Продать не можем, можем подарить

Продать не можем, можем подарить

Минеральные удобрения, моторное топливо, кислоты и щелочи, пластмассы, каучук, полупродукты для органического синтеза - это так называемая большая химия. Ее продукция исчисляется сотнями тысяч и миллионами тонн в год.

А есть химия малая. Настолько малая, что огромной стране на целый год с лихвой хватает одной железнодорожной цистерны продукта А, одной бочки продукта Б, одной стеклянной банки вещества В. Больше просто не нужно. И не было бы с малой химией никаких забот, если бы на все эти вещества хватало букв алфавита. На самом деле продуктов малой химии десятки тысяч: ингибиторы и промоторы, аналитические реактивы и присадки, оптические отбеливатели и выравниватели, активаторы реакций и их антиподы - стопперы, катализаторы уникальных процессов и инсектициды против редких, но особо опасных вредителей, вспениватели и пеногасители, добавки к тому и этому... Одних только неорганических сорбентов и носителей, о которых пойдет речь в этих заметках, насчитывают около 1200.

Все это необходимо выпускать. Потому что каждый из десятков тысяч малотоннажных продуктов может оказаться для какой-то отрасли тем гвоздем, которого вовремя не нашлось в кузнице. Без этих веществ невозможен выпуск жизненно важных для экономики страны вещей, а если и возможен, то нежелательного качества. А выпускать продукты малой химии сложно, порой невыгодно. И потому, что гиганты химической индустрии привыкли иметь дело с миллионами тонн продукции, и потому, что ассортимент малотоннажных продуктов подвижен и переменчив. Суперфосфат, серную кислоту, бензин, полиэтилен наверняка будут выпускать еще не меньше полувека, а названия новых и сверхновых добавок и присадок мелькают, как в калейдоскопе.

Впрочем, не все обязательно выпускать Можно и покупать - за рубежом, на валюту. Но эти покупки влетают в копеечку, ибо произведенное в малых количествах чаще всего стоит дорого - несколько тысяч долларов за килограмм вещества А, Б или В.

Таковы в самых общих чертах проблемы так называемой малой химии, которые можно свести к простой формуле: малые количества - большие хлопоты. Общего рецепта, как эти хлопоты свести к разумному минимуму, нет, и поэтому особенно ценен опыт тех, кто сумел добиться некоторых успехов в столь деликатном деле.

В данном случае отправимся за опытом в небольшую ереванскую организацию, сокращенное название которой несколько напоминает очертаниями крепостную стену: ЕрОНеМ. Расшифровывается это так: Ереванский отдел неорганических материалов. Входит он в состав Всесоюзного научно-исследовательского института химических реактивов и особо чистых химических веществ - ВНИИ ИРЕА.

Отношение к организационным проблемам малотоннажной химии, так сказать, деловое кредо научного учреждения, изложил при первой нашей встрече заведующий отделом доктор химических наук Степан Григорьевич Бабаян:

"Для нашей продукции - прецизионной, деликатной - требуются люди особой квалификации, уникальное оборудование, уникальные приборы. Какое производство может выпускать узкофракционированный силикагель, килограмм которого стоит на мировом рынке 15 тысяч долларов? Передавать такое заводам - дело безнадежное. И вот что еще важно. В большой химии рт новой разработки до промышленного внедрения проходит 5-6, а то и 10 лет: нужно построить пилотную установку, дать ей поработать, спроектировать установку промышленную, построить ее, пустить, вывести на проектную мощность Мы столько ждать не можем, наши материалы за это время морально устареют, взамен им потребуются новые. Но у нас есть возможность опустить многие традиционные стадии. Лаборатория заканчивает синтез, строится укрупненная установка, пусть даже в стекле, утверждается временная цена - можно начинать выпуск. На все про все год-полтора.

Это даже нельзя назвать внедрением. Внедрение - когда свое пробивается у других. Мы же хотим выпускать сами, самим у себя ничего внедрять не надо. Это и есть наша идея, как решать проблемы малотоннажной химии.

Иной раз нас одергивают: слишком многого хотите, нет, мол, прецедента. А мы уже вложили больше двух миллионов в корпуса полупромышленных установок - вот они стоят за окном. И хотим, откровенно говоря, многого: обеспечить нуждающиеся в нашей продукции отрасли особо чистыми материалами - цеолитами, сорбентами. Сырье? Вот оно. - И Степан Григорьевич протянул нам увесистый камень салатного цвета. - В Армении его целые горы".

