Производства основной химии

Основная химия включает производство кислот, щелочей и минеральных удобрений, объем производства которых в последние годы стабилизировался. Это объясняется совершенствованием технологических процессов, связанных с уменьшением расходов многих химикатов на единицу продукции и с полным отказом от их использования в ряде новых высокотехнологичных производств.

Серно-кислотное производство. Серная кислота — один из важнейших химических продуктов, находящий применение при производстве минеральных удобрений, в металлургии, текстильной, пищевой и нефтеперерабатывающей промышленности. Объемы производства серной кислоты почти не увеличиваются за последние десятилетия в Японии, США, а в ряде западноевропейских стран производство даже сократилось. Заводы по ее производству размещаются только в районах потребления, так как серная кислота малотранспортабельна. Часто ее получение совмещается с основным производством другой продукции на базе использования отходов металлургического производства.

Основными тенденциями последних лет в изменении сырьевой базы для производства серы и ее соединений стали относительное сокращение значения металлорудного сырья (пиритов и др.), самородной серы и отходов металлургических производств и быстрый рост значения серы, получаемой из нефти и природного газа. В связи с чем серно-кислотное производство часто комбинируется с газои нефтеперерабатывающими заводами. Причем использование серы как попутного продукта при переработке нефти или природного газа оказывается более экономичным, а также связано с мероприятиями по охране окружающей среды (так как это своего рода утилизация «экологически вредных» отходов производства).

Крупнейшим в мире экспортером серы является Канада. Самородная сера еще сохраняет существенное значение в сырьевой базе США, Мексики, Польши, Туркмении. В «первую десятку» стран мира по производству серной кислоты входят США, Китай, Россия, Япония, Украина, Франция, Германия, Испания, Бразилия.

Производство минеральных удобрений. Это важная подотрасль химической промышленности мира, производящая продукцию для сельского хозяйства. За последние десятилетия произошли очень серьезные изменения в структуре вырабатываемых удобрений. Так, если в 1950 г. соотношение азота, фосфора и калия в выпускаемых удобрениях выражалось отношением 28: 45: 27, то в 2005 г. соотношение мирового выпуска минеральных удобрений (также в пересчете на 100% полезного вещества) стало совершенно иным — 88: 34: 31. Причем и в потреблении также резко увеличилась доля азотных удобрений.

В последние десятилетия получило распространение производство комплексных удобрений: сложных (которые получаются в результате химического взаимодействия сырья и реагентов) и смешанных (которые получают с помощью механического смешения разного вида удобрений). В этих видах удобрений наиболее высока и сбалансирована доля полезного вещества. Наиболее известными из них являются аммофос, нитрофос и карбоаммофос.

Основным сырьем для производства азотных удобрений (сульфат аммония, аммиачная селитра, мочевина или карбамид) ныне является природный газ, служащий главным источником исходного вещества для их получения — аммиака. Этот вид удобрений наиболее необходим сельскохозяйственным растениям.

Предприятия по производству азотных удобрений размещаются вблизи газовых промыслов или совмещены с предприятиями черной металлургии полного цикла. (В настоящее время удобрения получают лишь «вынужденно» — на коксохимических заводах, при утилизации содержащегося в газах аммиака, а также как побочный продукт при производстве синтетической смолы (капролактама), идущей на производство капронового волокна.) Новые предприятия по выпуску азотных удобрений размещаются вдоль трасс магистральных газопроводов.

Мировое производство азотных удобрений к 2013 г. находилось на уровне около 120 млн т (в пересчете на 100% полезного вещества). По сути, можно уже говорить об азотной промышленности Китая и «прочих стран мира». Крупнейшими странами-производителями являются Китай (более 30% мирового производства), Индия, США, Россия, Канада, Индонезия. В последние годы в число крупных производителей вошли также страны Персидского залива, богатые нефтью и природным газом (табл. 7.33).

Таблица 7.33

Страны — лидеры по производству азотных удобрений (в пересчете на 100% полезного вещества), тыс. т.

Интересна история развития отрасли. В начале XX в. промышленная добыча чилийской натриевой селитры (естественного происхождения) обеспечивала более половины мировых потребностей в азотных удобрениях (экспорт из Чили). Другую часть (в виде сульфата аммония) поставляли коксохимические заводы стран Западной Европы (где была развита в то время черная металлургия). Так, в 1938 г. доля этого региона превышала 60% от мирового выпуска азотных удобрений. В 1920—1950;е гг., кроме производства сульфата аммония, была освоена технология получения аммиачной селитры (в странах Европы и в США). В первую очередь аммиачная селитра шла для военных целей (как взрывчатое вещество), чуть позже ее стали использовать как азотное удобрение в сельском хозяйстве.

