Полімерна хімія. Хімічна промисловість: склад, фактори розміщення, основні райони та центри. Проблеми та перспективи розвитку. Хімічна промисловість та навколишнє середовище. Промисловість полімерних матеріалів (полімерів)

Промисловість полімерних матеріалів(полімерів)

Це головна галузь нафтохімії (виробництво синтетичних смол, пластмас, хімічних волокон, синтетичного каучуку), де початкові стадії технологічного процесу прив'язані до джерел сировини, а подальша переробка орієнтується споживача і тому може здійснюватися інших регіонах.

Лабораторія виробляє гібридні органічні неорганічні матеріали та нанопористі матеріали у вигляді шарів на основі золь-гель-процесів. Крім того, розроблені композиційні матеріали, наноаддитиви, нанокомпозитні та наноструктуровані матеріали, включаючи покриття, а також функціональні та захисні шари.

Лабораторія фізики полімерів

Лабораторія проводить дослідження молекулярної структури полімерів, ідентифікації полімерів та полімерних матеріалів, а також фізико-хімічних досліджень полімерних та композиційних матеріалів. Лабораторія проводить випробування на в'язкопружні властивості, дослідження фізико-хімічних перетворень та дослідження термічної деградації полімерних матеріалів.

Зміни у технології та сировинній базіхімії полімерів (перехід від раніше використовуваних відходів переробки деревної та сільськогосподарської сировини на нафту та газ), розвиток трубопровідного транспорту призвели до істотних зрушень у географії галузі.

Виробляється вуглеводневу нафтогазову сировину на нафтопереробних та газобензинових заводах, основна частина яких сконцентрована у європейській частині країни. Вони розміщуються в районах видобутку нафти та газу (Поволжя, Урал, північний Кавказ, Західна сибірь) або орієнтуються на споживача, розташовуючись на трасах та в кінцевих пунктах магістральних нафто- та газопроводів (Ярославль, Рязань, Москва, Нижній Новгород, Омськ, Тобольськ та ін).

Лабораторія проводить вимірювання пористості для порошків та твердих речовин, включаючи мікро- та мезопори, дослідження розподілу розмірів пор та питомої площі поверхні. Також можливо вивчити поверхневу кислотність каталітичних матеріалів та повністю автоматизовані вимірювання щільності, що забезпечують дуже точні вимірювання об'єму та щільності у широкому спектрі матеріалів.

Лабораторія проводить випробування на стабільність суспензій, емульсій, аерозолів та пінопластів, тестування змочуваності та вільної поверхневої енергії. Також можливі розміри частинок та дзета-потенціал. Лабораторія проводить вимірювання та оцінку основних реологічних властивостей полімерних матеріалів та їх характерних температур. Крім того, проводяться попередні дослідження реологічних матеріалів, тобто визначення в'язкості, включаючи корекцію Беглі, визначення змін обсягу матеріалу в залежності від тиску та температури та визначення міцності розплаву.

У хімії полімерів виділяють кілька напрямків.

Виробництво синтетичних смол та пластичних мас найбільший напрямок хімічної промисловості, який історично склався в Центральному (Москва, Володимир), Приволзькому (Казань, Дзержинськ, Уфа), Уральському (Нижній Тагіл, Салават, Єкатеринбург), Сибірському (Тюмень, Кемерово, Новосибірськ), Північно-Західному(Санкт-Петербург), Южному (Волгоградська, Ростовська області та Краснодарський край), Північно-Кавказькому (Ставропольський край) федеральних округах.

Лабораторія стрес-тестування

Можливе виготовлення матеріалів у невеликих масштабах та напівтехнічному масштабі. Крім того, отримані матеріали можуть бути текстуровані піскоструминною обробкою зернами корунду. Лабораторія перевіряє займистість полімерів та пластмас, визначає повні характеристикипроцесу спалювання пластмас і оптичну щільність диму, що виділяється. Процес горіння можна спостерігати за допомогою тепловізійної камери.

Лабораторія фізикохімії полімерів. Апарат для фізичної сорбції Апарат для хімічної сорбції Гелієві пікнометри Ртутний порозиметр Оптичний мікроскоп. Лабораторія переробки пластмас. Екструдер для мікроекструдера Екструдер для міні-екструдера Одношнековий екструдер Піскоструминна машина. Лабораторія випробувань на старіння.

