Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Раздел 1. Общая информация об отрасли химической промышленности

Химическая отрасль промышленности или химический комплекс принадлежит к числу базовых отраслей российской индустрии. Химический комплекс закладывает основы ее долгосрочного и стабильного развития и оказывает существенное влияние на структурные изменения в экономике, обладающие существенным макроэкономическим эффектом и влияющие на уровень национальной конкурентоспособности и темпы роста экономики в целом.

Химическая отрасль востребована всеми другими отраслями хозяйства и от ее состояния и развития зависит уровень национальной конкурентоспособности, темпы роста экономики, благосостояние государства. Значение химической отрасли промышленности постоянно растет. Ее продукция стабильно и разнообразно используется во всех сферах человеческой деятельности и в быту.

Потребителями продукции химического комплекса являются практически все отрасли промышленности, транспорта, сельского хозяйства, сфера услуг, торговля, наука, культура и образование, оборонный комплекс.

В химической отрасли сосредоточено более 4,5 % основных фондов промышленности страны. Предприятия химического комплекса обеспечивают около 4,7 % общероссийского объема валютной выручки.

В химической индустрии насчитывается около 800 крупных и средних промышленных предприятий и более 100 научных и проектно-конструкторских организаций, опытных и экспериментальных заводов с общей численностью сотрудников более 740 тыс. человек.

Химический комплекс Российской Федерации включает в себя два укрупненных вида экономической деятельности [14] (см. рисунок 1.1):

- химическое производство;

- производство резиновых и пластмассовых изделий.

на рисунке не указано производство фармацевтической продукции, составляющее ~ 10 % от общего производства химического комплекса Российской Федерации

Рисунок 1.1 - Структурная схема химического комплекса Российской Федерации, 2014 г., % (по данным SPG, НИИТЭХИМ, Минпромторга России)

Доля химического комплекса в структуре промышленного производства РФ в 2014 г. составила около 6 %, уступая добыче полезных ископаемых (23 %), машиностроению (10 %), производству и распределению электроэнергии, газа и воды (10 %), металлургическому производству (10 %) и производству пищевой продукции (11 %) [14].

Данные о структуре промышленного производства РФ приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Структура промышленного производства в РФ, 2014 г. [14]

Отрасль промышленности в Российской Федерации	Доля отрасли в промышленности, %
Добыча полезных ископаемых	23
Производство пищевых продуктов	12
Производство и распределение электроэнергии, газа и воды	11
Металлургическое производство и производство готовых металлических изделий	10
Машиностроение	10
Химический комплекс, включая производство изделий из пластмасс и РТИ	6
Производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования (электроника)	4
Производство прочих неметаллических минеральных продуктов	3
Прочие отрасли (сегменты)	21
Промышленность всего	100

Химическая промышленность обладает широкой сырьевой базой, позволяющей утилизировать некоторые виды отходов производства и потребления и активно использовать вторичное сырье, что способствует более экономному расходованию природных и энергетических ресурсов. Кроме того, она создает продукты (вещества), которые применяют для химической очистки и обеззараживания воды, воздуха, для защиты и роста растений и восстановления почв.

С другой стороны, химическая промышленность относится к числу достаточно проблемных, с точки зрения экологии, отраслей, воздействующих практически на все компоненты окружающей среды, что определяет необходимость и актуальность реализации дополнительных природоохранных мероприятий, обеспечивающих необходимую и достаточную экологическую безопасность производств.

Экологические факторы в химической отрасли промышленности не только влияют на конкретное размещение и функционирование химических предприятий, но и определяют необходимость и эффективность использования и переработки любых, даже самых токсичных и опасных отходов. Однако все более актуальным и значимым становится вопрос об утилизации продукции химических предприятий, так как многие ранее известные и новые вещества и материалы, создаваемые отраслью, практически не разлагаются. Главные проблемы, стоящие перед отраслью - развитие производств новейших видов продукции тонкой химии (чистые вещества, реактивы), микробиологической промышленности, создание небольших производств, не оказывающих существенного воздействия на окружающую среду.

По объему инвестиций в основной капитал в 2014 г. химический комплекс занял третье место среди всех отраслей российской промышленности (5,4 %) после добычи полезных ископаемых (40,5 %) и производства и распределения электроэнергии, газа и воды (21,9 %) [14].

