Рынок 1,4-бутандиола в России: создана научная база для запуска внутреннего производства

В настоящее время это вещество в РФ не производится, весь рынок формируется за счет импорта. Однако технология химического синтеза 1,4-бутандиола из нефтепродуктов уже разработана и ее можно воплощать в реальный проект. Перспективы для выпуска продукции на растительном сырье (через глубокую переработку зерна кукурузы) пока неочевидны, но, возможно, они появятся в будущем.

Технологии производства 1,4-бутандиола

В настоящее время наиболее распространенными способами получения 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, изначально 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.

Где применяется 1,4-бутандиол

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%.

Рынок 1,4-бутандиола в России

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 Китая 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.

Перспективы и прогноз дальнейшего развития рынка

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.