Во всех научных лабораториях ЕрОНеМа приходилось слышать схожие истории: есть некий материал, который позарез нужен там-то и там-то; его пытались синтезировать, но безуспешно; мы тоже попробовали - и сделали.

Салатного цвета камень вновь оказался перед нами в лаборатории экспериментальной минералогии и петрографии. Завлаб, кандидат геолого-минералогических наук Сираж Габриелович Гамбарян, пояснил, что это цеолитовый туф, или клиноптилолит Ноемберянского месторождения и что его действительно много. До сих пор его используют так же, как и другие здешние туфы, - строят из него дома. А он на 85% состоит из природного цеолита, правда, уступающего по главному показателю - емкости - цеолитам синтетическим, материалам дорогим и дефицитным. Впрочем, с помощью определенной физико-химической обработки можно раскрыть поры клиноптилолита, увеличить его внутреннюю поверхность, и тогда появится возможность получать полный набор необходимых промышленности молекулярных сит.

Попробовали и сделали. Сделали молекулярные си та, по сути дела, аналоги синтетических цеолитов, которые могут хотя бы частично заменить в производстве синтетических моющих веществ далеко не безупречный с экологической точки зрения триполифосфат натрия. А из отходов, которые образуются при физико-химической переработке салатного камня, получили еще синтетические цеолиты высочайшего качества.

Сейчас много говорят об эффективности молекулярных сит в самых различных процессах: от химии до биотехнологии, от очистки сточных вод до катализа. Говорят много, а попробовать цеолиты даже в опытных установках доводится мало кому - цеолитов не хватает.

В ереванском отделе строят опытно-промышленную установку по комплексной, безотходной переработке салатного туфа, ее производительность 110 тонн цеолитов в год. Для всей страны этого недостаточно. Но на пилотные установки на первое время хватит - чтобы попробовали и убедились в чудодейственных свойствах молекулярных сит. Вся будущая продукция этой установки разобрана, что называется, на корню на год вперед.

Здесь уже говорилось о веществах, которые кое-где могут оказаться тем гвоздем, что не нашелся в кузнице. Для телевизионных заводов один из таких гвоздей - модифицированный кремнезоль. На каждый цветной телевизор нужны граммы этого вещества, но без них не обойтись: кремнезоль входит в состав люминофорного покрытия, которое наносят на поверхность кинескопа. Не будет кремнезоля с необходимыми характеристиками - люминофор станет быстро отслаиваться, яркие цвета на экране померкнут, и кинескоп выйдет из строя. "Оттого, что в кузнице не было гвоздя"...

Попробовали - и сделали. Как сделали и делают, нам рассказывали и показывали заведующий лабораторией инструментальных методов анализа кандидат химических наук Жан Хоренович Гюльбекян и руководитель группы высокодисперсных систем кандидат химических наук Гамлет Гургенович Балаян. Но эти заметки не о технологии, скажем коротко, что синтез модифицированного кремнезоля идет в несколько стадий. Грубый кусок природного диатомита превращается в нежно-голубой коллоидный раствор, состоящий из полимеризованных молекул двуокиси кремния. По сути дела, это тончайшая лепка крошечных, невидимых шариков строго заданных размеров

Чтобы частицы росли равномерно и были одинаковыми, необходима предельная точность режимов: температуры, давления и рН. И венец синтеза - модифицирование кремнезоля: замещение на поверхности частиц четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием, ионы которого, увеличивая отрицательный заряд поверхности частиц, не дают им слипнуться.

У кремнезолей множество полезнейших применений. Их выпускают и у нас для производства катализаторов, для смазки ковшей, в которые разливают металл Но тонких, модифицированных, высокостабильных золей никто до сих пор не делал. Поэтому первые килограммы продукта, которые отправляли на испытания, приготовили собственноручно кандидаты наук Гюльбекян и Балаян. Испытания прошли успешно, ереванский кремнезоль оказался не хуже привозного, импортного.

В отделе построена установка, которая может обеспечить всех потребителей этим столь необходимым веществом. И еще кое-что останется другим отраслям, где кремнезолям найдется весьма и весьма полезное применение. Например, для аналитических целей...