На сегодняшний день можно выделить ряд ключевых проблем химической отрасли промышленности Российской Федерации:

1) высокие цены и отсутствие необходимого ассортимента сырья для отдельных производств химической отрасли промышленности;

2) высокий уровень износа ряда производственных мощностей;

3) высокие капитальные затраты на строительство новых химических производств;

4) недостаточное развитие научного и технологического потенциала химического комплекса;

5) высокие цены на электроэнергию и железнодорожные перевозки, недостаток транспортно-логистической инфраструктуры, сложность ее расширения и обеспечения доступа к ней;

6) недостаточное развитие системы технического регулирования, отраслевых стандартов и системы контроля качества продукции химического комплекса;

7) недостаточная емкость внутреннего рынка химических продуктов;

8) зависимость стратегических производств отрасли от импортного сырья;

9) недостаточное развитие кадрового потенциала и высокопроизводительных рабочих мест.

Обозначенные проблемы наиболее актуальны для всех отраслей химической промышленности и комплексно влияют на состояние всей промышленности в целом, поэтому их решение поможет значительно повысить конкурентоспособность химического комплекса России и каждого из его сегментов в отдельности.

Следует также отметить некоторые преимущества химического комплекса перед другими отраслями:

- разнообразие и относительная доступность исходного сырья;

- относительно небольшая доля отходов производства, плохо поддающихся утилизации или обезвреживанию;

- использование материальных ресурсов и энергоресурсов может быть комбинированным;

- возможность производства идентичных продуктов из разного исходного сырья.

1.1 Производство прочих основных неорганических химических веществ

Прочие основные неорганические химические вещества составляют примерно 12 % всех базовых продуктов отрасли и являются старейшими химическими продуктами. К ним относятся водород, хлор, гидроксид натрия (каустическая сода, натр едкий, каустик, натриевая щелочь), гидроксид калия (едкое кали), гипохлорит натрия, различные неорганические кислоты, в том числе соляная и плавиковая кислота, а также соли указанных кислот.

Одной из значительных и ключевых составляющих химического комплекса РФ является производство водорода, хлора и гидроксида натрия или так называемое хлор-щелочное производство, которое позволяет одним из трех электрохимических методов одновременно получать сразу три химических вещества и продукта: водород, хлор и гидроксид натрия (натр едкий, каустическая сода, каустик, натриевая щелочь). Так, в 2012 г. объем производства хлора в РФ составил 1032 тыс. т, каустической соды 1094,4 тыс. т. Объем потребления хлора в 2012 г. составил 1018 тыс. т, каустической соды - 984,7 тыс. т. Россия является нетто-экспортером этих продуктов, что демонстрируют сведения, приведенные в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Производство и потребление хлора и каустической соды в РФ в 2012 г.

Продукт	Производство, тыс. т	Экспорт, тыс. т	Импорт, тыс. т	Потребление, тыс. т
Хлор	1032	14	0	1018
Каустическая сода	1094	125	16	985

Производство каустической соды и хлора в России осуществляют более 10 компаний, при этом основный объем производства полимера - поливинилхлорида (ПВХ) - с использованием хлора собственного производства приходится только на 3 предприятия. Едкий натр, водород и хлор вырабатываются тремя разными электрохимическими методами. Два из них - электролиз с твердым катодом (диафрагменный и мембранный методы), третий - электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод). В мировой производственной практике и в Российской Федерации реализованы все три метода получения хлора и каустика с явной и устойчивой тенденцией к увеличению доли мембранного электролиза. В таблице 1.3 приведены основные показатели указанных методов электролиза в пересчете на производство 1 т 100 %-ного едкого натра.

Таблица 1.3 - Основные показатели электрохимических методов получения водорода, хлора и гидроксида натрия (в пересчете на 1 тонну 100 % NaOH)

Наименование показателя	Ртутный метод	Диафрагменный метод	Мембранный метод
Выход хлора (по току), %	99	96	97-98,5
Расход электроэнергии,	3150	3260	2520
Массовая доля NaOH в щелоках, %	50	12	31-35
Чистота хлора Cl2, % об.	99,2	98	98,0-99,3
Чистота водорода Н2, %	99,9	99,9	99,9
Содержание O2 в хлоре, % об.	0,1	1-2	0,3-0,7
Массовая доля хлорид-иона Cl- в NaOH, %	0,003	1-1,5	0,005

