Химия и нефтехимия. Важнейшие технологические процессы получения наиболее значимой продукции химии и нефтехимии Химия нефтехимия

Основные отрасли химической промышленности условно подразделяются на следующие:

Газоперерабывающая промышленность;

Нефтеперерабатывающая промышленность;

Нефтехимическая промышленность (сырье - нефтяные и газовые фракции);

Коксохимическая промышленность (сырье - уголь);

Микробиологическая промышленность (углеводородное и другое сырье);

Промышленность тяжелого и тонкого органического синтеза (сырье нефтяного, газового и угольного происхождения);

Промышленность неорганического синтеза (неорганическое и органическое сырье);

Химико-фармацевтическая промышленность.

Современные комплексы химической промышленности часто объединяют на одной промышленной территории разные отрасли химической технологии, чаще всего газопереработку, нефтепереработку и нефтехимию, что способствует достижению наиболее высокой рентабельности совместного производства.

Нефтехимия дает продукцию, представляющую основу потребления общества. Рентабельность современных нефтехимических производств в передовых странах обычно выше, чем отраслей, поставляющих сырье для нефтехимии, и других отраслей химической индустрии; она лишь немного уступает наиболее рентабельным отраслям современного бизнеса. Производительность труда в нефтехимической промышленности на 30-40 % выше, чем в нефтегазодобывающих отраслях.

Нефтехимические производства в передовых странах относятся к технически зрелым. Это проявляется в высоких выходах готовой продукции из сырья, в постоянном значительном улучшении качества и расширении функциональных свойств продукции, в применении энерготехнологических схем, реально приводящих к заметному энергосбережению, в использовании гибких технологий, универсальных по отношению к разным видам сырья. Сегодня о степени технологической развитости страны судят (естественно, наряду с другими факторами и показателями) по доле пластмасс среди конструкционых материалов, синтетических волокон среди текстильного сырья, синтетических каучуков среди эластомеров. Современные информационные технологии уже невозможно представить себе без специальных материалов, полученных на основе нефтехимических продуктов, как и новые материалы для новых и старых технологий, в частности, для ядерной, космической, лазерной, оптической и другой специальной техники. Новые материалы с заранее заданными свойствами для изготовления электронного оборудования, новые композиционные материалы, керамические, оптические, магнитные, биологически активные и биологически нейтральные материалы изготавливаются сейчас на основе последних достижений нефтехимической науки и техники.

С 2002 по 2012 мировой ВВП вырос в 2,25 раза, цены на нефть - в 4,2 раза. К 2010 г. потребление нефтехимической продукции в Азии превысило уровень потребления в США и Западной Европе, вместе взятых. Спрос на базовые полупродукты нефтехимии распределяется следующим образом: олефины - 66 %, ароматические соединения - 21 %, метанол и прочие - 13 %.

В настоящее время в мире при помощи более 100 основных нефтехимических процессов производят 95-98 % продукции органического синтеза. На основе нефти, газового конденсата и попутного нефтяного и природного газов получают более 80 тысяч химических продуктов, однако среди них только несколько десятков представляют собой крупнотоннажные производства. Внутри нефтехимической отрасли потребляется около половины ее продукции. В целом в мире нефтехимия потребляет около 10-12 % добытой нефти.

На 1 т нефтехимической продукции (в том числе и полупродуктов) расходуется 1,5-4,0 т сырья (этан, пропан, бутаны, прямогонный бензин - нафта, бензин каталитического риформинга, газойли и др.), а также около 1,6 т условного топлива в виде водяного пара, горячей воды и электроэнергии, что составляет 60-80 % себестоимости продукции. По укрупненным оценкам, реализация 60 % продукции нефтехимии осуществляется в регионе радиусом до 1000 км, межрегиональный обмен составляет 15 % и экспорт продукции - до 25 %.

Нефтехимические предприятия представляют собой источники повышенного загрязнения окружающей среды, поэтому в отрасли достаточно высоки затраты на природоохранные мероприятия, в том числе на создание безотходных и экологически чистых технологий, при этом минимум 5-10 % капиталовложений приходятся на объекты по охране окружающей среды.

Достижение технической зрелости для крупных производителей означает прежде всего убыстрение темпов (роста) научно-технического прогресса и расширение его направлений, из которых наиболее актуальными для нефтехимии являются разработка новых катализаторов и каталитических систем, развитие химии метана и технологий по переработке алканов; создание новых материалов, в том числе с заранее заданными свойствами, биотехнология.

Практически ни одно из ведущих направлений научно-технического прогресса в нефтегазопереработке и нефтехимии, как и в химии в целом, не достигает дальнейшего успеха без совершенствования теории катализа, создания новых более эффективных катализаторов и каталитических систем. Технический катализ первостепенно важен для оценки состояния современного химического комплекса любой страны. Например, около 60 % всех химических производств США и 90 % новых технологических процессов основано на применении каталитического синтеза. Только широкое применение научно-технических успехов современного катализа служит одним из основных показателей экономической безопасности государства. Кроме того, каталитические методы представляют широкие возможности для модернизации существующих и создания новых производств в направлении ресурсо-и энергосбережения и уменьшения отходов.

Развитие химии метана позволяет создать более эффективные технологии получения синтез-газа, метанола, аммиака, жидких углеводородов (в частности, альтернативных синтетических моторных топлив) и др. Новейшие процессы синтеза на основе метана протекают не через известные промежуточные продукты (как синтез-газ, метанол и др.), а непосредственно приводят к получению известных базовых нефтехимических полупродуктов: этилена, бензола, бутадиена, стирола и др. В последнее время проводят интенсивные исследования возможностей производства этилена из природного газа. Например, разработаны технология фирмы «Dow Chemical» (США) по превращению синтез-газа в олефины по реакции Фишера-Тропша на промоти-рованных молибденовых катализаторах; технология фирмы «Mobil» (США) получения этилена из метанола на цеолитсодержащих катализаторах; технология фирм «Norsk Hydro» (Норвегия) и «UOP» (США) получения этилена и пропилена из природного газа через метанол. Промышленное широкое внедрение таких технологий возможно уже в первой четверти XXI в., тогда можно будет говорить о наступлении новой «эры метана» в нефтехимии и в переработке и использовании углеводородных газов.