Найбільший російський виробник синтетичних смол та пластмас – ВАТ "Уралхімпласт", основні виробничі потужності якого знаходяться в Нижньому Тагілі ( Свердловська область). Холдинг займає ключові позиції на ринках багатьох видів товарів. хімічної продукції.

Окремі технологічно залежні підприємства галузі зазвичай є монопольними постачальниками та споживачами напівфабрикатів і пов'язані продуктопроводами, наприклад "Саянскхімпласт" та Ангарський завод полімерів (етилен), "Казаньоргсинтез" і "Нижньокамськ нафтохім" (етилен), "Каустик" (Стерлітамак) Салаватнафтооргсинтез" (етилен).

Промисловiсть хiмiчних волокон та ниток, які бувають штучними та синтетичними, потребує великої кількості сировини, матеріалів, палива та води. Штучні волокна з природних полімерів служать для виробництва ацетату та віскози. Підприємства з їхнього випуску розташовані в Балаково, Рязані, Твері, Санкт-Петербурзі, Красноярську, відновлюється завод у м. Шуя (Іванівська область).

Комбінати з виготовлення синтетичних волокон (капрон, лавсан) працюють у Курську, Саратові, Волзькому. Спільне виробництво штучних та синтетичних волокон знаходиться у містах Клин, Серпухів, Енгельс, Барнаул. Основна кількість хімічних волокон (більше 2/3) виробляється у європейській частині країни, орієнтуючись розміщення текстильної промисловості.

Виробництво синтетичного каучуку

Каучук як сировина використовується для виготовлення шин (65-70%) та гумотехнічних виробів (близько 25%).

Підприємства з виробництва синтетичного каучуку спочатку виникли на основі використання етилового спирту з харчової сировини – картоплі, зерна (міста Ярославль, Єфремов, Воронеж, Казань), потім гідролізного спирту (Красноярськ). Починаючи з 1960-х років. вони перейшли на вуглеводневу сировину, що отримується при переробці нафти, попутних нафтових газівта природного газу. Основні регіони виробництва синтетичного каучуку - Поволжя (Тольятті, Нижньокамськ, Казань), Урал (Стерлітамак), південь Сибіру (Омськ, Красноярськ). Сумарна потужність заводів синтетичного каучуку в країні оцінюється у понад 2 млн т, а його виробництво у 2011 р. склало 1,4 млн т.

Провідною компанією над ринком синтетичних каучуків є " СИБУР " , частку якої припадає понад 2/5 їх виробництва, у Росії. Компанія об'єднує найбільших виробниківсинтетичного каучуку – ТОВ "Воронежсинтезкаучук", ТОВ "Тольяттікаучук" та ВАТ "Красноярський завод синтетичного каучуку".

Виробництво синтетичного каучуку наближено до центрів шинного та гумово-технічного виробництва. Існують цілі комплекси взаємозалежних виробництв: нафтопереробка – синтетичний каучук – шинне виробництво (Київ, Ярославль); гідроліз деревини – етиловий спирт – синтетичний каучук – виробництво шин (Красноярськ).

Найбільший розвиток хімічний комплекс отримав у чотирьох федеральних округах: Приволзькому (частка округу у загальному обсязі виробництва хімічного комплексу РФ становить 44%), Центральному (24%), Сибірському (11%) та Південному (10%).

У хімічній промисловості отримали широкий розвиток процеси територіальної концентрації та комбінування виробництва. Найбільші хімічні вузли сформувалися у низці регіонів країни: в республіках Татарстан і Башкортостан, Алтайському, Пермському та Красноярському краях, Тульській, Тюменській, Ярославській, Нижегородській, Волгоградській, Самарській, Кемеровській та Іркутській областях, що, з одного боку, значно сприяло соціально -економічного розвитку цих регіонів, але з іншого – істотно загострило у яких екологічну обстановку і якість життя населення. Адже хімічний комплекс є великим забруднювачем навколишнього середовища: з скидання забруднених стічних вод він займає 2-е місце (за загальним обсягом викидів шкідливих речовин в атмосферу – 10-те місце) серед галузей промисловості.

За останні півстоліття хімічна промисловість пройшла непростий шлях: від бурхливого розвитку у 1950–1980-х рр., коли у галузі було створено значний виробничий потенціал, до занепаду наприкінці 1980-х рр., коли темпи капітального будівництва різко знизилися, а 1990-го -е мм. інвестиції у галузь практично припинилися.

