Нидерландская компания предложит рынку новый био-МЭГ

Химики из Avantium создали альтернативные «зеленые» блоки для выпуска бутылочного пластика. «Двойники» появились у моноэтиленгликоля и терефталевой кислоты, а конечный продукт получил новое название и лучшие характеристики.

В блоге мы регулярно пишем о проектах получения этиленгликолей из возобновляемого сырья. Новостей становится больше – во всем мире разработчики химпродуктов переходят от тестов к промышленному производству. Драйверами новых гликолей выступает актуальная повестка сокращения углеродного следа, построения экономики замкнутого цикла и отказа от углеводородного сырья. Переключение на биосырье позволяет производителям не зависеть от волатильности цен на нефть, газ и производные продукты.

Технологическая компания в области возобновляемой химии Avantium (Нидерланды) разработала собственный вариант моноэтиленгликоля (МЭГ) из растительного сырья. Отличие этого проекта в том, что «зеленый» МЭГ предназначен для решения комплексной задачи – в паре с другим веществом из биосырья он выступает компонентом для получения нового вида пластика. Такой МЭГ может работать и с традиционными «не зелеными» химвеществами, снижая углеродный след конечных продуктов.

О том, как делают МЭГ из сахарного тростника в Индии, читайте в этом материале. Бразильская компания Braskem и японский холдинг Sojitz прорабатывают запуск производства МЭГ из сахара – мы рассказали об этом здесь. Бизнес-кейс финской UPM Biochemicals, которая завершает строительство завода по производству гликолей из древесного сырья в Германии, заслуживает отдельного внимания.

Кислота определила будущее

Небольшую по меркам мировой химической индустрии компанию Avantium основали в 2000 году. Она специализируется на разработке веществ, материалов и топлива на биологической основе. К первому десятилетию существования относится открытие, предопределившее дальнейший путь Avantium: голландцы открыли способ каталитического преобразования растительного сахара (фруктозы) в фурандикарбоновую кислоту (ФДКК), которая является строительным блоком для создания пластика, по характеристикам соответствующего материалу для изготовления пластиковых бутылок. Ближайший аналог ФДКК из веществ углеводородного происхождения – терефталевая кислота (ТФК).

Читайте также: Терефталевая кислота — продуктовый спутник МЭГ. Как устроен ее рынок?

В Avantium запатентовали технологию безуглеродного получения ФДКК – ее назвали YXY. Компания не приводит подробностей о процессе, подчеркивая при этом его уникальность. Первую опытную установку по производству ФДКК YXY запустили в 2011 году, тогда же получили первый бутылочный пластик. В 2021 году в Avantium приняли стратегическое решение о строительстве завода по производству ФДКК. Площадка в Делфзейле (Нидерланды) стоимостью порядка 90 млн евро и рассчитанная на производство 5 000 тонн ФДКК в год, даст первую продукцию уже в 2024 году.

Avantium была удостоена звания «Лучший инноватор в области прорывных технологий в Европе в 2021 году» в конкурсе британского журнала CFI.co.

«Сладким» гликолям нашли сырье

МЭГ растительного происхождения в Avantium делают по собственной технологии Ray – она преобразует промышленный сахар в «зеленый» этиленгликоль.

В 2019 году Avantium открыла в Делфзейле демонстрационную установку по производству экологически чистого МЭГ мощностью 10 тонн продукта в год. Вместе с МЭГ там выпускают монопропиленгликоль (МПГ). Компания отрабатывает на объекте процесс производства гликолей перед его будущим масштабированием, кроме того потенциальные заказчики могут ознакомиться с особенностями производства «зеленых» химпродуктов.

Avantium утверждает, что ее гликоли из сахара способны конкурировать с аналогами из ископаемого топлива по качеству и по стоимости, демонстрируя преимущества для устойчивого развития за счет меньших выбросов углерода при производстве.