Разработка промышленных технологий по переработке алканов также расширит сферу взаимных превращений углеводородов. Например, новые технологии позволят превращать этан в винилхлорид, пропан - в нитрил акриловой кислоты, изобутан - в метилметакрилат и др.

Биотехнологическое направление в нефтехимии позволяет уменьшать материалоемкость и энергоемкость основного оборудования, увеличивать эффективность технологических процессов применением возобновляемых видов сырья и облегчать решение проблем охраны окружающей среды. В ряде стран с большими запасами биомассы применяется технология ферментативного превращения биомассы в этиловый спирт и его последующего разложения в этилен. Уже достигнуты успехи в биотехнологических синтезах кормового белка, микробных полисахаридов, ксилита, получены первые полимерные пленки и волокна, разработаны технологии биокатализа в химии и нефтехимии, в частности биокаталитического процесса получения оксида пропилена (США), ксилита (Россия) и других продуктов. Биокатализ может обеспечить процессы деления цепочек углеводородов за счет деятельности ферментов при снижении производственных затрат чуть ли не вдвое, тогда как в нефтехимии такие процессы требуют чаще всего высоких температур и давлений. Биотехнологические процессы также соединяют нефтехимию с агрохимией и фармацевтическими технологиями.

История становления нефтехимии. Около 80 лет назад начиналось становление нефтехимии. Первой промышленной нефтехимической установкой считают установку получения изопропилового спирта из нефтяного сырья (1920 г., фирма «Union Carbide», США). В 1925 г. эта же фирма запустила первую этиленовую установку, в 1929 г. пущена установка производства ацетона из нефтяного сырья (ранее его получали брожением продукции сельского хозяйства). Технология получения оксида этилена была разработана в 1932 г., а получения поливинилхлорида - в 1935 г. В 1931 г. запатентован синтез полиэтилена (фирма «1С1», Великобритания), а в 1939 г. эта фирма на промышленной установке получила полиэтилен низкой плотности. В начале 1930-х годов в СССР начали производить синтетический каучук из этилового спирта, в 1940 г. синтетический каучук был получен и в США. В начале 50-х годов получен полиэтилен высокой плотности по технологии К. Циглера, в конце 1950-х годов пущены установки по производству полипропилена, оксида этилена и этиленгликоля. В начале 1960-х годов промышленно синтезируется циклогексан из бензола, в начале 1970-х годов уже производят высокочистый параксилол и метанол под низким давлением. С конца 1970-х годов промышленно получают линейный полиэтилен низкой плотности и винилацетат из этилена и уксусной кислоты. В 1990-х годах промышленно внедрены синтез малеинового ангидрида из н-бутана и синтез фенола из бензола.

В 50-е годы XX в. ведущие нефтегазовые компании США усиленными темпами начали развивать нефтехимическую отрасль, возникают крупные центры нефтехимии в кооперации с ГПЗ и НПЗ. В это же время в СССР также создаются первые нефтехимические заводы, в том числе по получению синтетического этилового спирта для производства синтетического каучука (Уфа, Куйбышев, Орск, Саратов, Сумгаит и др.), которые в будущем стали крупными нефтехимическими комплексами. Становление и развитие нефтехимии в Японии и западноевропейских странах приходится на 1960-1970-е годы. В 1980-1990-е годы происходит невиданное ранее развитие нефтехимии в Южной Корее, Сингапуре, Малайзии, Иране, Бразилии, Аргентине, Мексике, Саудовской Аравии и др.

Необходимо подчеркнуть необычную значимость современного нефтяного, газового и химического комплекса в жизнедеятельности любой развитой страны. Его нельзя разделять на изолированные отрасли, они тесно взаимосвязаны как достижениями современной науки и техники, так и высокими нефтегазовыми технологиями, взаимной и тесной кооперацией. Среди нанотехнологий (нанотехнологии имеют дело с микросистемами размерами на уровне 10~9 м, т. е. размерами с молекулу, что позволяет создавать или управлять структурой вещества даже на атомном уровне) важным направлением является успешно развиваемая нанохимия. Нанохимия уже помогает извлекать примеси (загрязнения) вредных веществ из атмосферы более эффективно, чем ранее очищать (разделять) промышленные и другие газовые и жидкие смеси, создавать адсорбенты (цеолиты-молекулярные сита) с наноразмерами открытых пор, цеолитосодержащие катализаторы с наноразмерными частицами для многих каталитических процессов нефтепереработки и нефтехимии (каталитический крекинг, каталитическая изомеризация ароматических углеводородов, многочисленные гидрогенизационные процессы углеводородов, в том числе и тяжелых нефтяных остатков, и др.). Открытие фуллеренов и волокнистых углеродных нанотрубок, создание высокоэффективных цеолитов-наноадсорбентов и цеолитных нанокатализаторов, нановолокон, наномембран, ультрадисперсной сажи, порошков других веществ, аэрозолей, тонких пленок и покрытий - это только лишь некоторые этапы развития нанохимии, нанотрибологии и нанотехнологии в целом.

Наиболее важная химическая и нефтехимическая продукция представлена ниже.

