Модернизацию ООО «Афипский НПЗ» планируется завершить строительством установки деасфальтизации, продукцией завода станут и битум, и асфальт.
Мировой рынок битума включает в себя многочисленные его вариации, наиболее широко в последнее десятилетие стал применяться полимерно-модифицированный битум (PMB), в частности:
- термопластичные эластомеры марок SBS, SBR, SIS, SEBS, EPDT, IIR;
- натуральный каучук;
- термопластичные полимеры марок EVA, EMA, EBA, APP, PE, PP;
- термореактивные полимеры, такие как эпоксидная смола, полиуретановая смола, акриловая смола, фенольная смола.
Применение данным продуктам нашлось в дорожном строительстве, при возведении кровли, в трубопроводной промышленности, для изготовления тротуарной плитки, в качестве гидроизоляции, в аэродромном строительстве, мостостроении, тоннелестроении и других смежных отраслях.
При добавлении в битум полимеров и различных добавок улучшаются его связующие свойства и эластичность, что позволяет уменьшить количество деформаций и трещин в дорожном строительстве при сильных нагрузках от автомобилей в сочетании с резкими перепадами температуры окружающей среды.
Вкладом в развитие рынка битумных продуктов было регулирование нормативными документами и обновление межгосударственного стандарта ГОСТ 33133, который был введен в 2015 году и отражает основные марки продукции на территории 8 стран. В России наиболее востребованной маркой для строительства дорог на севере страны и в средней полосе является марка БНД 100/130. Основными производителями битума в РФ являются заводы: «Орскнефтеоргсинтез», Сызранский, Саратовский НПЗ и Рязанская НПК, Уфимская группа НПЗ, «Волгограднефтепереработка» ЛУКОЙЛ, Газпромнефть-Битумные материалы, Роснефть Битум и СИБУР. Преимуществом при продажах для автомобильных дорог может служить подбор битума и асфальта под конкретных покупателей, с учетом погодных условий и температур эксплуатации, загруженности дорог и особенностей региона будущей дороги. Подбор рецептур битумов с различными добавками может способствовать увеличению срока службы покрытий.
В настоящее время потребность в данном продукте формируют наиболее растущие экономики мира, где улучшается инфраструктура и дорожное строительство в крупных масштабах, например Китай, Индия. Одними из крупнейших производителей были заводы в Германии и Нидерландах, однако с их принятым вектором развития и переходом на зеленую экономику заводы закрываются, что дает возможности для роста и развития других участников рынка [1].
Объем российского рынка битума ежегодно растет, что видно на графике, приведенном на рисунке 1.
Несмотря на большое количество производителей, рынок в РФ растет, векторами роста рынка являются основные направления развития этого рынка, начиная от пятилетней программы дорожного строительства, утвержденной правительством РФ, реализация национального проекта «Безопасные качественные дороги», развитие стратегии России по строительству дорог.
Благодаря традиционным конференциям, таким как «PRO Битум и ПБВ», ставшей XI межотраслевой конференцией, специалисты и эксперты в данной области обмениваются своим опытом и оценивают перспективы развития [2]. Такие мероприятия дают толчок в развитии рынка, позволяют подписать ряд решений, которые благотворно повлияют на дальнейшее развитие отрасли и обратят внимание на текущие проблемы.
Изобилие количества патентов показывает, что существует достаточное разнообразие способов, форм и рецептур приготовления битумов вяжущих из различного рода компонентов [3–6].
Что касается рецептур приготовления битумов вяжущих для дорожного строительства, необходимо отметить, что основой является стирол-бутадиен-стирола (далее – СБС). СБС является единственным модифицированным вяжущим компонентом, для которого разработан ГОСТ Р 52 056 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия». Применение СБС уточнено в нормативных документах ГОСТ 31 015, ГОСТ 9128, ГОСТ Р 54 401. Единственный производитель в РФ – ОАО «Воронежсинтезкаучук» (ПАО «СИБУР Холдинг»), которое может оказывать непосредственное влияние на цены и формировать рынок, отметим, что добавление всего 5 % СБС в битум увеличивает его себестоимость в два раза.
В 2012 году стоимость добавки составляла в среднем порядка 100 тысяч рублей за тонну, тогда как к 2023 году эту цифра возросла до 300–400 тысяч рублей за тонну, рост цен приведен на рисунках 2, 3 [7].
На рисунке 2 показан индекс цен с начала реализации добавок к битуму, который начинал рост цен от 100 тысяч рублей за тонну, а на рисунке 3 показаны более точно колебания цен за последние три года, колебания представлены в диапазоне 250–400 тысяч рублей за тонну. Что интересно, цены в разных странах намного отличаются, так на рисунке 4 приведены цены в Узбекистане.
На рисунке 4 цены приведены в долларах за тонну, при переводе по нынешнему курсу порядок цен составляет примерно 200–250 тысяч рублей за тонну в 2023 году, что дешевле, чем в России [7].
На китайском рынке промышленный бутадиен-стирольный каучук продается по цене 1300–2100 долларов на 1 тонну, что по курсу 1 доллар = 80 рублей, составит 104 000–168 000 рублей за 1 тонну, без учета логистических и таможенных затрат [8].
С целью удешевления стоимости продукции белорусские ученые подобрали рецептуру для замены части СБС на дешевые полимерные модификаторы, основной практический интерес представляла замена на полиэтилен. В результате были подобраны оптимальные рецептуры для битума марки БНД 70/100 [9].
