Проект внедрения опытно-промышленного производства модифицированной медицинской воды на ФГУП НИИХИММАШ

Принципиальная технологическая схема приведена на рис. 4.

Для получения заданной производительности предполагается сделать две одинаковые установки. Первая колонна (1) установки состоит из трёх секций с длинной насадочной частью с точкой питания на высоте 40 м. Превращение газа в жидкость осуществляется в конденсаторе, расположенном в верхней части колонны. Обращение потоков жидкой фазы осуществляется в делителях потоков (испарителях), расположенных между первой, второй и третьей секциями, а также в испарителе в нижней точке колонны. Для сжижения оксида азота в конденсаторах первой и последующих двух колоннах (2, 3) используется жидкий азот. Все секции первой колонны, а также 2-я и 3-я колонны монтируются в вакуумной оболочке (давление - 10^-5 тор.) с экранной теплоизоляцией.

Первая колонна предназначена для предварительного изотопного обогащения NO. Однако при уменьшении потока отбора с нижнего конца колонны может быть получен продукт - оксид азота с концентрацией ¹⁸О свыше 98% в количестве приблизительно 9,9 кг. в год. Поток от верхней точки второй колонны передается как питание для третьей колонны на высоте 33 м. На верхней точке третьей колонны отбирается газ ¹⁵N ¹⁶О с концентрацией ¹⁵N свыше 95% в количестве - 9,9 кг/год, а на нижней точке - газ ¹⁴N ¹⁷О с концентрацией ¹⁷О свыше 40% в количестве 1,95 кг/год.

в технологическом процессе разделения изотопов отвалом является лишь поток от верхней точки первой колонны. Концентрация выделяемых изотопов в этом потоке ниже природной. Для восстановления природного изотопного состава потока отвала он подается снизу на обменную насадочную колонну (6) в противоток с азотной кислотой. В результате химического изотопного обмена между оксидом азота и азотной кислотой газ, вышедший из верхней точке обменной колонны, имеет изотопный состав, близкий к природному. Азотная кислота, вышедшей из нижней точки этой колонны, по химическим свойствам не отличается от исходной и может быть возвращена (продана) поставщику. Вместе с тем, в результате химического взаимодействия потока отвала с азотной кислотой часть оксида азота NO превращается в другие оксиды NO_х (х?1). В вышедшем из обменной колонны газе может содержаться суммарно до 4% таких (NO_х) оксидов. Для восполнения потерь рабочего газа и его очистки после обменной колонны он подается в блок очистки (5). Этот блок состоит из следующих аппаратов:

- реактор;

- абсорбер;

- каплеуловитель;

- три пары попеременно работающих колонн, заполненные силикагелем;

- низкотемпературная насадочная ректификационная колонна;

- хранилище жидкостей (кислот) и сжиженного рабочего газа;

- ресивер.

Реактор (4) системы очистки предназначен для компенсации потерь рабочего газа при отборе продукта. В этот реактор подается сернистый ангидрид и азотная кислота, в результате реакции которых образуется оксид азота и разбавленная (57 - 60%) серная кислота.

Газ из реактора подается в абсорбер вместе с основным потоком отвала. В этот же аппарат для орошения подается выходящая из реактора разбавленная серная кислота. В абсорбере в результате взаимодействия примесей в рабочем газе с серной кислотой, образуется смесь нитрозилсерной, азотной и азотистой кислот, которые в специальном, дополнительным к абсорберу аппарате при взаимодействии с сернистым ангидридом дают рабочий газ - оксид азота с малым содержанием примесей.

Проходящие в этом аппарате реакции приводят к повышению концентрации серной кислоты до 70%. Для дальнейшей очистки газ из абсорбера пропускается последовательно через каплеуловитель, силикагелевые колонны, работающие при температурах 278 К и 190 К, и накапливается в хранилище жидкого NO. Затем, через еще одну силикагелевую колонну (при Т=190 К) и ресивер поступает на ректификационную колонну сверхтонкой очистки.

В данной технологической схеме рабочий газ после прохождения аппаратов системы очистки на входе этой колонны содержит примеси высших оксидов азота на уровне газохроматографического обнаружения (10^-2%). После ректификационной колонны газ поступает как питание на вход первой колонны каскада изготовления изотопов.