"Неожиданно мы очутились в эпицентре хроматографии", - сказал заведующий лабораторией физико-химических исследований кандидат химических наук Алик Аветикович Бегларян.

Химики среднего поколения хорошо помнят времена, когда хроматографическое разделение считалось лабораторной экзотикой. А сейчас хроматографические методы стали обычными на многих производствах - химических, фармацевтических, пищевых. Даже в сельском хозяйстве, где для экспрессного определения состава почв, содержания тех или иных веществ в органах растений все чаще прибегают к тонкослойной хроматографии. В заводских и институтских лабораториях работают тысячи точных приборов, появились и хорошо зарекомендовали себя отечественные хроматографы "Цвет", "Милихром", "Охта".

Для хроматографии всех видов и разновидностей необходимые сорбенты, и в них сконцентрированы типичные для малой химии проблемы. И острота этих проблем, утверждает заведующий лабораторией неорганических сорбентов кандидат химических наук Арам Минасович Арутюнян, с каждым годом возрастает. Хроматографических колонок и пластин для тонкослойной хроматографии не хватает. В их поисках хроматографисты ездят по стране, институты и лаборатории стремятся закупить их за рубежом, пытаются мастерить их своими силами, налаживают у себя синтез, измельчение, фракционирование сорбентов. И самодеятельность зачастую приводит к невоспроизводимости результатов, к невысокой эффективности хроматографического разделения.

По приблизительным расчетам науке и производству нужно ежегодно 50 тысяч колонок для высокоэффективной жидкостной хроматографии, в каждую из которых набивают всего 2-3 грамма сорбента; для экспресс-анализов требуется несколько миллионов хроматографических пластин, на каждой из которых не больше миллиграмма сорбирующего вещества.

Итого 2-3 тонны в год; такого количества хватит пока на всю страну, в перспективе же потребуется еще от силы 10-20 тонн.

Самый известный и распространенный хроматографический сорбент - силикагель, гель кремниевой кислоты. Его у нас выпускают, но, как и в случае с кремнезолем, совсем для других целей, для которых ни чистота, ни фракционный состав особой роли не играют. Чтобы снабдить этим силикагелем хроматографические колонки, его надо очищать в лаборатории, отмывать, фракционировать. Впрочем, есть подходящие зарубежные сорбенты, но килограмм обычного хроматографического силикагеля стоит на мировом рынке 10-11 тысяч долларов, модифицированного органическими радикалами - до 30 тысяч, колонка с силикагелем для высокоэффективной жидкостной хроматографии (напомним, в ней всего 2-3 грамма сорбента) - до 500 долларов.

Ереванские неорганики в очередной раз попробовали свои силы и приготовили силикагель, который по оценкам далеко не благожелательно настроенных зарубежных фирм не только не уступает их сорбентам, но даже превосходит их.

Ереванский силикагель уникален. Высочайшая химическая чистота, механическая прочность частиц, однородная структура пор, узкий фракционный состав. И как результат - завидная эффективность хроматографических колонок, заполненных ереванским силикагелем: 60, 80, 100 тысяч теоретических тарелок на 1 метр.

Ознакомив нас с этими цифрами, показав ничем не примечательный с виду белый порошок, А. А. Бегларян извинился и заспешил в корпус полупромышленных установок нарабатывать силикагель, очень нужный хроматографистам. Вместе с несколькими помощниками завлаб может изготовить за год все 2-3 тонны, необходимые сегодня отечественной хроматографии. Потому-то он и считает, что находится в ее эпицентре. Полагаем, считает справедливо.

Читатель не должен думать, будто ереванские неорганики решают свои сложные научные и технологические задачи в одиночку. Они пользуются неизменной поддержкой и помощью Всесоюзного объединения "Союзреактив", своего института - ВНИИ ИРЕА, лаборатории нефтехимического синтеза МГУ, у них самые тесные связи с несколькими десятками других институтов, заводов, конструкторских бюро, научных советов, вузовских кафедр.