Пластические массы (пластмассы, пластики) производят на основе синтетических полимеров: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полистирола, политетрафторэтилена (фторопласта), полиэтилентерефталата и др. Их молекулярная масса составляет от 5 ООО до 1 ООО ООО. Для получения пластмасс к полимерам часто добавляются наполнители (смолы, волокна, ткани, стекло, графит и др.) для придания прочности, термостойкости и других необходимых свойств, пластификаторы (глицерин, масла и др.) для придания пластичности и/или эластичности, красители и разные присадки (например, стабилизаторы). Пластмассы - это не заменители дерева, металла и фарфора. Современные пластмассы превосходят по своим свойствам большинство природных материалов, а многие пластмассы имеют столь ценные качества, что в природе им вообще нет аналогов. Пластмассы представляют собой новый конструкционный материал, которого нет в природе. Область их применения практически не ограничена, они - материал будущего. Основной недостаток - применение пластмасс ограничено температурой 150-200 °С, хотя уже получены дорогие пластмассы, выдерживающие температуры 300-500 °С. Совершенно новые возможности перед полимерами открыло производство композиционных материалов (композитов). В производстве пластических масс используются основные мономеры: этилен, пропилен, стирол, винилхлорид и др.

Синтетические смолы (олигомеры) - полимеры небольшой молекулярной массы, которые в результате затвердевания превращаются в неплавкие и нерастворимые вещества, используемые в производстве пластмасс, лаков, клеев, герметиков, для отделки тканей, бумаги, в деревообрабатывающей промышленности (древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты, древеснослоистые пластики) и др. Различают смолы алкидные, полиэфирные, фенолформальдегидные и др.

Синтетические каучуки (СК) стали качественной заменой натуральным каучукам (НК) и уменьшили зависимость любой страны от импорта дорогого и дефицитного НК из стран Юго-Восточной Азии (Индонезия, Вьетнам, Лаос и др.). Впервые в мире промышленное производство СК организовано в СССР в 1931 г. под руководством академика С. В. Лебедева (первая промышленная партия бутадиенового каучука на основе этилового спирта), в 1932 г. введены в эксплуатацию Ярославский и Воронежский заводы СК. Наиболее близок к свойствам НК синтетический изопреновый каучук, одним из ведущих производителей которого был СССР. Основными потребителями СК являются шинная промышленность (до 60 %) и промышленность резинотехнических изделий. Выпускается более 200 типов, марок и сортов латексов и СК, которые делят на каучуки общего назначения и каучуки специальные (высокотемпературные), широко распространены разные их композиции, в том числе в сочетании с НК для особо ответственной продукции. Мировой рынок каучука в 2008 г. составлял 22,7 млн т, из которых синтетический каучук представлял 55,5 %. Для производства СК используют в качестве сырья мономеры: бутадиен (дивинил), изопрен, стирол, изобутен, этилен и пропилен и др.

Синтетические волокна (текстильные) производили в мире (данные 2007 г.) в количестве более 45 млн т/год. Они являются качественным заменителем искусственных волокон (вискозного, ацетатного и др.) и сырьем для получения совершенно новых материалов (пряжа, ткани, мех, специальные волокна промышленного применения, например, для композиционных материалов). Производят следующие синтетические волокна и нити: полиэфирные (лавсан и др.), полиамидные (капрон и др.), полиакрилонитрильные (нитрон и др.), полиолефиновые и т. д. Синтетические волокна получают из полимеров. Для композиционных конструкционных материалов производят специальные органические волокна арамидные на основе ароматических полиамидов, углеродные на основе полиакрилонитрильных и вискозных волокон и углеродных пеков (углеродные волокна могут быть карбонизированные при температуре 900-2 000 °С и/или графитизированные при температуре до 3 000 °С, содержание углерода выше 99 %, удельная поверхность 1 000-2 000 м2/г). Сырьем являются следующие мономеры: этилен, пропилен, бутадиен, фенол, бензол, параксилол и др.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) - синтетические моющие вещества, детергенты (термин, обычный для зарубежных стран) - производятся в мире в количестве, превышающем десятки миллионов тонн в год (11 млн т в 2002 г. и прогноз на 2010 г. 14 млн т). Стремительное развитие этой отрасли началось в середине XX в., со временем изменялись структура и качество ПАВ, сейчас основным их качеством стала степень биологической (биохимической) разлагаемости и безвредности. Все органические ПАВ отличаются характерной особенностью их молекулярного строения. В их молекуле имеются как гидрофильная (водорастворимая), так и гидрофобная (масло- и жирорастворяющая) часть (группа). Гидрофобная (липофильная) часть молекулы углеводородного происхождения - производные пропилена, бензола, оксида этилена, жидких и твердых парафинов, фенола и др. Гидрофильная часть молекулы может быть в виде самых разнообразных ионных или полярных групп, которые можно разбить на два класса: ионные и неионогенные. Ионные группы подразделяются на три группы: анионоактивные, катионоактивные и амфолитные. Анионоактивные группы с отрицательно заряженным ионом или радикалом - это карбоксильные, сульфонатные, сульфатные и другие соединения. Катионоактивные группы с положительно заряженным ионом или радикалом - это соли аминов, аммониевые соединения и др. Амфолитные (амфотерные) вещества имеют в одной молекуле как анионные, так и катионные группы. Неионогенные гидрофильные группы содержат неионизирован-ные химические вещества: спирты, гликоли, простые эфиры и др.

Существует практически неограниченное многообразие химических структур, которые можно использовать для разработки новых ПАВ. Уже в 1955 г. промышленность США выпускала на рынок более 1100 разных ПАВ. Все ПАВ обладают общим свойством - способностью концентрироваться на поверхности раздела, по которой они растекаются, образуя сплошную пленку, снижающую поверхностное натяжение, которое вызывает обильное пе-нообразование и активное очищение поверхности материалов от загрязнений. Синтетические моющие вещества производят в виде порошка, получаемого сушкой распылением, а также в виде жидкого моющего средства (гели). Фасованные стиральные порошки и жидкости - продукты бытового назначения составляют наибольшую (более 80 %) долю общего потребления синтетических моющих средств.

