияние потенциала будущего развития аэрокосмического и автомобильного сектора на промышленность УВ. Ключевым вопросом коммерческого заказа углеродного материала в аэрокосмической сфере окажется оценка специально запланированной работоспособности самолетов. В случае успешных результатов потребность аэрокосмического комплекса увеличится на 25%, т.е. почти в два раза в предстоящие 20 лет. Автомобильный рынок предполагает также растущий потенциал. Если ниша высококлассных автомобилей, изготовленных с применением УВ, займет 1%, то реализация этих волокон на автомобильном рынке стремительно возрастет: от 250 млн. долл. США сегодня до 3 млрд. долл. США в последующие 20 лет. Если мировой рынок автомобилей сможет освоить 1 кг УВ на одну машину, то реализация может удвоиться до 6 млрд. долл. США.

Компании ОRNL и RMX из штата Теннесси (США) запатентовали новую технологию, предусматривающую резкое сокращение времени и энергопотребления в производстве УВ. Предложенный процесс плазменной обработки максимально приближен к стадии окисления (или термостабилизации) ПАН-прекурсоров перед карбонизацией, иначе – когда термопластичный полимер превращается в термореактивный. При получении УВ окисление, как правило, – многоступенчатый процесс, отнимающий большую часть времени и электроэнергии. Обычно считается, что на окисление прекурсора уходит от 80 до 120 мин. ОRNL с использованием плазмы закладывает этот параметр в 2,5–3,0 раза меньше, т.е. от 25 до 35 мин. Сравнение обычной технологии окисления с новой – плазменным окислением – снижает расход электроэнергии на 75% и в целом стоимость производства на 20%, обеспечивая при этом улучшение качества УВ и гарантируя тем самым возможность его применения во всех известных областях, вплоть до аэрокосмической техники. Поэтому запатентованный процесс плазменного окисления (так называемый патент «4М») может оказаться ключевым в расширении мирового рынка углеродных материалов от 83 тыс. т в 2015 г. до 219 тыс. т в 2024 г. [2].

Развитие производства высокопрочных высокомодульных и термостойких волокон (АВ), главным образом на основе ароматических гетероциклических полиамидов и частично полиэфиров, стало одной из важнейших составляющих мировой промышленности за предыдущие 30 лет. Монополистами здесь являются США и Япония, на долю которых приходится более 70% глобального объема производимых АВ. Доля Китая выросла до 13%, Южной Кореи – до 7%, а суммарный прирост их в мире за последние пять–семь лет находится на уровне 4–5% в год. По данным ООО «Лирсот» [15], суммарная доля производства арамидных материалов в России в мировом выпуске составляет менее 0,4%, хотя в них имеется высокая потребность, что подтверждается ежегодным импортом от 1,5 до 2,0 тыс. т, в том числе 100–150 т волокна Арселон из Белоруссии. К 2020 г. минимальная емкость отечественного рынка АВ составит 2,5 тыс. т/год. Указанное выше отставание тем более не созвучно имеющимся фактам о том, что отечественные арамидные нити Армос и Русар превосходят по механическим показателям все зарубежные аналоги: прочность их достигает 300 сН/текс; модуль упругости (150–160Гпа) не уступает лучшим образцам нитей Кевлар-149 и Тварон НМ.

Из 34 тыс. т термостойких АВ, выпускаемых различными фирмами в 2015 г., более 20 тыс. т приходится на метаарамидное волокно Номекс фирмы Du Pont (США), остальные производители таких волокон (в России оно известно под названием Фенилон) – фирмы Teijin (Япония), Jantei Spandex (Китай) и ряд других. Компания Teijin Ltd планирует расширять на 10% мощности производства пара-арамидного волокна Технора в г. Матсуама (Япония), с началом их освоения в октябре 2017 г. Стимулом для данного решения послужил высокий приоритет Техноры в части выполнения различных специальных требований на мировом рынке. Прославленное своей прочностью, модулем упругости и устойчивостью к внешним воздействиям это волокно применяется в качестве армирующего материала резиновых деталей автомобилей, композитов для гражданского строительства, канатов и тросов, защитной одежды [2].