Цеолиты, кремнезоль для цветных телевизоров, сорбенты и колонки для хроматографии - лишь примеры научной продукции, научного выхода ЕрОНеМа за те десять с небольшим лет, что он существует (в 1972 году была организована лаборатория неорганических сорбентов, в отдел она превратилась в 1977 году). Есть и другие завершенные разработки: свинцовый сурик высокой чистоты и дисперсности, из которого готовят пьезокерамические фильтры для тех же цветных телевизоров; носители для катализатора синтеза винилацетата; оксид алюминия особой чистоты; тончайшие полировальные и шлифовальные порошки, позволяющие обрабатывать поверхности по самому высокому, четырнадцатому классу точности... Но лучше сформулируем общие черты, характерные для каждой работы, которая входит в этот далеко не полный перечень.

Во-первых, ереванские неорганики неизменно брались за дела, которые надо было начинать с нуля, за разработку веществ и материалов, которые в стране практически не выпускались. Во-вторых, они неизменно ориентируются на дешевое и легкодоступное местное сырье: цеолитовый туф, диатомиты, бентониты. В-третьих, и из дешевого сырья они неизменно стремятся получить высококачественные, дорогие, выгодные для производства вещества и материалы. Характерный тому пример: недавно разработанный способ утилизации одного из отходов Канакерского алюминиевого завода. При травлении конденсаторной фольги образуется и отправляется в отвал гидроксид алюминия. В качестве коагулянта его можно продавать по 7-10 рублей за тонну. ЕрОНеМ разработал простую технологию превращения отхода в реактив марки ЧДА (чистый для анализа), цена которого почти 1,5 рубля за килограмм, передал эту технологию Канакерскому и другим алюминиевым заводам, а у себя строит установку по выпуску того же продукта, но особой чистоты, необходимой для волоконной оптики, и стоить этот чистейший продукт будет уже несколько десятков рублей за килограмм.

Четвертая характерная черта: не уступая зарубежным аналогам, а то и превосходя их качеством, здешние материалы в несколько раз дешевле. Например, модифицированный сорбент для высокоэффективной хроматографии, тот, что стоит на мировом рынке около 30 тысяч долларов, ереванцы готовы продавать по 1300-1400 рублей за килограмм.

И наконец, пятая черта. Ереванские неорганики неизменно доводят дело до опытно-наработочной установки именно такой производительности, которая сегодня обеспечивает самые неотложные потребности отрасли или всей страны в разработанном здесь веществе или материале.

Однако не все идет так гладко, как хотелось бы. "Мы построили корпус полупромышленных установок и сразу же навесили замок на его двери", - сказал Степан Григорьевич Бабаян. Как часто бывает с людьми горячими и увлеченными, он не заметил очевидного противоречия: упомянув про замок, заведующий отделом вежливо посторонился и дал нам пройти в эти самые двери. Они были широко распахнуты, и через них деловито сновали люди в белых и темных халатах.

Бабаян был бы неважным хозяином, если бы и впрямь закрыл на замок просторный, добротно построенный и хорошо оборудованный корпус. Ибо в нем находит логическое завершение вся научная деятельность отдела.

...Под яркими лучами ламп, отраженными зеркальными рефлекторами, медленно ползет алюминиевая лента, окунается по пути в ванночки с растворами, подсушивается и приползает к хитроумным гильотинкам, которые вырубают пластины заданных размеров. Это и есть установка, на которой можно выпускать ежегодно 2 миллиона пластин для тонкослойной хроматографии. А рядом монтируют еще две такие же установки.

Где кончается работа исследователя? Можно было бы вручную слепить несколько сот образцов, получить положительные заключения и передать технологию другим. В отделе нам показывали хвалебные заключения, демонстрировали свои пластины и пластины известной зарубежной фирмы со следами проведенных экспресс-анализов - красными, синими и зелеными пятнами. На импортной пластине пятна мутные и расплывчатые, на ереванской - четкие и ясные; сразу видно, чья продукция лучше. На этой стадии исследователь может поставить точку, и никто его не осудит. А можно строить установку, которая снабдит всю страну пластинами, а потом искать типографию, где напечатают яркие, многоцветные наклейки для коробочек с готовой продукцией, чтобы подать товары лицом.

