Как предлагают получать гликоли Johnson Matthey?
Сырье нефтегазового происхождения выступает основой для выпуска этиленгликоля и пропиленгликоля, но в мире активно внедряют альтернативные способы производства. Многопрофильная компания из Великобритании Johnson Matthey расширила доступный производителям гликолей набор неклассических технологий.
От золота к «зеленому» метанолу
Johnson Matthey (JM) ведет отсчет своей деятельности с 1817 года. Эта компания старше таких британских брендов как Burberry, Shell, Rolls-Royce или Barclays. JM за более чем 200 лет неоднократно меняла специализацию: аффинаж золота, банковские услуги, фармацевтика, производство красок, добыча редкоземельных металлов – и это неполный список того, чем с разной степенью успеха занималась компания.
В XXI веке JM трансформировалась в производителя автомобильных катализаторов, а также катализаторов для нефтехимической промышленности, поставщика технологических решений (лицензиара) в сфере водородной энергетики, декарбонизации и производства химических веществ. Эта компания из второй тысячи списка Forbes Global 2000 в 2024 году заработала скромные £108 млн чистой прибыли.
Нас прежде всего интересует деятельность JM в качестве лицензиара производства химических веществ. Компания выступает одним из мировых лидеров в развитии альтернативных способов получения метанола. В последние десятилетия в мире развиваются проекты по промышленному превращению метанола в олефины (этилен и пропилен) из которых помимо прочего получают этиленгликоль (ЭГ) и пропиленгликоль (ППГ).
JM предлагает производить метанол с низким содержанием углерода из отработанных потоков CO₂ биогенного происхождения и «зеленого» H₂, получаемого путем электролиза воды. Только в 2023–2025 годах компания выступила лицензиаром пяти новых низкоуглеродных метаноловых проектов в США, Испании, Уругвае и Австралии общей мощностью 1,76 млн тонн в год. Такое портфолио выглядит солидно для мирового рынка метанола со спросом 80 млн тонн в 2024-м. Ранее другие технологи JM использовались для запуска крупных производств метанола в Китае.
JM была представлена и в России. В 2008 году в Красноярске компания открыла завод автокатализаторов, сейчас предприятие работает под контролем российского менеджмента. Оборудование JM использовали для запуска установки по выпуску формалина в Подмосковье на проекте компании «Метафракс». Англичане также выступили лицензиарами пока нереализованного проекта по производству метанола на Дальнем Востоке.
Пропиленгликоль не из пропилена
JM обогатила мировую отрасль производства гликолей альтернативным способом получения ППГ. Традиционная технология производства этого вещества включает процессы переработки нефтегазового сырья с использованием пропилена и пропиленоксида в качестве промежуточных продуктов.
В процессе JM в качестве основного сырья используют глицерин — простейший трехатомный спирт, который в технологических схемах компании выступает как побочный продукт производства биодизеля. В этом случае можно говорить о том, что ППГ выпускается из 100% возобновляемого сырья, хотя на практике может использоваться глицерин и из других источников.
Биодизель можно получать из различных продуктов растительного происхождения — например, из отработанного кухонного масла, рапса, сои или масличной пальмы. Экологически чистый биодизель используют вместе с обычным дизельным топливом в транспортных средствах.
Согласно описанию JM, в предлагаемом процессе глицерин вступает в реакцию с водородом с помощью катализатора. Свежий глицерин испаряется в рециркулирующем потоке водорода с добавлением необходимого количества водорода из установки адсорбции с переменным давлением. Все побочные продукты удаляются путем дистилляции.
О том, насколько востребованной оказалась ППГ-технология JM нельзя сказать определенно – сама компания не сообщает о лицензионных контактах. Однако в мире за последние годы появилось несколько предприятий, где реализована цепочка: биодизель – глицерин – ППГ. Лицензиаром технологии для заводов в Бельгии и Польше выступает мировой химконцерн BASF. Так, завод польской компании ORLEN Południe открыли в 2022 году, там из глицерина получают до 30 тыс. тонн ППГ в год.
Моноэтиленгликоль не из этилена
Для производителей моноэтиленгликоля (МЭГ) JM не только разработала новую технологию под ключ, но и внедрила ее на крупном предприятии. Партнером при разработке ноу-хау выступила американская химическая компания Eastman.
Компании в 2010-е создали технологический процесс с использованием запатентованного катализатора, чтобы получать МЭГ из метанола через преобразование последнего в формальдегид. Благодаря изобретению, производители метанола или формальдегида могут диверсифицировать бизнес или продлить цепочку переделов. В процессе, подробности которого не описывают, помимо формальдегида участвуют монооксид углерода и водород, а помимо МЭГ на выходе получают небольшое количество ценного сопродукта диэтиленгликоля (ДЭГ).
Еще одно преимущество этого способа — вариативность получения метанола, который может быть извлечен из различного сырья, включая уголь, природный газ или биомассу, что дает возможность производить МЭГ без доступа к этилену.
Формальдегид — бесцветный резко пахнущий газ. Используется для производства смол и вспомогательных реагентов, а также в медицине в качестве средства дезинфекции.
Эта технология «выстрелила», когда в 2018 году китайская компания Jiutai New Material выбрала ее для запуска производства на строящемся заводе по производству ЭГ мощностью 1 млн тонн в год в регионе Внутренняя Монголия. Основой всей дальнейшей цепочки реакций и переделов в этом случае выступает уголь. На предприятии, введенном в строй в 2022 году, полученный из каменного угля синтез-газ преобразовывают в метанол, затем в формальдегид, из которого и получают МЭГ. Технологии JM позволяют максимально повысить конверсию сырья и снизить потребление ресурсов на многоступенчатом этапе перехода от синтез-газа к МЭГ.
Важно, что Jiutai New Material может направлять избыток метанола, предназначенного для МЭГ, на другие предприятия своего холдинга. Мощности линии по выпуску формальдегида на 1,5 млн тонн в год делают Jiutai New Material крупнейшим мировым производителем этого вещества.
О других примерах внедрения этой оригинальной технологии ничего не известно. Однако это не значит, что они не появятся, особенно в Китае, где МЭГ на угольной основе занимает до 40% в общем объеме производства и в последние годы наращивает свою долю.
Несомненные плюсы
Способ получения МЭГ от JM нельзя назвать самым оптимальным или универсальным, подходящих для внедрения всеми производителями. Мы относим к его главным преимуществам следующее:
- Независимость от этилена как сырья. Это расширяет географию возможного размещения производств. Кроме того, в среднем альтернативное подходящее для процесса сырье (уголь, природный газ, биомасса) более доступны по стоимости, чем этилен.
- Диверсификация и удлинение производственной цепочки. Производители метанола или формальдегида могут использовать технологию для расширения ассортимента продукции и углубления переработки.
- Получение побочного ценного продукта ДЭГ, который используют, например, для осушки природного газа перед транспортировкой. Напомним, что одна из вариаций наиболее распространенной технологии получения МЭГ из этиленоксида не предусматривает никаких побочных продуктов (метод OMEGA от Shell).
- Высокая конверсия сырья и ресурсоэффективность. Это ведет к уменьшению затрат на единицу продукции и повышает конкурентоспособность производства, особенно в регионах с доступной угольной базой.
Прочитать о других альтернативных классике технологиях производства МЭГ вы также можете в нашем блоге. Например, о способе, когда ЭГ выступает побочным продуктом выпуска поликарбоната, или об огромном сегменте переработки угля в МЭГ. Найдется место и очень модному, но все еще маломощному производству биогликолей из кукурузы, отходов деревообработки, свеклы и сахарной патоки.