В отличие от бытового применения, где используют небольшое количество разных типов ПАВ, в разных отраслях промышленности потребляется чрезвычайно широкий ассортимент различных специальных ПАВ. Текстильная промыленность занимает первое место по применению ПАВ (моющие, смягчающие, противоэлек-тризационные вещества, эмульгаторы для замасливания волокон и др.). Далее по количеству потребления ПАВ следуют: обслуживание зданий и предприятий (очистка стен, окон, полов, посуды и др.); нефтяная промышленность (операции заводнения при вторичных методах добычи нефти, при гидравлическом разрыве нефтяных пластов для увеличения дебита нефти, в качестве эмульгаторов, добавлямых к закачиваемым в скважины растворителям, при кислотной обработке скважин и др.); нефтеперерабатывающая промышленность (получение ПАВ коллоидного типа, широко применяемых как деэмульгаторы при обезвоживании и обессоливании нефтей); стирка и сухая чистка в прачечных предприятиях; строительная промышленность (пенообразователи для производства гипсовых плит, воздухововлекающие добавки к бетону, присадки для улучшения сцепления (адгезии) битума с крупными заполнителями при дорожном строительстве и др.); сельское хозяйство (эмульгаторы и смачивающие вещества, мойка посуды и инвентаря и др.); транспорт (мойка автомобилей, автобусов, самолетов, железнодорожных вагонов и др.); металлообрабатывающая промышленность (эмульгаторы для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющие средства для очистки металлов при их обработке и др.). ПАВ применяются также для производства полимеров, пестицидов, ингибиторов коррозии, экстрагентов редких элементов, присадок к топливам и маслам и т. д.

Минеральные удобрения, производимые в мире в середине 1980-х годов, составили более 120 млн т/год, в том числе более 20 % в СССР. В 2005 г. мировое производство и потребление минеральных удобрений было равно соответственно 207 и 157 млн т (в том числе 60 % азотных удобрений). Для получения синтетического аммиака в настоящее время используют в основном (до 92 %) природные газы и в меньшей мере бензиновые и тяжелые нефтяные фракции, а доля угля в получении водорода для синтеза аммиака с 1960-х годов резко сократилась.

Ниже приводится краткое описание некоторых технологических процессов и технологий получения наиболее значимой химической продукции на основе углеводородов нефти и газа и их производных.

НЕФТЕХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ, химические продукты, выделенные или произведенные (полностью или частично) из нефти и природного газа. Использование нефти и природного газа как сырья для химического производства началось в 1920-е годы и быстро росло после 1940. Нефтехимические продукты в 1990-е годы составляли более половины мирового объема производства органических веществ и более одной трети продукции всей химической промышленности. Нефть и природный газ заменили такое сырье для химической промышленности, как каменный уголь, зерно, меласса и древесина. Нефтехимические продукты используют для получения растворителей, лекарств, красителей, инсектицидов, пластмасс, резины, текстиля, детергентов (моющих средств) и пр.

Основными классами веществ, выделяемых из природного газа или продуктов переработки нефти (а также побочных продуктов), являются углеводороды, сернистые соединения и нафтеновые кислоты. Углеводороды – главный источник получения химических продуктов. Из простейшего углеводорода, метана – главного компонента природного газа, получают органические соединения и водород для синтеза аммиака. Другие углеводородные компоненты природного газа и нефти – парафины (этан, пропан и бутаны) – обычно превращают в соответствующие олефины (ненасыщенные углеводороды) для дальнейшей химической переработки. Парафины и олефины присутствуют также в газах, образующихся при переработке нефти. Ароматические углеводороды (бензол, толуол и ксилол) получают при помощи каталитических процессов риформинга из некоторых бензиновых фракций, содержащих высокий процент нафтенов (насыщенных циклических углеводородов).

Главные продукты переработки метана – метиловый спирт (метанол), аммиак и метилхлорид. Метанол используют в качестве антифриза или сырья для получения формальдегида. Из аммиака делают удобрения (нитрат и сульфат аммония), синильную кислоту, азотную кислоту, мочевину и гидразин. Гидразин – не только промежуточный продукт химической промышленности; он используется также как ракетное горючее. Хлорпроизводные метана служат в качестве промежуточных продуктов и растворителей.

Из углеводородов в наибольших количествах используют этилен. Главные первичные продукты его переработки – этиленоксид, этиловый спирт, этилхлорид, дихлорэтан и пластмассы на основе полиэтилена. Гидратацией этиленоксида получают этиленгликоль, который широко применяется в качестве антифриза или исходного продукта для получения дакрона и других полимеров. Этиленоксид реагирует также с синильной кислотой с образованием акрилонитрила, используемого для получения таких полимеров, как акрилан, орлон, динель и бутадиен-нитрильный каучук. Этиловый спирт, применяемый в качестве растворителя, важен также как исходное сырье для получения уксусной кислоты и уксусного ангидрида – полупродукта в производстве ацетатного волокна и целлофана.

Дихлорэтан используют в основном для получения винилхлорида, который при полимеризации дает поливинилхлорид, а при сополимеризации с акрилонитрилом – динель. Винилиденхлорид (1,1-дихлорэтилен) – основной исходный материал для волокна саран, пластмасс и резины – также получается из дихлорэтана.

Из пропилена производят изопропиловый спирт, большую часть которого окисляют в ацетон. Последний является исходным веществом для синтеза большого числа химических соединений и полиметилметакрилатов типа люсайта и плексигласа. К другим важным продуктам переработки пропилена относятся его тетрамер, используемый в производстве алкиларилсульфонатных детергентов, а также аллилхлорид – промежуточное соединение для синтеза глицерина – и кумол, который при окислении дает фенол и ацетон.

Дегидрирование нормальных (неразветвленных) бутиленов дает бутадиен, который в основном используется для производства синтетического каучука, а также бутиловые спирты, применяемые в качестве растворителей и исходных веществ для синтеза кетонов и сложных эфиров.

Бензол используется для получения стирола, полимеризация которого дает полистирольные пластмассы, а сополимеризация с бутадиеном – стирольные каучуки. Фенол, используемый преимущественно в производстве пластмасс, получают из бензола хлорированием, сульфированием или путем синтеза кумола. Бензол применяют также в производстве найлона, детергентов, анилина, малеинового ангидрида, хлор- и нитропроизводных.