Оказавшись в эпицентре хроматографии, можно разработать превосходный сорбент и колонки для нее и этим ограничиться. А можно, работая в три смены, выпускать его собственными руками, как это и делают ереванцы. Наверное, здесь-то им было самое время поставить точку. Но С. Г. Бабаян, А. М. Арутюнян и их коллеги идут дальше: подбирают спецстали для хроматографических колонок, вытачивают их у себя (все вплоть до гаек), достают прецизионные станки, на которых можно обрабатывать внутренние поверхности колонок по высочайшему классу точности, заполняют колонки сорбентом, тестируют их, выписывают на каждую паспорт, то есть доводят дело до последней стадии, когда продукцию можно из рук в руки передать хроматографистам.

Ереванские неорганики убеждены, что их деликатные синтезы, их уникальные вещества нельзя отдавать в чужие руки. Не беремся судить, правы ли они. Надо полагать, что найдется у нас не один завод с высокой культурой производства, способный выпускать и силикагели, и кремнезоли, и хроматографические колонки с пластинами. Только зачем передавать это в чужие, пусть даже самые квалифицированные и доброжелательные руки? Сколько времени, сил и средств уйдет на передачу!

Заведующий лабораторией процессов и аппаратов кандидат технических наук Рудольф Самвелович Мартиросян сетует на то, что промышленность не выпускает аппаратов для малотоннажной химии, особенно дефицитны коррозионно-стойкие фторопластовые и винипластовые реакторы. На чужом заводе одно это может затормозить внедрение на неопределенный срок. В своем же цехе, по соседству с лабораторией исследователя-разработчика, всегда найдут выход: нет фторопластового реактора - подберут фарфоровый, нет винипластовых труб - поставят стеклянные. Да и переход от лабораторной установки к полупромышленной зачастую чисто условен. Пример: производство модификатора для хроматографических сорбентов (на всю страну его нужно каких-то 100 килограммов в год) всего в 15-20 раз больше лабораторного масштаба. Зачем же, спрашивается, куда-то передавать?

Но что же имел в виду заведующий отделом, когда говорил о навешанном на дверь замке? Вот что. Работать в производственном корпусе, по сути дела, некому. Получив в свое распоряжение завод, отдел не располагает производственным персоналом для выпуска продукции. Нет у него ни аппаратчиков, ни технологов, ни слесарей-ремонтников. Потому-то и спешат кандидаты наук к полупромышленным установкам, чтобы самим вести разработанные в своих лабораториях тонкие синтезы. И это уже наверняка за гранью, где должна заканчиваться работа исследователя.

Парадоксальный факт: успешно решив несколько сложных научных задач, разработав технологию производства необходимых народному хозяйству веществ и материалов, построив и пустив установки для их выпуска, ереванский отдел формально ничего не внедрил и потому не получает никаких благ, которым пользуются научные учреждения, успешно взаимодействующие с промышленностью. Трезво подсчитаны многомиллионные экономические эффекты, продукция отдела поступает к потребителям, а внедрения нет.

"От нас требуют товарную продукцию, - говорит Бабаян. - Мы даем ее. Но продать не можем, можем только дарить". Это не преувеличение - дарят. Потому что отпускать дорогие материалы по названным здесь, уже утвержденным и вполне умеренным ценам ЕрОНеМ не имеет права.

Ереванские неорганики называют простой, на их взгляд, выход из положения: создать на основе отдела организацию с более широкими правами, например технологическое конструкторское бюро, но обязательно с опытным заводом. Бюро новые люди не понадобятся, а заводу потребуется несколько десятков рабочих и специалистов. Но ведь завод, если он будет создан и наделен правами завода, сможет сразу, без раскачки начать выпуск продукции на несколько миллионов рублей - одних хроматографических колонок на миллион в год.

Есть грубоватая по форме, но меткая и точная по существу пословица, предписывающая некомпетентным лицам не вмешиваться в дела знающих, умудренных опытом, а главное, наделенных полномочиями. Так что вроде бы и неуместно давать советы, как устранить несообразность с правами и обязанностями ереванского отдела. Быть ему институтом или СКТБ, а может быть, есть какая-то иная организационная форма, которая несведущему человеку не сразу придет в голову, - решать это тем, кому доверено решать.

Еще в совсем недавние времена решение проблемы, столь важной для многих отраслей, проблемы неотложной для всей нашей обширной малотоннажной химии, могло затянуться на долгие годы. Но времена меняются и теперь дела в этой области, будем надеяться, пойдут лучше.