В 2022 году в Avantium опубликовали данные о том, что производство МЭГ по технологии Ray на демонстрационной установке сокращает выбросы парниковых газов на единицу продукции на 83% по сравнению с аналогами из нефтегазового сырья. Результат для МПГ – сокращение выбросов СО2 на 81%.

С большой вероятностью основным биосырьем, из которого Avantium будет в промышленных масштабах производить биогликоли, станет сахарная свекла. В 2021-м компания объявила о намерении создать совместное предприятие и построить завод по производству биогликолей по технологии Ray с компанией Cosun Beet, которая работает в сфере переработки сахарной свеклы. Тогда стороны заявляли о том, что намерены получать продукцию для реализации вовне уже в 2025 году.

Полимер, который ждут

После запуска производств, Avantium планирует продавать био-МЭГ и ФДКК всем заинтересованным покупателям в качестве отдельных продуктов. Однако более амбициозная цель состоит в запуске на основе этих компонентов «зеленого» аналога полиэтилентерефталата (ПЭТ) – полимера, который используют для производства пластиковых бутылок, упаковочных материалов, текстиля. Название материала, которым занимается Avantium – поливинилфуранат (ПЭФ).

В Avantium позиционируют ПЭФ как полимер на 100% растительного происхождения, пригодный для вторичной переработки и разложения, с широким спектром применений. ПЭФ обладает улучшенными свойствами по ряду важных для упаковки характеристик.

Барьерные свойства:

• Кислородный барьер ПЭФ в 10 раз лучше, чем у ПЭТ.
• Барьер ПЭФ от CO2 в шесть–десять раз лучше, чем у ПЭТ.
• Водный барьер ПЭФ в два раза лучше, чем у ПЭТ.

Кроме того, температура стеклования ПЭФ составляет 86 °C против 74 °C у ПЭТ.

Экологические характеристики ПЭФ:

• Углеродный след на 50–70% меньше, чем у обычных полимеров.
• Пригоден к сортировке, как обычные пластиковые материалы, а также к переработке.
• В условиях промышленного компостирования разлагается за 250–400 дней (ПЭТ может разлагаться до 500 лет).

Функциональные возможности и растительное происхождение создают условия для того, чтобы ПЭФ стал востребованным упаковочным материалом следующего поколения.

Avantium готова начать выпуск ПЭФ в 2024 году – вместе с ФДКК. Видимо, для получения экопластика будут использовать покупной МЭГ до того времени, пока собственные «сахарные» этиленгликоли не будут доступны в нужном для производства объеме. Выбранная Avantium бизнес-модель, когда производства разных химвеществ не зависят друг от друга, позволяет так делать.

ПЭФ от Avantium еще до старта производства чрезвычайно популярен. В портфеле Avantium почти два десятка соглашений о будущих поставках. В числе законтрактовавших новый экоплатик бренды с мировым именем: производитель упаковки Resilux, пивоваренные гиганты Carlsberg и AmBev, поставщик предметов роскоши LVMH Group, производитель бытовой химии и клеев Henkel.

О перспективах российского производства ПЭТ-нитей и волокон мы писали здесь.

Разработки на будущее

Область научных и бизнес-интересов Avantium не исчерпывается только лишь «зеленым» пластиком и вспомогательными веществами из растительного сырья.

У Avantium есть технология Dawn – это запатентованный инновационный процесс преобразования непищевого растительного сырья в промышленные сахара и лигнин. С ее помощью можно преобразовывать ветки и кору деревьев, кукурузный или тростниковый жмых в ценные промышленные сахара. Технология имеет самостоятельную ценность и гипотетически встраивается в производство ПЭФ.

Компания также работает и над электрокаталитической технологией Volta, которая позволяет использовать CO2 в качестве нового источника углерода для химической промышленности, преобразовывая его в синтез-газ.

Avantium получила от Евросоюза грант 3 млн евро за участие в программе исследований и разработок, демонстрирующих ценность электрохимического превращения CO2 в высококачественные химикаты и продукты.

Читайте также: Меняться, чтобы не менять климат. Что в 2022-м сделал СИБУР, чтобы стать экологичнее?