Толуол используется в производстве тринитротолуола (взрывчатого вещества), сахарина, винилтолуола и других продуктов.

Ксилол имеет три изомера – о -ксилол, м -ксилол и п -ксилол. Фталевый ангидрид, применяемый в производстве полимерных покрытий, получают окислением о -ксилола. Дакроновое волокно и майларовые пленки производят путем поликонденсации терефталевой кислоты (получаемой из п -ксилола) и этиленгликоля. Изофталевая кислота, продукт окисления м -ксилола, является основным исходным материалом для нескольких типов пластмасс и пластификаторов.

Нефтехимия, нефтехимический синтез - отрасль химической промышленности, производящая химические продукты из нефти, попутных и природных газов и их отдельных компонентов. На долю нефтехимии приходится свыше четверти всей химической продукции мира. Ориентация экономики развитых стран на нефтяное сырье позволила нефтехимии совершить в середине XX в. качественный скачок и стать одной из самых важных отраслей тяжелой промышленности.

Обычно, рассказывая об истории возникновения нефтехимии, за точку отсчета берут 1918 г., когда в США было освоено первое в мире производство изопропилового спирта из крекинг-газов. Изопропиловый спирт и сейчас достаточно широко применяют в промышленности (главным образом, для производства ацетона). Но наверное, главными продуктами нефтехимии стали материалы, первоначально не имевшие к ней ни малейшего, казалось, отношения.

О создании синтетических каучуков (СК) рассказано в ст. Каучуки и эластомеры. Первые наши СК делались исключительно из спирта, который получали из пищевого сырья. Сейчас все каучуки синтезируются из нефтехимического сырья. Получаемая из каучука резина идет в основном на шины для автомобилей, самолетов, колесных тракторов.

Из нефтяного сырья производят и многие другие вещества, технология изготовления которых первоначально основывалась на химической переработке пищевых продуктов. Достаточно вспомнить о жирных кислотах и моющих средствах. Нефтехимия экономит не только пищевые продукты, но и значительные средства. Один из важнейших мономеров для каучуков - дивинил - при производстве из бутана обходится примерно вдвое дешевле, чем при его получении из пищевого спирта.

Пять первых представителей насыщенных углеводородов метанового ряда - метан , этан , пропан , бутан и пентан - стали важнейшим нефтехимическим сырьем, хотя каждого из них, в том числе и метана, преобладающего в составе природного газа, в нефти немного. В реакции присоединения насыщенные углеводороды не вступают. Поэтому для нефтехимии чрезвычайно важны реакции замещения: хлорирование, фторирование, сульфохлорирование, нитрование, а также неполное окисление.

Рисунок (см. оригинал)

Все эти способы химического воздействия на предельные углеводороды позволяют получить более реакционноспособные соединения.

Пиролизом насыщенных углеводородов можно получить этилен, ацетилен и другие ненасыщенные углеводороды, на основе которых синтезируются многие органические соединения. Особую ценность представляет этилен. Он нужен для получения синтетического спирта, винилхлорида, стирола, одного из самых важных пластиков - полиэтилена и т. д., а также для получения поливинилхлорида, полистирола и ряда других веществ и материалов. В конце 50-х гг. на базе нефтехимического сырья в нашей стране изготавливалось лишь 15% пластмасс и синтетических смол, сейчас - больше 75%.

Нефтехимия производит также ароматические соединения, органические кислоты, гликоли (двухатомные спирты), сырье для производства химических волокон, удобрения. В последние десятилетия на базе нефтехимии родилась группа биотехнологических производств. Это - получение белково-витаминных концентратов методом микробиологической депарафинизации нефти. Концентрат представляет собой клеточное вещество микроорганизмов, способных питаться нефтью или отдельными ее фракциями. После соответствующей очистки эти концентраты пригодны для откорма сельскохозяйственных животных. На нефтеперерабатывающем комбинате в г. Шведте (ГДР) производится белково-дрожжевой концентрат фермозин, технология получения которого разработана совместно учеными СССР и ГДР. В СССР построены несколько крупнотоннажных производств микробного белка, где в качестве сырья используются высокоочищенные «-парафины.

Сегодня нефтехимия обеспечивает нас множеством необходимых промышленных продуктов.

Химия и нефтехимия занимает в промышленности России не последнее место по доходам. В ней занять большое количество рабочих и менеджеров. Химическая и нефтехимическая промышленность России занимает одно из основополагающих мест в экономке и валовом внутреннем продукте всей страны. Работа всего комплекта имеет основополагающее значение для многих других отраслей промышленности и всей отечественной экономики.

Химия и нефтехимия является одной из основных отраслей, которая имеет огромный потенциал для экспорта и занимает второе место во внешней торговле Российской Федерации. Удельный вес химической и нефтехимической промышленности во всем объеме промышленного производства в стране остается стабильным вот уже на протяжении десятка лет и составляет примерно 6-7% от общего объема.

История химии и нефтехимии в России не была столь легка и безоблачна, как может показаться на первый взгляд. Химия и нефтехимия развивалась своим особым чередом, переживала спады и возрастала до немыслимых высот, занимая в середине девяностых больше 10% всего ВВП страны. В начале девяностых вся промышленность переживала неприятный спад, который появился из-за большой конкуренции со стороны западных компания и плохого качества отечественной продукции. Химия и нефтехимия не были в этом падении первыми, но все же потеряли значительную часть своих клиентов. К середине девяностых рынок химии и нефтехимии пережил бум продаж. Большинство предприятий отрасли показали положительный рост и достигли уровня производства, который был у них еще при СССР. Но это продолжалось не долго. Вскоре грянул экономический кризис 1998 года, который затронул все отрасли промышленности. Уровень производства в химии и нефтехимии составлял лишь 40% от производства 1991 года. Но после кризиса химическая и нефтехимическая промышленность стала одним из локомотивов, которые тянули всю экономику страны вперед. Уже в 1999 году рост составил 21%. В двухтысячных рост составлял примерно 10-15% каждый год. Так продолжалось до нового экономического кризиса в начале 2008 года. Во время экономического кризиса химия и нефтехимия прекратила совой рост, но практически не потеряла производства.