Битумные смеси широко экспортируются на мировые рынки, объем экспорта приведен на диаграмме (рисунок 5).
На рисунке 5 приведен экспорт по коду КОД ТН ВЭД 271500 Битумные смеси на основе природного асфальта, природного битума, нефтяного битума, по данным Федеральной таможенной службы, Comtrade [10]. Экспорт продукции разворачивается на восток, рынки сбыта меняются в новых реалиях, в 2023 году были подписаны важные контракты с Китаем на экспорт битумов. Однако и на внутреннем рынке достаточно быстро развивается потребность в битумах, появляются новые направления применения тяжелых нефтяных продуктов, которые раньше не были востребованы. Как один из ярких и новых примеров от индийских ученых – это использование в качестве источника пластика медицинских отходов клиник после пандемии COVID-19, как способ безопасной утилизации [11].
Строительство установки деасфальтизации в Краснодарском крае с учетом растущих потребностей региона более выгодно, чем строительство установки замедленного коксования. В регионе стартовали крупнейшие мегапроекты по строительству автодорог, например одним из крупнейших проектов стало строительство дублера трассы А-147 «Джубга – Сочи», с оцененной стоимостью проекта 1,4 трлн рублей. Данный проект одобрен президентом РФ в 2020 году со сроками реализации до 2036 года.
При проведении полной модернизации « Афипского НПЗ» возможна дальнейшая оптимизация установок, перераспределение потоков со старой битумной установки и нагрузка установки деасфальтизации дополнительным сырьем. Расчетные данные по перераспределению технологических сырьевых потоков приведены в таблице 1.
По проектным данным технологии Amec Foster Wheeler производительность составляет 1 960 000 т/год, диапазон работы установки – 60–110 %. по расчетным данным программы PIMS загрузка установки по сырью достигает 1,7 млн т/год с учетом текущего качества сырья, таким образом из таблицы 1 можно сделать вывод, что существует потенциал для увеличения показателей энергоэффективности установки деасфальтизации до 1,9 млн т/год. При отсутствии необходимости в работе битумной установки достигается значительная экономия энергоресурсов (таблица 2).
Расчетная экономия по основным энергоресурсам, как видно из таблицы 2, может достигать 32 млн руб./год.
Как известно, при дополнительной нагрузке по сырью установки деасфальтизации также уменьшается и себестоимость получаемой продукции, что, в свою очередь, позволит увеличить конкурентоспособность на рынке.
Исходя из вышеизложенного, перспективы работы в направлении реализации продукции установки деасфальтизации весьма широкие, также не ограничены возможности расширения спектра продукции и научных исследований по подбору оптимальных рецептур и поиску различных добавок с учетом мирового опыта при необходимости реализации не полупродукта, а товарного продукта под конкретного покупателя.
Литература
1. Shell прекратит переработку нефти на немецком заводе. Новый park // Деловой журнал «Neftegaz.RU» / [Электронный ресурс]: – URL: https://neftegaz.ru/news/neftechim (дата обращения: 05.11.2021).
2. [Электронный ресурс]: – URL: https://bitum.gazprom-neft.ru/press-center/ (дата обращения: 19.04.2023).
3. Тюкилина П.М., Поздняков В.В., Андреев А.А., Егоров А.Г., Карпухин А.К., Соловьев Р.Е. Полимерно-битумное вяжущее с повышенной устойчивостью к сдвиговым деформациям и способ его получения / Свидетельство о государственной регистрации ПрЭВМ, рег. № 2 765 646 от 01.02.2022 – М.: Роспатент, 2022. Дата последнего изменения: 17.05.2023.
4. Тыщенко В.А., Мельников В.Н., Зиновьева Л.В., Тюкилина П. М., Шейкина Н.А., Рудяк К.Б. Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения / Свидетельство о государственной регистрации ПрЭВМ, рег. № 2 639 902 от 25.12.2017 – М.: Роспатент, 2017. Дата последнего изменения: 06.04.2023.
5. Котов С.В., Тыщенко В.А., Погуляйко В.А., Зиновьева Л.В., Рудяк К.Б. Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения / Свидетельство о государственной регистрации ПрЭВМ, рег. № 2 477 736 от 20.03.2013 – М.: Роспатент, 2013. Дата последнего изменения: 21.03.2023.
6. Лейтланд В.Г., Юмашев В.М., Гохман Л.М., Лапшин В.А., Броницкий Е.И. Полимерно-битумное вяжущее для дорожного покрытия и способ его получения / Свидетельство о государственной регистрации ПрЭВМ, рег. № 2 038 360 от 27.06.1995.
7. [Электронный ресурс]: – URL: https://proplast.ru/poly-index/ABS.
8. [Электронный ресурс]: – URL: https://russian.alibaba.com/g/styrene-butadiene-rubber.html.
9. Ю.А. Степанович, А.О. Шрубок Влияние добавок полиэтилена на структуру и свойства СБС-модифицированных битумов / Труды БГТУ, 2022, серия 2, № 2, с. 49–55.
10. [Электронный ресурс]: – URL: https://exportv.ru/zavod/stirol-ot-proizvoditelya.
11. Экспериментальные исследования применения отходов, связанных с COVID-19 в асфальтобетоне / T. Dadwal, V. Kumar и др., Materials Today: Proceedings, 2023.
