К 2032 году мировое производство этаноламинов вырастет в полтора раза

Из оксида этилена выпускают не только этиленгликоли, но и линейку других химических продуктов. Одни из них – этаноламины, семейство органических веществ, востребованных в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве.

Этаноламины являются первичными аминами (производными аммиака) и первичными спиртами. Они выглядят как бесцветные вязкие жидкости и пахнут аммиаком. Этаноламины хорошо растворяются в воде, хлороформе, этаноле и бензоле. Как и спирты, они способны осушать твердые химические соединения, извлекая из них влагу. В химических реакциях этаноламины проявляет себя как щелочи, взаимодействуют с органическими и неорганическими кислотами, образуя соли.

Семейство этаноламинов включает моно-, ди – и триэтаноламин (МЭА, ДЭА и ТЭА), которые отличаются числом этанольных остатков у атома азота и некоторыми физическими свойствами. Например, температура кипения МЭА составляет 171°С, ДЭА и ТЭА – 270 и 360°С соответственно.

Небольшое количество этаноламина присутствует в организме человека и животных при нормальном белковом питании. Люди научились получать этаноламины промышленным способом в середине позапрошлого века.

Как производят этаноламины?

Сырьем для получения этаноламинов выступает этиленоксид и аммиак. Зачастую крупные нефтехимические предприятия, которые обеспечивают полный цикл переработки этилена и получают этиленоксид в рамках одной площадки, производят и этиленгликоль, и этаноламины. Пример такого сочетания в России – «Казаньоргсинтез» (КОС, входит в «Сибур»). Аммиак не относится к нефтехимическому сырью, поэтому переработчики этилена закупают его вовне.

Процесс производства этаноламина начинается с того, что этиленоксид и аммиак в жидком виде вместе с водяным конденсатом попадают в смеситель, где в условиях высокой температуры давления образуется исходная смесь. Для реакции не нужен специальный катализатор, потому что она является автокаталитической. Затем смесь подает в реакторы (теплообменники) для отдачи тепла, далее она поступает в ректификационные колонны, где сначала происходит отгонка аммиака и воды, а затем отгонка товарных МЭА, ДЭА и ТЭА. Готовые химпродукты разливают в металлические бочки и отправляют на склад.

Классическим считается процесс получения этаноламина при сочетании оксида этилена к аммиаку 1 к 15. В этом случае доля выхода МЭА составляет 78,3%, остальное – ДЭА и ТЭА. Современные технологии позволяют гибко управлять синтезом и регулировать селективность по образованию разных видов этаноламинов.

Этаноламины обладают общетоксическим действием и относятся к химическим веществам второго класса опасности. В высоких концентрациях они раздражают кожу и слизистые оболочки. При работе с ними следует соблюдать осторожность и использовать средства индивидуальной защиты. Норма по предельно допустимой концентрации этаноламинов в воздухе рабочей зоны составляет 1 мг/м3.

От косметики до металлургии. Где используются этаноламины?

Как мы уже сказали, МЭА, ДЭА и ТЭА получают в рамках одного процесса, однако у этой «триады» разные сферы использования и, соответственно, покупатели.

Основные отрасли применения этаноламинов:

• Газоочистка. МЭА вместе с ДЭА зарекомендовали себя отличными адсорбентами на газо- и нефтеперерабатывающих заводах, а также предприятиях, выпускающих азот. Они улавливают кислые газы и примеси с сероводородом.
• Косметика, уходовые средства. МЭА, также как и ТЭА, задействуют при производстве поверхностно-активных компонентов для лосьонов, кремов, шампуней и пен. Также МЭА применяют для выпуска жидкого мыла, а ТЭА – в качестве стабилизатора пены и регулятора pH.
• Агросектор. ДЭА востребован в качестве важнейшего компонента для производства глифосата – средства для борьбы с сорняками. Этаноламин улучшает свойства этого ценного гербицида.
• Индустрия стройматериалов. ТЭА используют для выпуска специальных интенсификаторов помола цемента, которые улучшают процесс изготовления смеси и повышают ее качество.
• Фармакология. МЭА используют в антигистаминных препаратах, антибиотиках, местных анестезирующих средствах, антидепрессантах. ТЭА служит сырьем для производства антисептиков, а МЭА – таурина.
• Текстильная промышленность. Этаноламины входят в состав средств для очистки тканей в процессе промпроизводства.
• Деревообработка. Все три вида этаноламинов добавляют в консерванты, которыми обрабатывают древесину для защиты от влаги и насекомых.