Кризис меньше всего ударил по отрасли химии и нефтехимии, которая стала поддерживать и другую промышленность. Восстановительные процессы в отрасли в России идут более высокими темпами, чем вся промышленность в целом. Это дает повод говорить про достаточный экономический потенциал и рост в области химии и нефтехимии.
Прирост химического и нефтехимического производства за 2010 год составил примерно 20% по разным показателям. Рост производства синтетических смол и пластмасс составляет 16%, продукты органического синтеза увеличили производство еще на 21%, каучука произвели больше на 14%, пластмассовые изделия достигли своего максимального роста в 25%.

Наиболее важным сдвигом в химии и нефтехимии является то, что увеличились инвестиции. Они выросли в 2 раза по сравнению с 2009 годом и продолжают расти. Загрузка всех мощностей отрасли увеличилась с 43% в 2009 году до 67% в 2010. Новые контракты с иностранными покупателями позволяют увеличивать производство всех компонентов в отрасли и в начале 2011 года. Химия и нефтехимия оживилась благодаря нескольким факторам.

Химия и нефтехимия имеют несколько преимуществ перед другими отраслями промышленности: мощная сырьевая база, постоянный рост спроса, как внутри страны, так и за ее пределами, государственная поддержка, прекрасная научная база для дальнейшего развития. Правительство России принимает законы, которые лоббируют защиту отечественных производителей химии и нефтехимии, а также ограничивает работу конкурентных зарубежных компаний.

Но есть и недостатки: большой уровень износа оборудования и старые технологии производства материалов, большая зависимость от экспорта, большая конкуренция со стороны западных компаний, нехватка инвестиций, большие расходы на транспортировку, недостаток кадров, большие риски при производстве химикатов.

КОРПОРАТИВНАЯ СТРУКТУРА ОТРАСЛИ

Подавляющее большинство предприятий российской химической и нефтехимической промышленности созданы еще в СССР; структура отрасли была сформирована в период формирования и развития химической и нефтехимической промышленности Советского Союза, для которого было характерно создание крупных специализированных промышленных предприятий. Таким образом, в российской химии и нефтехимии действует достаточно большое количество предприятий, специализированных на производстве относительно узкой номенклатуры продукции, которые, однако, занимают значительную долю в общероссийском производстве этого продукта (табл. 1).

Наиболее отчетливо это проявляется в производстве калийных и фосфорных удобрений и некоторых других видов продукции основной химии, синтетических каучуков, метанола и других продуктов оргсинтеза, базовых термопластов, автомобильных шин, в несколько меньшей степени - в производстве азотных удобрений, выпуском которых в России занимается более десятка крупных предприятий.
Впрочем, еще более значительной, чем концентрация производства в российской химии и нефтехимии, является концентрация капитала. Для отрасли характерна ситуация, когда деятельность большинства предприятий находится под контролем всего нескольких крупных компаний и финансово-промышленных групп.
Крупнейшие из них уже давно и хорошо известны - это нефтегазохимический холдинг (какова бы ни была его дальнейшая судьба), объединяющий крупных производителей продуктов основного оргсинтеза, пластмасс, синтетических каучуков, шин, химических волокон; группа, которая фактически управляет активами в фосфорной промышленности бывшей ФПГ; корпорация, контролирующая ряд крупных предприятий азотной промышленности. Татарский нефтехимический комплекс не представляет собой единого холдинга, но включает в себя ряд крупнейших предприятий нефтехимии, деятельность которых находится под сильным влиянием правительства Татарстана.
Можно отметить также несколько менее масштабных фигур: башкирский холдинг в основном ориентирован на первичную переработку нефти, но входящие в его состав предприятия производят и широкий спектр нефтехимической продукции; в 2000-2001 гг. активные усилия по формированию нефтехимического холдинга предприняты группой МДМ, которая создала минерально-химическую компанию; сингапурская компания AMTEL контролирует 2 шинных завода (Кировский, Красноярский) и некоторые другие активы.
В последние годы начали более активно интересоваться химией и крупнейшие российские нефтяные компании. Это прежде всего ЛУКОЙЛ (создано химическое подразделение компании, контролирующее одного из крупнейших производителей полиэтилена ООО и ряд других предприятий).
Перечисляя крупнейшие экономические субъекты, оказывающие влияние на российскую химию и нефтехимию, невозможно не упомянуть ОАО, которое занимает особое положение. Это связано в первую очередь с тем, что сырьем для производства большинства видов продукции нефтехимии и азотной промышленности являются природный газ и продукты его первичной переработки. Таким образом, Газпром и зависимые от него компании (такие как, например, Межрегионгаз) являются главными поставщиками сырья для азотной промышлен- ности.
До последнего времени большая часть газопереработки находилась под контролем СИБУРа, но эта компания всегда воспринималась как сильно зависимая от Газпрома. Сейчас Газпром - крупнейший акционер холдингов в нефтехимии (СИБУР) и азотной промышленности (корпорация). Но, помимо этого, Газпром через Межрегионгаз контролирует крупнейших российских производителей химических волокон - и (Балаково).
Не будет преувеличением сказать, что Газпром как благодаря владению долями в капиталах различных компаний и холдингов, так и за счет контроля над источниками сырья является сейчас наиболее влиятельной фигурой в российской нефтехимии и азотной промышленности.

КРУПНЕЙШИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ХИМИИ И НЕФТЕХИМИИ

Большинство компаний российской химии и нефтехимии являются достаточно узкоспециализированными. Относительно высокая специализация в отрасли, характеризующейся широким спектром видов выпускаемой продукции, приводит к тому, что компании химии и нефтехимии, будучи одними из крупнейших в своих подотраслях, значительно уступают крупнейшим российским компаниям по объемам производства в денежном выражении. Так, например, крупнейшая компания отрасли заняла 17-е место в рейтинге крупнейших по объему реализации производственных компаний России по итогам 2000 г., а всего в число 50 крупнейших попали лишь 4 компании химии и нефтехимии, из которых две - и - холдинги.
Для сравнения: в число 50 крупнейших компаний по итогам 2000 г. вошли 13 компаний нефтяной и нефтегазовой промышленности; 11 предприятий черной металлургии; 7 - цветной металлургии; 7 - машиностроения.
Если не рассматривать холдинги, то, безусловно, крупнейшим предприятием российской химии и нефтехимии является ОАО, за которым следует группа предприятий, являющихся производителями минеральных удобрений, а также башкирское ОАО и предприятия нефтехимии Татарстана (рис. 1).
По своим размерам лидирующие предприятия химии и нефтехимии заметно уступают крупнейшим нефтяным компаниям (НК имела выручку от реализации в 2000 г. - 241,8 млрд руб., ОАО - 156,7 млрд руб.), металлургическим комбинатам (ОАО - 59,1 млрд руб., ОАО - 46,4 млрд руб.), но соизмеримы с крупнейшими компаниями цветной металлургии (за исключением ГМК) и машиностроения (за исключением).
Включив в рассмотрение холдинги и группы компаний, можно сказать, что в российской химии и нефтехимии по масштабам деятельности выделяются три наиболее мощные группы: Башнефтехим (объем реализации в 2000 г. - около 38 млрд руб.), СИБУР (около 32 млрд руб.), Фосагро (около 20 млрд руб.). Эти группы (за исключением Башнефтехима, занимающегося преимущественно нефтепереработкой), а также некоторые крупнейшие компании имеют ключевые позиции в российском производстве тех видов продукции, выпуск которых они обеспечивают (табл. 2).

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

В отрасли химии и нефтехимии достаточно отчетливо заметна тенденция концентрации капитала, проявляющаяся в формировании холдингов или финансово-промышленных групп. И хотя в отрасли пока еще достаточно много предприятий, которые сохраняют относительную самостоятельность, но постоянно увеличивается число компаний, попадающих в сферу влияния той или иной группы.
Именно в течение последних трех лет резко возросло влияние в отрасли группы, которая от доминирования в газопереработке перешла к ключевым позициям в производстве целого ряда продуктов нефтехимии, получив контроль над несколькими десятками предприятий; в этот же период происходило формирование группы в ее нынешнем виде как крупнейшего игрока на рынке фосфорных удобрений, обеспечивающего более 60% их производства в России; в последние годы Правительство Татарстана приняло решение о формировании республиканского нефтехимического холдинга на базе, и, хотя в него не удалось включить, влияние в нефтехимии заметно возросло; в 2001 г. группой МДМ сформирована минерально-химическая компания, которая заявила о своих намерениях активно развивать химический бизнес.
Наиболее заметных изменений в корпоративной структуре отрасли можно ожидать в связи с возможным изменением статуса СИБУРа и состава контролируемых им предприятий. Сейчас уже достаточно очевидно, что Газпром сможет приобрести полный контроль над СИБУРом, руководство которого пыталось в 2001 г. проводить слишком самостоятельную политику, не особенно учитывающую интересы газового концерна. Однако нет полной ясности в том, какие именно активы в результате окажутся в распоряжении Газпрома и что именно он с этими активами будет делать - продавать или развивать нефтехимический бизнес СИБУРа. Представляется, что если газоперерабатывающие заводы будут проданы нефтяным компаниям, то нефтехимические активы все же останутся в СИБУРе, который приобретет полностью лояльное Газпрому руководство.
Таким образом, появление новых фигур в нефтехимии на базе дележа имущества СИБУРа маловероятно, однако вполне вероятно увеличение интереса к нефтехимии нефтяных компаний.
Масштабы нефтехимического бизнеса российских нефтяных компаний и их доля в общем выпуске продуктов нефтехимии в России пока крайне малы, что не соответствует мировой практике. По данным Oil&Gas Journal и Бюллетеня иностранной коммер- ческой информации, на 1 января 1998 г. нефтя- ные компании контролируют 48% мировых про- изводственных мощностей по выпуску этилена, 65% - по выпуску пропилена, 94,5% - ксилолов, 76,5% - бензола, 67% - метанола, 34,2% - бута- диена, 29% - стирола, 24,4% - полистирола, 20% - полипропилена. И, хотя пока никто из нефтяных компаний, кроме и, не заявляет о желании заниматься нефтехимией, ситуация может измениться: дальнейшая переработка продукции, уже выпускаемой компаниями, выглядит вполне логичной, особенно с учетом приобретения газоперерабатывающих заводов и ограниченности темпов роста мирового потребления нефти.
В качестве еще одной вероятной тенденции можно рассматривать возможное формирование более определенной корпоративной политики и повышение уровня корпоративного управления некоторыми из крупных предприятий отрасли (такими как, например, Уралкалий, Казаньоргсинтез, Тольяттиазот и др.). Это связано с тем, что качество корпоративного управления, которому несколько лет назад почти не уделялось внимания, постепенно начинает привлекать внимание как инвесторов, так и государственных органов (ФКЦБ России), а также и самих эмитентов ценных бумаг. Среди компаний химии и нефтехимии рост внимания к корпоративному управлению пока что был наименее заметен. Это нашло отражение, в частности, в состоянии рынка акций компаний химии и нефтехимии (которое мы кратко рассмотрим в дальнейшем).
Но при сохранении стабильности в экономике России вряд ли в отрасли не найдется компаний, которые захотят изменить свою позицию. Для дальнейшего успешного развития подавляющее большинство предприятий химии и нефтехимии нуждаются в существенной модернизации, одним из источников средств для которой вполне может быть фондовый рынок, но объем и условия привлечения капитала на фондовом рынке напрямую зависят от уровня корпоративного управления.
Пока капитализация российских компаний невелика, в связи с чем, как правило, рынок акций не может всерьез рассматриваться ими как возможный источник инвестиций и это снижает стимулы к его развитию и улучшению корпоративного управления. Действительно, даже лидер российской нефтехимии ОАО, руководством которого предприняты вполне определенные шаги по повышению рыночной стоимости акций, имеет капитализацию, немногим превышающую 280 млн долл. В то же время в соответствии с инвестиционной политикой этой компании на ближайшие годы примерно такая сумма инвестиций требуется только на реконструкцию производства этилена. И если ОАО в принципе могло бы использовать выпуск акций для частичного решения вопросов привлечения инвестиций, то таким компаниям, как, например, ОАО или ОАО, для привлечения сколько-нибудь существенных инвестиций пришлось бы пойти на кардинальное изменение распределения акций среди акционеров.
Однако позитивные изменения, происходящие в экономике и на фондовом рынке (тенденции к повышению кредитных рейтингов России и крупнейших российских эмитентов, к повышению капитализации российского фондового рынка), позволяют рассчитывать, что при сохранении направленности этих изменений многие компании, предприняв серьезные усилия для совершенствования корпоративного управления и развития рынков своих акций, способны увеличить капитализацию настолько, что вполне смогут рассматривать фондовый рынок уже как вполне реальный источник возможных инвестиций.