Мировой рынок нетканых материалов (НМ), занимающих сегодня передовые позиции в инвестиционных проектах текстиля, планируется увеличить от 32,7 млрд. долл. США в 2015 г. до 47,7 млрд. долл. США в 2020 г. (т.е. в 1,5 раза за пять лет!) с прогнозируемым темпом роста 7,9% в год, а их производство в этот же период – 5,7% в год. Китай остается лидером в этой области, выпуск НМ там с конца 2014 г. до 2020 г. возрастет на 1,2 млн. т при средних ежегодных темпах прироста 7,0% [18]. Для прогрессивных методов получения НМ, например гидроструйного перепутывания волокон, они будут еще выше – 7,6% в год. Согласно сообщению Общеевропейской Ассоциации Edana (Брюссель, Бельгия) производство НМ в Европе в 2015 г. выросло на 3,6% – до 2,33 млн. т, несмотря на сравнительно медленный рост экономики в данном регионе. Производство НМ на основе волокнистого сырья с помощью сухого, мокрого и аэродинамического способов укладки по сравнению с 2014 г. достигло рекордного прироста – 3,1%, а прирост производства способом формования из расплава (спанбонд, мелтблаун) также оказался весьма высоким – 4,3%. Тем не менее наилучшие показатели здесь у гидроструйного способа получения НМ – 7,0%. Хотя преобладающим в Европе остается рынок гигиенической продукции из НМ (на его долю приходится 31%), в 2015 г. отмечен рекордный уровень роста выпуска НМ для автомобилестроения (+9%), агрокультур (+11%), протирочных изделий (+11%) и фильтрации воздуха и жидкостей (+17%).

 

Таблица 10. Производство нетканых материалов в Японии в IIII кварталах 2015 г.

Тип нетканого материала (по методу получения)

Производство

Доля, % в общем выпуске

тыс. т

+–, % к 2014 г.

Спанбонд и мелтблаун

82,1

+1,6

32,4

Спанлейс (гидроструйный)

31,3

–1,0

12,4

Термобондинг

30,3

+6,8

12,0

Химбодинг

13,4

–8,1

5,3

Иглопробивной (включая войлок)

52,3

–0,7

20,6

Другие (сухая укладка)

19,9

+1,9

7,8

Мокрая укладка

24,1

+2,9

9,5

 Всего

253,4

+0,9

100

 

В первые девять месяцев 2015 г. подъем производства НМ в Германии, по сравнению с тем же периодом 2014 г., составил 4,6%, заказы увеличились на 4,1%, продажи выросли на 8,2%. В Японии, как следует из табл. 11, в целом сохранился прошлогодний уровень производства НМ, но обращает на себя внимание довольно широкий набор методов их получения, где заметно превалирует спанбонд, а по среднегодовому приросту – термобондинг [17]. Не пользуется, очевидно, там популярностью метод химбондинга (сцепление волокон с помощью латексов, ПАВ, клеев и т.п.).

Известный производитель НМ фирма Mogyl (Турция) выпустила впервые на рынок мелтблаун из полибутилентерефталата (ПБТ) – новый продукт в ассортименте НМ, предназначенный для фильтрации жидкостей и газов. В случае с ПБТ за счет образования более мелких пор фильтрация становится значительно эффективнее и ее можно проводить при более высоких температурах по сравнению с фильтрами из ПП. Они также проявляют высокую устойчивость к органическим растворителям и горючим жидкостям. Кроме того, ПБТ находит применение при длительной транспортировке в крупных цистернах топлива и нефти и последующей фильтрации углеводородов в условиях, подобных горячей и агрессивной среде. В отличие от ПП, который абсорбирует углеводород и набухает в нем, ПБТ при этом прекрасно функционирует, равно как и в установках приготовления смазочных материалов и хладагентов для фильтрации газообразных продуктов. Компания Mogyl производит также НМ на основе ПЭТ/ПБТ в SM (спанбонд–мелтблаун) и SMS (спанбонд–мелтблаун– спанбонд) вариантах [2].

На сегодняшний день в мире 50% НМ в виде спанбонда или мелтблауна производится непосредственно из полимеров: полиэтилена (ПЭ), ПП, ПЭТ, ПА, ПБТ, ПЛА, полисульфона и др., перерабатываемых чаще всего на экструдерах из гранулята или крошки (иногда порошка). Несмотря на то, что большая часть используется для получения медицинских и разнообразных гигиенических товаров, промышленное использование спанбонда и мелтблауна постоянно растет, постепенно вытесняя как классические материалы (ткани и пленки и т.п.), так и кардинговые НМ, в силу их технико-экономических преимуществ. В строительстве, преимущественно дорожном, доля спанбонда ныне составляет уже более 80%, а в области фильтровальных НМ – более 50%. Одновременно с этим наблюдается активное внедрение его в геотекстиль. Из перечисленных выше примеров для производства спанбонда и мелтблауна наиболее пригоден гранулят ПЭТ, поскольку имеет среднемировые рыночные цены ниже, чем ближайший конкурент – ПП, очевидные преимущества в эксплуатационных свойствах (в частности, в строительной промышленности) – долговечность, жаропрочность, энергоемкость, хладостойкость, прочность, упругость и т.д. Компании Oerlikon Neumag (Германия), при внедрении ряда разработок, удалось с помощью новых технологий провести оптимизацию существующего процесса с целью сокращения затрат на сырье более чем на 5%, потребление электроэнергии на 20% и в целом, по сравнению со стоимостью обычных систем производства спанбонда, на 30%, при этом предложить ряд оригинальных решений по созданию готовой продукции с особыми требованиями [3]. Такие «скачки», по нашему мнению, возможны лишь внутри наукоемкой технологии, реализуемой на стыке химического и текстильного потенциала знаний, являющихся надежным залогом развития уникальных НМ в будущем и внедрение их во многие сферы жизнедеятельности человека, сопряженные с обустройством на Земле и полетами в космос.

