Как компании зарабатывают деньги. Производство 2-этилгексановой кислоты

Фото ПАО «Химпром»
Предыдущие статьи:
Как компании зарабатывают деньги. Производство 2-этилгексанола
Как компании зарабатывают деньги. Производство новантокса
Всем привет, продолжаем изучать продукцию оргсинтеза ПАО «Химпром». Сегодня героиня статьи — 2-этилгексановая кислота, продукт малотоннажной химии:

CH₃(CH₂)₃CH(C₂H₅)CO₂H если буквами
Представляет из себя жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета, допускается наличие фиолетового, зеленого и серого оттенков. Так говорит производитель. А вот как это выглядит если зачерпнуть кислоту с донышка бочки:

Слева техническая 2-этилгексановая кислота, 95%. По центру эта же кислота, которую один российский стартапер Сергей с командой подверг очистке до 99,9%, о чём рассказал в проекте «Бизнес-секреты» от Т-Банка. Справа кислота 99,9% от немецкого производителя BASF для сравнения. Фото Т-Банк
Как и многие другие продукты малотоннажной химии, 2-этилгексановая кислота — промежуточное вещество, которое используется в качестве сырья для производства продукции следующих переделов или конечного потребления:

• алкидных смол, лакокрасочных материалов, эмалей, пластификаторов и дисперсий. 2-этилгексановая кислота увеличивает их эластичность и не дает им растрескиваться при высыхании;
• охлаждающих жидкостей (антифризов) — в качестве присадки, предотвращающей коррозию;
• полиамидных смол и полиамида — материала, применяемого в текстильной промышленности, автомобилестроении, строительстве и других отраслях;
• некоторых видов лекарственных препаратов, косметических средств, агрохимикатов и т. д.

Если вы спросите у нейросетки как получают 2-этилгексановую кислоту на ПАО «Химпром», то скорее всего вам расскажут про способ прямого синтеза от гидроформилирования пропилена до 2-этилгексеналя, который затем подвергают гидрированию с последующим окислением. Скажу я вам, что это ерунда.
Во-первых, 2-этилгексеналь гидрируется на обычных алюмо-никель-титановых катализаторах гидрирования до 2-этилгексанола, о чём я писал в статье про его получение. В силу этого из 2-этилгексеналя как раз в основном и получают 2-этилгексанол, а вот для получения 2-этилгексановой кислоты нужен уже палладиевый катализатор селективного гидрирования, который дороже. Кроме того, в качестве сырья используют не сам 2-этилгексеналь, а димерную фракцию со стадии гидроформилирования пропилена, то есть со стадии перед получением 2-этилгексеналя. В этой фракции до 60% 2-этилгексеналя, но он загрязнён кучей побочных продуктов гидроформилирования, и чтобы не выкидывать эту фракцию, её как раз и подвергают переработке в 2-этилгексановую кислоту.
Во-вторых, на сайте ПАО «Химпром» вы не обнаружите характерных для технологии гидроформилирования продуктов: масляного альдегида, бутиловых спиртов и прочего.
Так как же получают 2-этилгексановую кислоту на ПАО «Химпром»? Проведя небольшое расследование, я обнаружил, что на ПАО «Химпром» 2-этилгексановая кислота является побочным продуктом в синтезе Новантокса. В статье, посвящённой его синтезу, я не привёл ничего кроме химизма основной реакции. Оказалось, что там есть важная побочная реакция — сырьё 2-этилгексанол в присутствии катализирующего процесс гидроксида калия через ряд удивительных превращений образует калийную соль 2-этилгексановой кислоты. Превратить её в кислоту нетрудно, что на ПАО «Химпром» успешно и выполняют, посмотрите на общую схему производства:

Картинку нам любезно предоставил в автореферате своей кандидатской диссертации Ю.В. Винокуров — разработчик этой технологии
Представленная схема включает основные технологические стадии процесса. В реакторе Р1 проходит алкилирование 4-АДФА 2-этилгексанолом, это как раз и есть синтез Новантокса (8ПФДА). Далее чистой водой из реакционной массы в реакторе Р2 вымывается калийная соль 2-этилгексановой кислоты. Соль уходит в водный слой, Новантокс — в органический. Разделение водного и органического слоев проходит в трёхфазном сепараторе.
Органический слой подвергается перегонке в реакторе Р3, в паровую фазу отбирают непрореагировавший 2-этилгексанол, который возвращают на синтез, из нижней части реактора получают товарный Новантокс.
Водный слой подвергают нейтрализации соляной кислотой в реакторе Р4. Реакционная смесь вновь делится на водный и органический слои. Водный слой представляет собой раствор хлорида калия, это сточная вода, её отправляют на очистку в соответствии с регламентом очистки сточных вод, принятым на ПАО «Химпром». В органическом слое отделяется свободная 2-этилгексановая кислота, которую далее очищают вакуумной перегонкой при 50 мм. рт. ст. в реакторе Р5, достигая чистоты продукта на уровне 95%.
2-этилгексановую кислоту упаковывают в бочки полиэтиленовые или в контейнеры кубовые среднетоннажные с металлическим поддоном (еврокубы).

