Рынок 1-бутена (бутилена) в РФ превосходит все остальные сегменты рынка линейных-олефинов как по объему в натуральном выражении, так и по доле в нем отечественной продукции. Основная спросообразующая отрасль — производство полиэтилена — демонстрирует устойчивый рост в последние годы и, по прогнозам экспертов, будет расти и дальше, поскольку в ближайшие годы в России начнут работу сразу три крупных комплекса по производству крупнотоннажных полимеров. В связи с этим аналитики ожидают, что среднегодовой темп роста российского рынка бутилена в период до 2030 года составит 6%.
Как получают 1,4-бутандиол в промышленности
В настоящее время наиболее распространенными способами производства 1.4 бутандиола в промышленных масштабах являются технологии химического синтеза:
- из ацетилена и формальдегида (метод В. Реппе). Присоединением двух молекул формальдегида к ацетилену получают 2-бутин-1,4-бутиндиол (при температура 90–100 °C и в присутствии медного или никелевого катализатора), который затем гидрируют до 1.4-бутандиола;
- гидрированием малеинового ангидрида, полученного при окислении бензола или н-бутана;
- на основе полипропилена, например процесс «Дэви — Дженерал Электрик». В большинстве случаев промежуточными продуктами являются аллиловый спирт или аллилацетат;
- взаимодействием бутадиена и уксусной кислоты с образованием 1,4-диацетокси-2-бутена, дальнейшим гидрированием до 1,4-диацетоксибутана и гидролизом до 1,4-бутандиола.
Чаще применяется метод Реппе, хотя, по мнению ряда экспертов, синтез на основе полипропилена имеет преимущества как по объему выхода чистого продукта, так и с коммерческой точки зрения в целом, в том числе и при мелкотоннажном (до нескольких тысяч тонн в год) производстве.
Все эти методики используют компоненты, в конечном итоге получаемые из углеводородного сырья. Например, ацетилен и формальдегид — из природного газа, малеиновый ангидрид — из нефти и т. д. Поэтому в мире, прежде всего в Европе, Китае и США, примерно с 2010 года растет интерес к развитию более экологичного и, возможно, экономически эффективного производства с использованием биотехнологий на основе растительного сырья (глубокая переработка зерна).
Как видно из рисунка, 1,4-бутандиол можно получать напрямую из продуктов гидролиза крахмалов или через двухстадийный процесс с промежуточным выделением янтарной кислоты. Многочисленные эксперименты показали, что синтезированный при помощи любого из этих способов микробиологической ферментации продукт имеет ту же молекулярную структуру, что и синтезированный химическим путем, и ничем не отличается от него по своим физическим свойствам.
Что касается экономической эффективности производства 1,4 биобутандиола, информации в открытых источниках на эту тему немного. Однако стоит заметить, что эйфория, на начальном этапе становления этих технологий основанная на ожиданиях их более низкой себестоимости из-за уменьшенного потребления энергии и эмиссии углекислого газа, сейчас сменилась более сдержанными оценками. Во всяком случае доля 1,4-бутандиола из биосырья на мировом рынке, по оценкам наших аналитиков, составляет чуть более 3%, что, учитывая значимость «зеленой» повестки в мире, может говорить о более высокой стоимости его синтеза в сравнении с традиционными технологиями.
Структура потребления на мировом рынке 1,4-бутандиола
По данным проведенного исследования мирового рынка, более половины объема произведенного 1,4-бутандиола используется для изготовления тетрагидрофурана (ТГФ). Это простой циклический эфир, из продуктов полимеризации которого производят уретановые каучуки, синтетические волокна, ПВХ, различные клеевые составы. Сам по себе ТГФ применяется в медицинской промышленности и производстве электронных компонентов как эффективный растворитель.
Кроме того, из 1,4-бутандиола получают:
- полибутилентерефталат. Полукристаллический полимер, отличается высокой прочностью, атмосферостойкостью и термостабильностью в широком диапазоне температур, поэтому из него делают корпуса для различных электротехнических устройств, литые детали для автомобилей и бытовых приборов, жесткую тару и т. д.;
- γ-бутиролактон. Используется как растворитель с высокой температурой кипения, промежуточный фармацевтический препарат, ароматизатор и чистящее средство;
- полибутиленадипаттерефталат. Популярный биопластик, применяется для изготовления биоразлагаемой упаковки, гигиенических изделий, медицинской одежды, мульчирующих пленок и т. д.
