1.3. Вторичные материальные ресурсы

Существенным источником химического сырья являются вторичные материальные ресурсы. К ним относятся отходы производства, отходы потребления и побочные продукты.

Отходами производства называются остатки сырья, материалов и полупродуктов, образующиеся в процессе производства продукции, которые частично или полностью утратили свои качества и не соответствуют стандартам. Эти остатки после предварительной обработки, а иногда и без нее могут быть использованы в сфере производства или потребления.

Отходами потребления называются различные бывшие в употреблении вещества, восстановление которых экономически нецелесообразно или технически невозможно. Например, это может быть и полностью изношенное оборудование, и использованные изделия производственного назначения из стекла, резины и пластика, и отходы бытового потребления.

Побочные продукты образуются наряду с целевыми, но не являются целью производства. Во многих случаях побочные продукты могут быть использованы в качестве готовой продукции. В таком случае они являются товарными, на них имеются стандарты и цены, и производство их планируется наряду с производством основной продукции.

Вторичные материальные ресурсы дополняют или частично заменяют первичное сырье и материалы. Таким образом, химическая промышленность выступает не только как потребитель природных ресурсов, но и как отрасль, сберегающая природное сырье. За счет использования вторичного сырья у нас производится 20% цветных металлов, 30% стали, 25% бумаги (в промышленно развитых странах: стали – 70%, меди – 55%, алюминия – 45%, олова – 45%, цинка – 21%). При этом необходимо отметить, что энергоёмкость производства алюминия из вторичного сырья в 20, а стали в 10 раз ниже, чем энергоёмкость их производства из первичного сырья; аналогичная картина и с капитальными вложениями в производство.

Использование вторичных материальных ресурсов экономит традиционное сырье и снижает загрязнение окружающей среды. Отходы химических производств используются не только внутри отрасли, но и в других отраслях (в частности, в строительной индустрии, в сельском хозяйстве и т.д.).

1.4. Важнейшие тенденции в развитии сырьевой проблемы

Экономический потенциал любой страны в современных условиях в большой степени определяется природными ресурсами полезных ископаемых (правда, необходимо, чтобы был высок уровень развития сырьевых отраслей промышленности). Сырьевые ресурсы современной химической промышленности очень разнообразны: с развитием техники, с организацией новых производств, с введением более эффективных методов производства сырьевая база постоянно расширяется и совершенствуется (и за счет открытия новых месторождений, и за счет освоения новых видов сырья, и за счет более полного использования всех компонентов сырья).

Наша отечественная химическая промышленность имеет мощную сырьевую базу и располагает запасами всех необходимых ей видов сырья. Россия занимает одно из первых мест в мире по разведанным запасам большинства полезных ископаемых, например, фосфатов, калийных солей, сульфата натрия, поваренной соли, асбеста, природного газа, угля, железных и марганцевых руд, ряда цветных металлов. Запасы горючих ископаемых составляют: уголь – 54, сланцы – 44, торф – 61 % мировых запасов. На долю России приходится более одной трети площади осадочных отложений – базы для нахождения нефти и около одной четверти (791,6 млн. га) площади лесов земного шара. Общий запас древесины в нашей стране составляет 86 млрд. м³.

Наша страна – очень богата в смысле сырьевых ресурсов. Но сырье надо использовать рационально (т.е. разумно, экономически обосновано). Поэтому, если говорить о важнейших тенденциях в развитии сырьевой проблемы, то необходимо здесь отметить следующие моменты:

1. изыскание и применение более дешевых видов сырья;

2. применение концентрированного сырья;

3. комплексное использование сырья;

4. замена пищевого сырья непищевым и растительного – минеральным.

1.4.1. Изыскание и применение более дешевых видов сырья

Например, местное сырьё, которое не требует дальних перевозок. С каждым годом возрастает потребление нефти и газа – наиболее экономичных видов сырья. Для их добычи не нужно строить шахт, они легко и удобно транспортируются на большие расстояния по трубопроводам. Себестоимость добычи природного газа примерно в 11 раз ниже себестоимости добычи угля. Использование нефтяного и газового сырья в химической промышленности позволяет снизить себестоимость продуктов в 2 раза по сравнению с себестоимостью продуктов, полученных из угля. В перспективе нефть и газ и следует использовать главным образом только как сырье химической промышленности (хотя это хорошее топливо).

Особый интерес в качестве альтернативной замены нефти и природного газа представляет метанол. Он может быть получен из любого углеродсодержащего сырья, и расширение областей его применения в перспективе может быть обеспечено такой надежной сырьевой базой, как уголь (а также и растительное возобновляемое сырье).

В связи с этим рассмотрим некоторые перспективные направления использования метанола для получения органических соединений и компонентов моторных топлив. В настоящее время большая часть производимого в мире метанола применяется для получения формальдегида: в США, например, примерно 50 %, в странах Зап. Европы – более 60 %:

Все большее значение приобретает синтез уксусной кислоты карбонилированием метанола: (условия реакции: примерно 250⁰С и небольшое давление, комплексный катализатор, содержащий йодные добавки; селективность процесса до 90%). Представляет интерес производство уксусного ангидрида из метанола:

,

Перспективным также считается использование метанола для получения традиционных нефтехимических продуктов, в частности олефинов. Их можно получать по такой схеме:

уголь синтез газ метанол этанол этилен.

По некоторым оценкам процессы получения этилена и пропилена из метанола становятся вполне конкурентоспособными с процессами их производства из нефти. Основное преимущество первых - более высокий суммарный выход этилена и пропилена (70-80 % против 44-50 % из нефти) за счет высокой селективности цеолитных катализаторов; а также более низкая температура процесса (325-425⁰ вместо 800⁰С).