В России приблизительно 35 % от всего выпускаемого каустика вырабатывается электролизом с ртутным катодом и более 65 % - электролизом с твердым катодом. Основными потребителями едкого натра являются: химическая промышленность (52 % суммарного спроса в 2012 г.), целлюлозно-бумажная промышленность (13 %), алюминиевая промышленность (8 %), производство мыла и дезодорантов (7 %), текстильная промышленность. Потребление каустической соды в РФ в 2012 г. по ключевым отраслям промышленности представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Потребление каустической соды в РФ в 2012 г. по ключевым отраслям промышленности

В настоящее время на предприятиях России и стран СНГ наиболее широко применяются ртутный и диафрагменный методы получения хлора и каустической соды, тогда как энергетически более эффективный и экологически предпочтительный метод мембранного электролиза был реализован в 2006 г. в ОАО "Саянскхимпласт", в 2014 г. - в ООО "РусВинил", г. Кстово Нижегородской области, в 2015 г. на предприятии ООО "Новомосковский хлор", г. Новомосковск Тульской области, и в 2016 г. - на предприятии АО "ВТЕ Юго-Восток", Московская область и в ООО "Сода-Хлорат", г. Березники (производство водорода, хлора и гидроксида калия).

Российские производители хлора и каустика прорабатывают возможности перехода на мембранный метод электролиза, но реализация данных проектов требует определенных технических решений и значительных материальных затрат, поэтому в настоящий момент их усилия направлены на оптимизацию действующего на большинстве из них диафрагменного электролиза, а также на модернизацию ртутного метода электролиза.

Таким образом, в настоящее время на предприятиях РФ реализованы все три электрохимических метода производства водорода, хлора и гидроксида натрия: диафрагменный, мембранный и ртутный электролиз насыщенных растворов хлорида натрия.

Кроме того, в настоящее время в промышленном масштабе в Российской Федерации реализована технология производства соляной кислоты методом взаимодействия хлора и водорода с последующей абсорбцией образующегося хлорида водорода водой с получением соляной кислоты.

1.2 Перечень предприятий, выпускающих продукцию, относящуюся к сфере распространения справочника НДТ

Печень предприятий Российской Федерации, выпускающих прочие основные неорганические химические вещества, относящиеся к сфере распространения настоящего справочника НДТ, приведен в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Перечень предприятий, выпускающих прочие основные неорганические химические вещества

N п/п	Наименование организации	Наименование группы, ассоциации, холдинга	Регион Российской Федерации	Город (населенный пункт)
1	АО "Башкирская содовая компания"	Ассоциация "РусХлор"	Республика Башкортостан	г. Стерлитамак
2	АО "КАУСТИК"	Группа компаний "НИКОХИМ"	Волгоградская область	г. Волгоград
3	ОАО "Волжский абразивный завод"	-	Волгоградская область	г. Волжский
4	ООО "Химпром"	Ассоциация "РусХлор"	Кемеровская область	г. Кемерово
5	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	-	Республика Татарстан	г. Нижнекамск
6	АО "Группа "Илим"	Ассоциация "РусХлор"	Иркутская область	г. Братск
7	АО "ВТЕ ЮГО-ВОСТОК"	Ассоциация "РусХлор"	Московская область	г. Москва
8	ПАО "Химпром"	Ассоциация "РусХлор"	Чувашская Республика	г. Новочебоксарск
9	ООО "Новомосковский хлор"	ЕвроХим	Тульская область	г. Новомосковск
10	ООО "РусВинил"	Ассоциация "РусХлор"	Нижегородская область	г. Кстово
11	ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк"	Ассоциация "РусХлор"	Кировская область	г. Кирово-Чепецк
12	АО "Саянскхимпласт"	Ассоциация "РусХлор"	Иркутская область	г. Саянск
13	ООО "Сода-хлорат"	Ассоциация "РусХлор"	Пермский край	г. Березники
14	АО "Новотроицкий завод хромовых соединений"	-	Оренбургская область	г. Новотроицк
15	ОАО "Соликамский магниевый завод"	-	Пермский край	г. Соликамск

В таблице 1.5 приведены перечень продукции, предприятий и способов (методов) производства, а также указаны мощности производств прочих основных неорганических химических веществ.