СОСТОЯНИЕ РЫНКА АКЦИЙ РОССИЙСКИХ КОМПАНИЙ ХИМИИ И НЕФТЕХИМИИ

На данный момент акции небольшого числа предприятий химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности включены в число ценных бумаг, допущенных к обращению в основных российских торговых системах РТС и ММВБ. По данным на 15 марта 2002 г., среди 370 ценных бумаг (обыкновенных и привилегированных акций) 233 эмитентов, котируемых в РТС, присутствует 16 ценных бумаг 12 предприятий химии и нефтехимии (менее 4,5%), а в числе допущенных к обращению на ММВБ почти 200 акций более чем 100 эмитентов имеется только одна ценная бумага(!) (обыкновенные акции ОАО, отличающиеся практически полной неликвидностью), представляющая эмитентов отрасли химии и нефтехимии.
Все включенные в список РТС предприятия химии и нефтехимии можно разбить на две группы - предприятия нефтехимии и предприятия химической промышленности. Из этих групп более многочисленной оказывается вторая группа, объединяющая предприятия самых различных подотраслей химической промышленности: фармацевтика (), производство продукции органического синтеза (,), минеральных удобрений (,) и другой химической продукции.
Подобный уровень представительности предприятий химической и нефтехимической промышленности среди эмитентов ценных бумаг, обращающихся на организованных рынках, не соответствует значимости данной отрасли в экономике России. Это позволяет говорить о том, что сектор акций предприятий химии и нефтехимии менее развит по сравнению с секторами акций предприятий других отраслей промышленности, что подтверждается данными о торгах акциями компаний химии и нефтехимии (рис. 2).
Объемы операций со всеми перечисленными ценными бумагами низки. Объем всех сделок с акциями компаний химии и нефтехимии в 2001 г. составил 1826 тыс. долл., в то время как операции с акциями, например, машиностроительных компаний составили 25,9 млн долл., а общий объем торгов в РТС за год -4450,6 млн долл. В такой ситуации единичные сделки оказывают влияние на распределение долей отдельных эмитентов в объеме торгов. Рынки акций практически всех компаний химии и нефтехимии характеризуются низкой ликвидностью, существованием значительных спредов между ценами покупки и продажи. В этих условиях в настоящее время только для трех эмитентов представляется возможным хотя бы примерно оценить капитализацию и степень их инвестиционной привлекательности (см. табл. 3).

Представляется, что в условиях достаточно устойчивого финансового положения и высокого экспортного потенциала многих российских предприятий химии и нефтехимии низкая степень развития рынков акций компаний этой отрасли и относительно невысокая их капитализация во многом связаны с корпоративной структурой отрасли и низким уровнем корпоративного управления.
Очевидно, что в условиях, когда контрольный пакет акций какой-либо компании контролируется определенной группой лиц, она фактически получает возможность устанавливать политику развития компании и определять все важнейшие решения, от которых зависят результаты ее деятельности.
Причем если эта группа лиц является крупной финансово-промышленной группой, которая работает в различных сферах бизнеса и управляет большим количеством других компаний, то вполне возможна ситуация, когда интересы этой группы не будут совпадать с интересами остальных акционеров компании. В такой ситуации единственным способом снижения рисков для инвесторов является демонстрация со стороны фактических собственников компании (владельцев контрольного пакета акций) намерения соблюдать права миноритарных акционеров, проводить политику по повышению капитализации компании, повышать уровень корпоративного управле-ния.
Пока этого не происходит, что явно свидетельствует о нежелании собственников повышать капитализацию компаний. Но в перспективе ситуация должна измениться.
Для соответствующих изменений необходимо несколько ет стабильного экономического развития России (заметим, что в 1999-2001 гг. оно было вполне стабильным), что должно привести к повышению суверенного рейтинга России (и это уже можно было наблюдать в течение последнего года) и снижению риска российских ценных бумаг в глазах мирового инвестиционного сообщества, а также осознанию высшими менеджерами финансовых и финансово-промышленных групп позитивных изменений возможностей, предоcтавляемых финансовыми рынками.
Учитывая вышесказанное, возможности приобретения акций компаний отрасли должны рассматриваться потенциальными инвесторами как долгосрочные высокорискованные, но потенциально высокодоходные инвестиции.
Основные риски связаны с сильной зависимостью будущей динамики курсов акций от возможных изменений позиций владельцев контрольных пакетов акций компаний-эмитентов по вопросам целесообразности повышения уровня корпоративного управления и развития рынков акций своих компаий.