 

 

Литература

1. Айзенштейн Э.М., Клепиков Д.Н.//Вестник химической промышленности № 4(91), 2016, с. 6.

2. Chem. Fibers Int. № 2 (66), June 2016, s. 52.

3. Chem. Fibers Int. № 1 (65), March, 2016, s. 4.

4. https://www.aif.ru/dontknows/infographies/byudzhet rossi

5. Fiber Organon, November, 2015.

6. Engelhardf A.// Fiber Year Report, June 2016, s.18.

7. Fiber a. Filaments, issue 19, September 2014, s. 24.

8. Костиков В. // Аргументы и факты № 32, 2016, с. 5.

9. IMF World Economik Outlook Reports № 1, 2016.

10. IVC, Frankfurt/Deutschland, 2016.

11. Fiber Organon, March 2016.

12. Пласткурьер № 5, 2012, с. 22.

13. Verdenhalfen I., Pichler D.// Chem. Fiber Int., 1, 2016, s.10.

14. IEC World, March, 2016, s. 8.

15. Мусина Т.К.// Доклад на III Международном симпозиуме «Российский рынок технического текстиля и нетканых материалов: наука и производство в современных экономических условиях». Москва, Экспоцентр, павильон 7, 23–24 февраля 2016 г.

16. Айзенштейн Э.М. // Neftegaz.RU № 10, 2015, с. 30.

17. Japanese Ministry of Economy, Trade a. Indastry (METI), Tokyo, 2016.

18. Markets a. Markets, Pune (India), 2016.

Опубликовано в Статьи бесплатные

В.И. КЕРНИЦКИЙ, канд. техн. наук, Почетный президент НП АРПЭТ Н.А. ЖИР, технический директор НП АРПЭТ

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ или ПЭТ) становится одним из самых массовых по производству полимеров. Темпы роста производства, так же как и темпы его переработки, увеличиваются. Этот полимер выпускается в двух видах: полиэфирные нити и волокна и широко используемый в качестве упаковки пищевых продуктов и напитков высокомолекулярный (бутылочный) ПЭТ. Суммарный объем выпуска ПЭТ приблизился в 2015 г. к 70 млн. т (49,3 млн. т – ПЭТ нити и волокна, 20,7 млн. т – бутылочный ПЭТ) (рис. 1).

Рис. 1. Динамика производства ПЭТ в мире в 1962–2015 гг., млн. т/год.

В 2016 г. выпуск ПЭТ для бутылок в мире достигнет 21,5 млн. т (количество бутылок превысит 550 млрд. шт.); производство полиэфирных: штапельных волокон – 16 млн. т, нитей – 34 млн. т.

Ожидаемый средний рост производства в ближайшие пять лет от 4 до 7% в год. При этом загрузка мощностей по выпуску волокон и нитей в 2016 г. оценивается на уровне 72–75%, а для бутылочного ПЭТ – около 80% [1]. Все большее влияние на мировое производство оказывает рост объемов повторного использования отходов пищевого ПЭТ (бутылки), которые великолепно перерабатываются как в тару для пищевых и непищевых продуктов, так и прежде всего в широкую гамму штапельных волокон и нетканых материалов. Следует отметить, что рост производства всех видов ПЭТ происходит, несмотря на рост объемов использования вторичного ПЭТ и постоянное снижение веса единичной ПЭТ-тары.