В горнорудном деле этаноламиновые вещества служат агентом-собирателем полезных ископаемых, в металлургии они помогают нейтрализовать кислотность на металлических поверхностях, а в полиграфии их используют как регулятор pH фактора при производстве типографских красок. В химпроме этаноламины выступают сырьем для различных оргсинтезов, предшествующих получению конечной продукции, например, тилендиамина и N-винилпирролидона.

Все этаноламины в России делают в Поволжье

В нашей стране этаноламины производят всего два предприятия. О КОС мы уже упомянули – линию по выпуску этаноламинов на предприятии запустили в 60-е годы прошлого века. Производство модернизировали в 2007 году, увеличив годовую мощность с 14,5 тыс. до 16 тыс. тонн в год. О КОС как о производителе моноэтиленгликоля (МЭГ) мы рассказали в отдельной статье.

Главный центр производства этаноламинов в РФ – группа компаний «Синтез Ока» (Нижегородская область), которая выпускает порядка 25 тыс. тонн этого химпродукта ежегодно. На предприятии в Дзержинске этаноламины выпускают с конца 1940-х, а в начале этого века на нем запустили новое производство этаноламинов, основанное на непрерывном взаимодействии этиленоксида с аммиаком без катализаторов. В 2010 году мощности увеличили вдвое и ввели в строй установку выпуска ТЭА с концентрацией нужного продукта 99%.

Согласно информации на сайте «Синтеза Оки», компания поставляет этаноламины за рубеж и считается лидером по производству этих органических веществ на постсоветском пространстве.

«Синтез Ока» закупает окись этилена для производства этаноламинов и других веществ с завода «Сибур-Нефтехим» – производителя этиленгликолей №1 в России. В 2020-м стороны подписали долгосрочный контракт на поставку 60 тыс. тонн окиси этилена ежегодно.

Как устроен глобальный рынок этаноламинов

По данным портала Chemanalyst.com, годовые объемы выпуска этаноламина в мире в настоящее время составляют порядка 1,7 млн тонн. Страной с наибольшим потреблением этаноламина, так же, как и других химпродуктов, является Китай. Поднебесная выступает и главным импортером этаноламина. Второе место по объему потребления этаноламинов занимает Северная Америка (США и Канада).

Главная сфера применения этаноламинов в глобальном масштабе – производство мыла и других моющих средств (37% от объема), на втором месте – газоочистка (22%). Наиболее востребован из всей линейки МЭО с долей 52% от всего объема производства этаноламинов.

Крупнейшими мировыми производителями этаноламинов называют компании BASF (ФРГ), Dow (США), INEOS (Великобритания), Oriental Union (Тайвань), Akzo Nobel (Нидерланды), Saudi Kayan Petrochemical Company (Саудовская Аравия), Nippon Shokubai (Япония), Lotte Chemical (Южная Корея).

Согласно общему прогнозу, производство этаноламинов в ближайшие годы будет расти. Chemanalyst.com пишет о среднегодовых темпах роста на 3,98% и увеличении объема производства на 2,5 млн тонн по отношению к 2032 году (+47% к 2022-му).

Наряду с устойчивым спросом в традиционных сферах, драйвером роста производства этаноламинов становится декарбонизация и распространение технологии улавливания и хранения углеродных выбросов, где МЭА выступает в качестве эффективного адсорбента. Рынком, где спрос на этаноламины в ближайшие годы станет повышенным, эксперты называют США с их выраженной «зеленой» повесткой.