Вращай, Михалыч! Фото ПАО «Химпром»
Теперь о цифрах. В РФ производством 2-этилгексановой кислоты занимаются два крупных предприятия:

• АО «СИБУР-Химпром» (Пермь). Ключевой игрок рынка 2-этилгексановой кислоты, выпускает ее по ТУ 2431-03-53505711-01, содержание основного вещества (кислот C8) — 95%. Производственная мощность 2000 тонн/год. Здесь получают кислоту методом прямого синтеза из димерной фракции гидроформилирования.
• ПАО «Химпром» (Новочебоксарск). Использует ТУ 2431-508-05763441-2008, чистота продукта также 95%. Производственная мощность около 200 тонн/год.

Производственные мощности этих компаний в 2023 году загружены практически полностью (95–97%), а внутреннее производства занимало в общем объеме рынка 60%. Доля импорта на рынке 2-этилгексановой кислоты в России составляет около 40%. В основном в страну завозится кислота высокой чистоты от 99 %, которая местными предприятиями не выпускается, но необходима многим потребителям.
Растущий спрос на 2-этилгексановую кислоту (за 2018–2023 гг. объем ее потребления увеличился на 40%) заставляет отечественные компании инвестировать в расширение и модернизацию производства. В 2021 году лидер рынка — АО «СИБУР-Химпром» проводил тендер на «перевод установки получения масляных альдегидов методом оксосинтеза на Rh-катализатор с наращением мощности по 2-ЭГ и 2-ЭГК на АО «СИБУР-Химпром». Проект реализуется в рамках инвестиционной программы холдинга, по его окончании планируется увеличение мощности производства 2-этилгексановой кислоты на предприятии до 15000 тонн/год. Примечательно, что запланирован выпуск кислоты чистотой 99,5%, что очень существенно для рынка. Однако на момент написания статьи установка всё ещё не запущена, проект находится в стадии реализации.
Крупнейшим потребителем 2-этилгексановой кислоты является ООО «Газпром нефтехим Салават». Компания выпускает широкий спектр нефтехимической продукции, для которой 2-этилгексановая кислота является одним из необходимых компонентов. По оценкам аналитиков MegaResearch, ООО «Газпром нефтехим Салават» может занимать до 30% на рынке потребления 2-этилгексановой кислоты в России. Странно, что Газпром нефтехим Салават не выпускает кислоту сам, ведь у них используется та же технология гидроформилирования, что и на СИБУР-Химпроме — со стороны выглядит как очевидная возможность оптимизации бизнес-процесса.
Среди других крупных предприятий из основных спросообразующих отраслей можно отметить следующие компании:
АО «Техноформ» — поставляет бытовые и промышленные антифризы и теплоносители;
ООО «НПФ «Балтийская мануфактура» — производитель сиккативов (ускорителей высыхания ЛКМ);
ООО «Эгида+» — производит полиуретан, ткани, клей и комплектующие для мягкой мебели.
До 2022 года значительные объемы продукции закупало ООО «БАСФ» — представительство одноименного концерна в России. Однако после введения санкций компания прекратила свою деятельность в РФ.
В 2018–2023 гг. среднегодовой темп роста мирового рынка 2-этилгексановой кислоты составлял 2,5% в натуральном и около 4% в стоимостном выражении. Среди ведущих производителей — крупнейшие транснациональные корпорации с широким ассортиментом продукции, в том числе в сегменте малотоннажной химии: BASF SE (Германия); Dow Chemical Company (США); OQ Chemicals (Оман); Eastman Chemical Company (США); Perstorp Holding AB (Швеция).
Крупнейшими потребителями 2-этилгексановой кислоты являются страны Азиатско-Тихоокеанского региона (40%), Европы и США.