Отмечается рост расфасовки в ПЭТ-тару оливкового масла. Более дешевые сорта (подсолнечное и т.п.) практически полностью разливаются в ПЭТ. Можно отметить значительный рост розлива в ПЭТ-ёмкости пива (даже в Чехии, Германии и Австрии, а в Болгарии – до 60%, Белоруссии – до 80%) и крепких алкогольных напитков (прежде всего в Северной Америке, Европе, Азии). Очень перспективно использование одноразовых KEG большой емкости из ПЭТ для транспортировки пива вместо алюминиевых. Даже кровь на анализ повсеместно отбирают в специальные контейнеры из ПЭТ. Высочайшие химическая стойкость и инертность ПЭТ бутылок по отношению ко всем продуктам, которыми их заполняют, обеспечивают постоянный рост их производства во всем мире. Существуют линии розлива напитков в ПЭТ производительностью 110 тыс. бутылок/час. Расширяется выпуск ПЭТ пленок особенно в многослойных комбинациях.

Рис. 2. ТОП-10 видов упаковки к общему мировому объему в 2014 г.

На рис. 2 приведена структура мирового рынка упаковки, из которой следует, что к 2019 г. объем потребления ПЭТ-тары в мире еще более возрастет по сравнению со стеклянной и металлической тарой. Некоторые эксперты прогнозируют в ближайшие годы перепроизводство пищевого ПЭТ, объясняя это избыточными мировыми мощностями, снижением веса ПЭТ бутылок, использованием отходов ПЭТ и т.п. [2].

Действительно, известны, например, достижения компании Sidel, выпустившей рекордно легкую 0,5-литровую бутылку для воды весом всего 7,95 г, а объем повторного использования в этом секторе отходов ПЭТ превысил 1 млн. т. Эти тенденции, однако, не новы и оказывают лишь ограниченное влияние на объемы потребления пищевого ПЭТ, постепенно находящего все новые области применения. Следует, скорее, принять во внимание постоянный рост единичных мощностей (более 600 т/сутки), вводимых за последние годы линий по выпуску пищевого ПЭТ как по классическим технологиям (с твердофазной дополиконденсацией), так и по технологии MTR с достижением высокой вязкости непосредственно в расплаве [3]. Такие современные установки с низкими удельными эксплуатационными затратами имеют хорошие шансы просто вытеснить с рынка устаревшие маломощные производства. К тому же многие из старых заводов близки к выработке физического ресурса оборудования и страдают от его частых отказов и поломок (чем отчасти и объясняется невысокий коэффициент их загрузки). Такая тенденция наблюдалась и раньше, но в ближайшее время она обещает стать еще более актуальной и будет способствовать закрытию устаревших не рентабельных производств.

А какова ситуация с производством ПЭТ в России?

Текстильное направление ПЭТ в РФ не развито и бутылочные марки в отличие от ситуации в мире занимают более 80% производства. Легкая, безопасная, химически и биологически инертная и удобная тара из ПЭТ быстро прижилась в РФ, хотя по ее удельному потреблению (4,1 кг/чел.) мы еще отстаем в 1,5 раза от стран ЕС и в два раза – от США. В России имеется потенциал роста как на внутреннем рынке, так и для экспорта. Созданные за последние годы производственные мощности четырех современных российских заводов позволяют полностью обеспечить потребление этого полимера в России.

Производители ПЭТ в России имеют высокую степень обеспеченности отечественным сырьем: терефталевой кислотой (ТФК) и этилен- гликолем (ЭГ). Если учесть, что производство в Калининграде изначально ориентировано на импортное сырье, то остальные мощности обеспечены ЭГ на 100% и ТФК – на 80%. В стране работают современные производства по выпуску ПЭТ преформ и ПЭТ-тары, оснащенные оборудованием от мировых лидеров. В табл. 1 представлены объемы производства и потребления ПЭТ в России в 2014 и 2015 гг. До 17% ПЭТ бутылок предназначаются для розлива в них пива (рис. 3).

Опубликовано в Статьи бесплатные

Состояние отечественной промышленности химических волокон, по-прежнему уступающей по объему их производства и потребления доперестроечному периоду почти в пять раз, еще очень далеко от оптимистических прогнозов, часто звучащих на всевозможных форумах, конференциях, совещаниях и т.п., которых в последнее время проводится значительно больше, чем уделяется внимания эффективному подъему этой важной подотрасли.

Опубликовано в Статьи бесплатные

Аммиачная селитра (NH4NO3) — самое распространенное в России концентрированное азотное удобрение, производится методом нейтрализации азотной кислоты аммиаком (ГОСТ 2-85, ГОСТ 2-2013). В основном выпускается двух марок: марка «А» — используется в промышленных целях, марка «Б» — в сельском хозяйстве. Содержит не менее 34,0% азота, в том числе половину — в аммиачной форме и половину — в нитратной. Благодаря своим свойствам аммиачная селитра является быстрорастворимым удобрением, ее аммиачная часть поглощается почвой и оказывает более длительное действие по сравнению с нитратной формой, а также с карбамидом.