Таблица 1.5 - Перечень продукции, применяемых технологий и мощности производства

п/п	Наименование организации	Продукция	Мощность производства, тыс. т в год	Способ производства
1	АО "Башкирская содовая компания"	Хлор	196	Электролиз ртутным и диафрагменным методом
		Натр едкий технический (гидроксид натрия)	217	Электролиз ртутным и диафрагменным методом
		Водород	-
		Натр едкий технический чешуированный	50	Выпаривание раствора гидроксида натрия и кристаллизация
		Кислота соляная синтетическая	83	Синтез хлорида водорода с последующей абсорбцией водой
		Гипохлорит натрия	8,0	Хлорирование щелочи
2	АО "КАУСТИК"	Водород	37450 тыс. м3	Электролиз ртутным и диафрагменным методом
		Хлор (жидкий и газообразный)	215	Электролиз ртутным и диафрагменным методом
		Кислота соляная синтетическая	218,82	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Натр едкий технический (гидроксид натрия)	145,8 - факт	Электролиз ртутным методом
		Натр едкий технический (гидроксид натрия)	100,0	Электролиз диафрагменным методом
		Натр едкий технический гранулированный	112,0	Выпаривание раствора гидроксида натрия
		Гипохлорит натрия	25,8	Хлорирование раствора щелочи
		Хлорное железо	12	Хлорирование раствора хлористого железа
3	ОАО "Волжский абразивный завод"	Карбид кремния	80	Взаимодействие оксида кремния с углеродом при температуре
4	ООО "Химпром" г. Кемерово	Кислота соляная (х. ч./ч.)	9,0	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Кислота соляная синтетическая	45,0	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Кислота соляная ингибированная	5	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Натр едкий технический	44,0	Электролиз диафрагменным методом
		Хлор жидкий	40,0
		Водород	-
		Натрия гипохлорит технический	12,0	Хлорирование раствора щелочи
5	ПАО "Нижнекамскнефтехим"	Электролитический водород	4788,957 тыс. м3	Электролиз
6	АО "Группа "Илим"	Натр едкий технический	72,095	Электролиз диафрагменным методом
		Хлор жидкий	58,056
		Водород	-
		Кислота соляная	6,454	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Гипохлорит натрия	5,443	Хлорирование раствора щелочи
7	АО "ВТЕ Юго-Восток"	Гипохлорит натрия	22,5 - факт 45,0 - проект	С концентрацией от 172 г/дм3 при концентрации свободной щелочи 10-15 г/дм3
		Натр едкий технический (каустическая сода) марка РМ-В	41,329	Электролиз с использованием двух биполярных мембранных электролизеров (64 ячейки в каждом) с нормальной линейной нагрузкой до 11340 А на каждый электролизер
		Кислота соляная синтетическая	35,938 - факт 40,0 - проект	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
8	ПАО "Химпром" г. Новочебоксарск	Хлор жидкий	88,7	Электролиз диафрагменным методом
		Натр едкий технический	99,5
		Водород	-
		Гипохлорит натрия	12,2	Хлорирование раствора щелочи
		Перекись водорода	90	Изопропиловый метод
		Перкарбонат натрия	60	Взаимодействие раствора карбоната натрия с раствором пероксида водорода
9	ООО "Новомосковский хлор"	Натр едкий технический	100,0	Электролиз мембранным методом
		Хлор	88,0
		Водород	-
		Кислота соляная синтетическая	-	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
10	ООО "РусВинил"	Натр едкий технический	230,0	Электролиз мембранным методом
		Хлор	203,9
		Водород	-
11	ООО "ГалоПолимер Кирово-Чепецк"	Натр едкий технический (гидроксид натрия)	118,2	Электролиз ртутным методом
		Хлор	107,78
		Водород	-
		Кислота соляная синтетическая	17,0	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
		Кальций хлористый	300,0	Растворение известнякового камня и его примесей соляной кислотой
		Фтор	0,75	Электрохимическое разложение безводного фтористого водорода
		Кальций фтористый	0,05	Взаимодействие хлористого кальция и фторида калия
		Гексофторида серы	0,72	Фторирование серы газообразным фтором
12	АО "Саянскхимпласт"	Натр едкий технический (гидроксид натрия)	203,0	Электролиз мембранным методом
		Хлор	180,0
		Водород	-
13	ООО "Сода-хлорат"	Едкий калий жидкий (гидрат окиси калия)	40,0	Электролиз мембранным методом
		Хлор	25,0
		Водород	-
		Едкий кали твердый (гидрат окиси калия)	26,0	Выпаривание раствора едкого кали
		Кислота соляная синтетическая	27,0	Синтез хлорида водорода и его абсорбция водой
14	АО "Новотроицкий завод хромовых соединений"	Сульфат натрия	72	Растворение сульфата натрия - сырца с последующей очисткой от примесей, упариванием, отделением кристаллов сульфата натрия и сушкой
15	ОАО "Соликамский магниевый завод"	Хлор	3	Электролиз