Суммарный объем мирового рынка 1,4-бутандиола с 2020 по 2023 г., по оценке аналитиков MegaResearch, увеличился на 23,4%. Ожидается, что до 2030 года положительная динамика сохранится, среднегодовой темп роста составит 8,7%.
Обзор российского рынка 1,4-бутандиола
Производства 1,4-бутандиола в России на данный момент нет, весь объем рынка формируется импортной продукцией, поступающей в основном из Китая. В связи с прекращением поставок из Германии доля этой страны в российском импорте 1,4-бутандиола в 2023 году увеличилась с 72,5 до 99,9% в натуральном выражении.
Тем не менее технологии получения 1,4-бутандиола, во всяком случае с применением нефтехимического сырья, в России есть. В компании «Газохим Инжиниринг» (г. Уфа) уже проведены все необходимые экспериментальные исследования и разработан базовый проект по производству тетрагидрофурана. В отличие от описанных выше методов, его предполагается синтезировать напрямую из малеинового ангидрида, который можно получать с площадки «СИБУРа» в Тобольске. По словам представителей компании, у них также есть разработки по адаптации этого проекта под производство 1,4-бутандиола и далее — янтарной кислоты. Вопрос сейчас лишь в наличии инвестора, которым, по некоторым косвенным данным, может стать госкорпорация «Ростех».
По расчетам наших аналитиков, объем рынка 1,4-бутандиола в России в 2022 и 2023 годах не превышал 1000 тонн, а его текущая емкость составляет 8700 тонн. Столь низкая насыщенность объясняется следующими факторами:
- невысокий спрос. Практически вся продукция, которая импортируется в Россию, закупается производителями полиуретана, другие перспективные отрасли потребления пока неактивны;
- снижение объема выпуска полиуретанов. Отрицательная динамика началась в период пандемии и продолжилась в 2022–2023 гг. из-за введения санкций, которые ограничили российским компаниям доступ к необходимым для производства функциональным добавкам;
- ограничения на оборот 1,4-бутандиола. Это вещество включено в список прекурсоров, в отношении которых законодательно установлены меры контроля, касающиеся правил его производства, хранения, переработки и реализации.
С другой стороны, 1,4-бутандиол включен в список основных органических химических веществ Перечня продукции для обеспечения импортозамещения, составленного Минпромторгом в 2022 году. Это значит, что рано или поздно его производство в России будет создано. Для организации отдельного предприятия объем рассматриваемого рынка недостаточен, а значительно расширить продажи за счет экспорта в существующих геополитических условиях вряд ли возможно. Поэтому наиболее логичным решением кажется реализация проекта в рамках профильного предприятия, в котором производство бутандиола будет одним из направлений деятельности. ООО «Газохим Инжиниринг» уже имеет проработанную научную базу для выхода на этот рынок.
Прогнозы на ближайшую перспективу
Пока аналитики дают осторожный прогноз динамики рынка 1,4-бутандиола в РФ. Предполагается, что в период до 2030 года его среднегодовой рост составит около 3%. Основным потребителем останется производство полиуретана, которое будет постепенно восстанавливаться и наращивать свои объемы. При этом существенный рост спроса со стороны каких-либо других отраслей потребления маловероятен.
Вместе с тем, если предположить, что производство рассматриваемого продукта в рамках программы импортозамещения в течение нескольких ближайших лет все же будет запущено, рост рынка может ускориться. Например, реализация проекта по дальнейшему переделу тетрагидрофурана в янтарную кислоту может как минимум удвоить объем рассматриваемого рынка — янтарная кислота в России также не производится, а объем ее импорта сопоставим с объемом импорта 1,4-бутандиола. При этом локализация всех производственных цепочек в пределах одного предприятия лишь повышает шансы этого проекта на успех.
Что касается перспектив производства 1,4-бутандиола на биологическом сырье, в России они пока не просматриваются. Возможно, это дело более далекого будущего, когда спрос на рынке вырастет, в том числе и за счет развития производства биоразлагаемых пластиков, углеродных волокон и других инновационных материалов. На сегодняшний день таких технологий в РФ нет, а потребители о существовании биобутандиола практически ничего не знают.