Сьогодні позиції Росії на світовому ринку хімічних товарів суттєво різняться для різних товарних груп. Так, з виробництва мінеральних добрив вітчизняна хімічна промисловість – одне із світових лідерів: їй належить третє місце. За обсягом виробництва синтетичних каучуків Росія посідає 4-те у світі (10% світового виробництва), але з виробництва поліпропіленів лише 13-те місце (1–2%), а нафтохімічної продукції – 19-е місце (1%). Випуск багатьох прогресивних видів хімічної продукції, навіть необхідних для самої російської економіки, незначний або відсутній.

У той самий час виробництво продукції щодо глибокої переробки загалом стагнувало, що призвело до захоплення російського ринку іноземними виробниками, у результаті початку 2000-х гг. Росія перетворилася на нетто-імпортера хімічної продукції.

Майбутнє хімічної промисловості Росії тісно пов'язане з перспективами розвитку світового ринку хімічної продукції. За оцінкою експертів, до 2030 року він може перевищити 4 трлн дол., що зумовлено зростанням населення планети. З урахуванням тенденцій, що склалися, середньорічне зростання обороту хімічної продукції прогнозується до 2030 р. для Китаю на рівні 13%, Індії – 11, Росії – 5, Європейського союзу (ЄС) – 4, США – 3%. В цей час основним напрямком розвитку хімії буде створення якісно нових високотехнологічних матеріалів. Вирішення цього завдання та структурна модернізація галузей хімічного комплексу пов'язані з діяльною участю держави у реалізації пріоритетів, проголошених ним у Концепції соціально-економічного розвитку Росії до 2020 року.

В даний час основними факторами, що стримують розвиток галузі є: недостатня інвестиційна активність; обмеження доступу російської хімічної продукції на ринки окремих зарубіжних країн; висока частка імпортозалежності від постачання хімічної продукції; невідповідність наявної транспортної інфраструктуриекспортного потенціалу галузі; зростання цін (тарифів) на продукцію (послуги) суб'єктів природних монополій, який стримуватиме темпи зростання виробництва азотних добрив, аміаку, пластмас та спричинить зростання цін на них; недостатні темпи впровадження інноваційних технологій з використанням хімічної продукції у суміжних галузях (будівництво, ЖКГ, автомобілебудування та ін.).

Головна мета Стратегії розвитку хімічної та нафтохімічної промисловостіРосії до 2015 року, затвердженої наказом Мінпроменерго Росії від 14 березня 2008 р. № 119, та проекту "План розвитку газо- та нафтохімії Росії на період до 2030 року" (Плані-2030), що розробляється Міненерго Росії, – підвищення конкурентоспроможності та обсягів випуску різноманітної хімічної продукції російськими підприємствами, насамперед – на основі створення та впровадження ресурсозберігаючих технологій.

Розвиток потужностей вітчизняної нафтогазохімії у Плані-2030 передбачається здійснювати у межах шести кластерів: Волзького, Західно-Сибірського, Каспійського,

Східно-Сибірського, Далекосхідного та Північно-Західного. Вони створюються поблизу джерел сировини та ринків збуту. Функціонування кластерів передбачає активну взаємодію підприємств всього нафтохімічного виробничого ланцюжка, включаючи виробників кінцевої продукції, органів управління, наукових інститутів, вузів.

У 2015 р. частка хімічної промисловості у ВВП має збільшитися з 1,7 до 3%. При цьому обсяги виробництва повинні зрости втричі-вчетверо, а частка продуктів високого переділу зрости з 30 до 70% при відповідному скороченні частки сировини. Всього в нафтохімічну та хімічну галузі в рамках стратегії планується вкласти близько 4 трлн руб., Включаючи витрати на НДДКР. Однак у стратегії більше уваги слід приділяти і заходам, спрямованим на екологізацію хімічного виробництва, впровадження інноваційних технологій та ресурсозбереження

У стратегії визначено основні напрями структурної розбудови галузі на основі державної підтримки: - стимулювання інноваційної та інвестиційної активності; здійснення митно-тарифної політики з метою захисту вітчизняного товаровиробника на внутрішньому та зовнішньому ринках; проведення інвестиційних перетворень на більш ефективного управління хімічним комплексом РФ; вдосконалення російського законодавства з метою створення сприятливих умов розвитку хімічного сектора економіки.