Иными словами, влияние научно-технического прогресса сказалось на изменении структуры вырабатываемых азотных удобрений. Объем производства карбамида (или мочевины) увеличился в тысячу раз за последние 50 лет, а доля его в структуре производимых удобрений выросла с 0,7 до 50%. Увеличилось и сильно удешевилось производство аммиака, который является практически единственным компонентом для получения азотных удобрений или полупродуктов на его базе (в том числе при производстве комплексных удобрений). А главным источником для получения аммиака в настоящее время служит природный газ. Именно на его основе в настоящее время получают более ⁹/ю азотных удобрений.

Регионом, выпускающим в настоящее время самое большое количество азотных удобрений, стала Азия. Более позднее формирование отрасли в странах Азии позволило сразу начать в них выпуск самого аффективного вида удобрений — карбамида. Азиатский регион является крупнейшим его продуцентом в мире (более 60%). Велика доля стран Азии и в получении сложных удобрений (около Уз). Китай производит ныне азотных удобрений больше, чем США, а Индия — столько же, сколько все страны Западной Европы вместе взятые. В целом только на Китай и Индию приходится ныне около 40% производимых в мире азотных удобрений.

Изменение географии производства азотных удобрений является одним из главных факторов, влияющих на географию потребления продукции. Производство приблизилось к регионам потребления продукции отрасли. Существенные сдвиги в географии отрасли были обусловлены громадным спросом на азотные удобрения в ведущих сельскохозяйственных странах с большой численностью населения, а также замедлением развития отрасли и снижением выпуска этого вида удобрений в промышленно развитых странах. Мировыми лидерами по потреблению азотных удобрений ныне являются Китай, Индия, США.

Для азотной промышленности, в которой затраты на природный газ могут составлять до 80% себестоимости продукции на выходе с завода, географическая дифференциация цен на газ означает огромные различия в конкурентоспособности производств (в зависимости от места их расположения).

Наибольшими темпами производство азотных удобрений в последние годы растет в Китае. Однако внутреннее потребление в стране увеличивается еще быстрее, что ведет к снижению поставок азотных удобрений на экспорт. Ожидается, что тенденция сокращения экспорта китайской продукции сохранится и в будущем. Отметим, что основным сырьем для производства азотных удобрений в Китае является уголь, при том что, но экономической эффективности и экологической безопасности угольная технология сильно проигрывает методикам получения азотных удобрений из природного газа.

Алжир, Египет, Венесуэла, Индонезия, Тринидад и Тобаго — все эти страны быстрыми темпами наращивают выпуск азотных удобрений. Однако данные страны в совокупности обладают всего лишь 8% мировых запасов природного газа. Помимо индустрии удобрений голубое топливо в этих регионах используется и в других целях, например для производства на экспорт сжиженного газа.

Таким образом, в мире (исключая Китай) в 2000;е гг. наиболее заметной тенденцией было смещение производства в страны с низкими ценами на природный газ (Ближний Восток, Северная Африка, Карибский бассейн). В этих регионах были построены заводы и осуществляются многие проекты по введению в строй новых мощностей. При этом почти все они ориентированы на экспорт продукции азотной промышленности на мировой рынок. Только за последнее десятилетие производство азотных удобрений в регионе стран Ближнего и Среднего Востока выросло на 4,5 млн т (в пересчете на содержание азота), а собственное потребление — только на 1 млн т. В странах-экепоргерах Латинской Америки (Венесуэла, Тринидад и Тобаго, Аргентина) производство увеличилось на 130%, а потребление — лишь на 37%. А вот в странах Южной Азии (в основном в Индии) рост потребления превышал рост производства (увеличивался импорт азотных удобрений).

В Северной Америке наблюдалось снижение объемов производства азотных удобрений в основном вследствие переноса производственных мощностей американских компаний (Potash Industries, CF/Terra, Agrium) в страны Латинской Америки и Северной Африки. Для Европы было характерно существенное снижение производства и потребления аммиака — как следствие высоких цен в мире на природный газ в этом регионе при умеренном росте потребления удобрений. Европа остается чистым импортером аммиака и азотных удобрений.

Крупнейшими экспортерами азотных удобрений выступают ныне Россия, США, Канада, Украина, Бельгия-Люксембург, Саудовская Аравия, Нидерланды. При этом развитые страны экспортируют в основном дорогостоящие комплексные удобрения и карбамид, а импортируют аммиак и разные виды дешевых азотных удобрений. Лидером по импорту азотных удобрений является Азия. Главными странами-имиортерами являются США, Китай, Франция, Бразилия, Германия.