По степени воздействия на организм селитра относится к 3-му классу опасности (умеренно опасное вещество); по классификации опасных грузов имеет класс опасности 5 (подкласс 5.1); является окислителем и пожароопасна.

Выпуск аммиачной селитры в 2015 г. составил более 46% от всех азотных удобрений, производимых в России, и более 20% от общего объема выпуска минеральных удобрений в целом. Большая часть селитры производится в Центральном и Приволжском федеральных округах (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Динамика производства аммиачной селитры в январе — декабре 2015 г. в разрезе округов, тыс. т, физ. вес

В настоящее время производство аммиачной селитры осуществляют тринадцать предприятий, которые полностью обеспечивают потребность отечественных потребителей. Так, в 2015 г. было произведено более 8,8 млн. т аммиачной селитры.

Рис. 2. Структура производства аммиачной селитры по ФО России в 2015 г.

В России лидерами в производстве аммиачной селитры являются: ОАО Новомосковская АК «Азот» и ОАО «Дорогобуж», находящиеся в Центральном федеральном округе, Филиал «Азот» АО «ОХК «УРАЛХИМ» в г. Березники, Приволжский федеральный округ и Кемеровское ОАО «Азот», Сибирский федеральный округ.

Аммиачную селитру используют как для сельского хозяйства, так и в промышленности. В промышленности аммиачную селитру применяют для производства других видов удобрений: карбамидно-аммиачной смеси (КАС), тукосмесей и других туков. Такие удобрения имеют ряд преимуществ.

КАС — это смеси водных растворов карбамида и аммиачной селитры, могут сохраняться длительное время, не теряя качественных показателей. В отличие от аммиачной селитры растворы КАС не горят и не взрываются, что лишает руководителей хозяйства проблем, связанных с техникой безопасности и требованиями по хранению, транспортированию удобрений и контролю персонала.

Тукосмеси — это сложные удобрения, полученные методом сухого смешивания одно-, двух- и трехкомпонентных удобрений. Тукосмеси удобны тем, что имеется возможность внесения необходимых макро- и микроэлементов в нужном соотношении в один прием под запланированную урожайность сельскохозяйственных культур с учетом агрохимических данных конкретного поля. Этот метод позволяет получить неограниченный спектр марок удобрений.

Значительная доля промышленного потребления аммиачной селитры приходится на отрасли, использующие продукт в качестве сырья для производства взрывчатых веществ (ВВ). Аммиачно-селитряные ВВ представляют собой большую группу взрывчатых веществ. Их принято относить к бризантным взрывчатым веществам пониженной мощности (в тротиловом эквиваленте на 25% слабее тротила).

В промышленности используются смеси селитры с различными горючими углеводородами и многокомпонентные составы на её основе. В этих видах взрывчатых веществ аммиачную селитру применяют в качестве окислителя.

Но, несмотря на промышленное использование аммиачной селитры, в основном ее применяют в качестве основного азотосодержащего удобрения в осенне-весенний период. В последние годы этот вид продукта является одним из основных минеральных удобрений, поставляемых российскими производителями на внутренний рынок. Совокупные отгрузки для нужд сельского хозяйства и промышленности в 2015 г. составили (по данным РАПУ) порядка 3,8 млн. т, или 73% от объема поставляемых минеральных удобрений.

Поставки аммиачной селитры носят сезонный характер, и максимальный ее спрос для сельского хозяйства приходится на весну и осень, тогда как в летние месяцы наблюдается уменьшение спроса (рис. 3). В то же время максимальный спрос на селитру для промышленного применения приходится на летние месяцы, ввиду ослабления спроса со стороны сельского хозяйства и специфики применения аммиачной селитры для промышленности.

Рис. 3. Объемы приобретения аммиачной селитры отечественными сельхозпроизводителями в 2015 г., тыс. т, физ. вес

Опубликовано в Статьи бесплатные

Поликарбонаты (ПК) представляют собой прозрачные аморфные полимеры с высокими показателями таких физико-механических свойств, как жесткость, ударопрочность, огнестойкость, стабильность размеров; они имеют хорошие электроизоляционные свойства, легко перерабатываются экструзией и литьем под давлением. Недостатками ПК являются ограниченная стойкость к воздействию органических растворителей и влаги при повышенных температурах, низкая абразивостойкость и появление желтоватого оттенка под воздействием УФ-лучей.

Опубликовано в Статьи бесплатные