На второй стадии технологического процесса обогащенная тяжелыми изотопами окись азота переводится в воду либо путем каталитического (Pt) восстановления водородом по реакции:

2NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O + 68.3 ккал/моль,

либо путем связывания кислорода из оксида азота медью с выделением азота по реакции:

4Cu + 2NO = 2Cu₂O + N₂ + 83 ккал/моль,

с последующим восстановлении закиси меди:

Cu₂O + H₂ = 2Cu + H₂O + 18 ккал/моль.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС МОДУЛЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ

Рис. 5.

Оба процесса предполагают глубокую очистку водорода от примеси кислорода и воды. Такая очистка необходима для предотвращения изотопного разбавления целевым продуктом. Она легко решается путем каталитического сжигания примеси кислорода в водороде до воды на никель-хромовом катализаторе с последующей глубокой осушкой водорода путем пропускания его через цеолитовый адсорбент.

Указанные выше процессы обеспечивают перевод до 95% кислорода ¹⁸О (¹⁷О) из оксида азота в воду при содержании основного вещества в продукте 99,99%. Концентрация примесей в продукте не превышает соответственно:

1. Na - 3 ? 10-5%	4. Si - 2 ? 10-3%
2. Mg - 1 ? 10-4%	5. B - 1 ? 10-4%
3. Al - 1 ? 10-4%	6. NH3 - 2 ? 10-3%

Такое содержание примесей находится на уровне аналогичных концентраций примесей в лучших образцах тяжелой воды, поступающих на рынок от отечественных и зарубежных производителей.

Сырьевая база.

Основным по стоимости сырьевым ресурсом в производстве изотопов кислорода и азота является жидкий азот. Он используется главным образом для обеспечения температурного режима колонн каскада и должен в соответствии с ГОСТом 9293-74 содержать не менее 99% основного вещества. Такого же качества жидкий азот должен использоваться в блоке очистки рабочего газа, конденсации рабочего газа и готового продукта, в вакуумной системе откачки кожухов колонн. Поставщиками жидкого азота являются Балашихинский кислородный завод, НПО Энергомаш в г. Химки и др. В перспективе целесообразно разместить на производственной площадке собственный блок производства жидкого азота.

Для синтеза рабочего газа и его очистки используется в небольшом количестве (18 кг в месяц) сернистый ангидрид, соответствующий ГОСТ 2918-72.

Исходным сырьем является также азотная кислота с плотностью 1,29 г/см³, которая должна соответствовать ГОСТ 4471-77.

Для нейтрализации газов, выделяющихся из силикагелевых колонн системы очистки при их регенерации, используется синтетический аммиак по ГОСТу 6221-82Е в количестве приблизительно 12 кг/год.

Характеристика экологии производства.

В рассматриваемом производстве отходами являются выходящая из колонн химического изотопного обмена азотная кислота с измененным относительно природного изотопным составом по азоту и кислороду, а также смесь высших оксидов азота, адсорбирующихся на силикагелевых колоннах в блоке очистки. Объем указанных отходов составляет суммарно для двух установок:

- азотной кислоты - 6 т/месяц;

- смеси высших оксидов азота - 0,4 кг/год.

Предотвращение вредного воздействия указанных отходов на окружающую среду достигается следующим образом:

1. Обедненная тяжелыми изотопами азота и кислорода азотная кислота либо возвращается (продаётся) поставщику исходного сырья с теми же качественными показателями химического состава, что и исходная кислота (изотопный состав кислоты для её потребителей в химической промышленности безразличен), либо в качестве товарной продукции реализуется её потребителям в азотной, лакокрасочной промышленности, использующих кислоту для производства минеральных удобрений, нитроэмалей и других химических продуктов.

2. Смесь высших оксидов азота после их выделения из силикагелевых колонн системы очистки путем их десорбции при нагреве нейтрализуется каталитически восстановлением под воздействием аммиака по реакции:

NO_x + NH₃ >H₂O + N_2.

В результате реакции образуется вода и азот, которые выбрасываются в атмосферу.

Требования к месту размещения производства.

Для размещения основного технологического оборудования необходимо высокое производственное здание, высотой не менее 60 м. (У строения ИС - 104 высота над поверхностью земли - 50 м, под поверхностью земли - 15 м.). На производственной площадке должна быть необходимая инфраструктура. В частности, к ней должна быть подведена линия силового электроснабжения, путь подвоза исходного сырья. На площадке должны быть системы водо- и газоснабжения, система промышленной канализации, теплоцентраль (котельная), лабораторные, административные помещения. ИС - 104 полностью соответствует этим требованиям.

Краткое описание номенклатуры товаров.

Товарными формами продуктов являются модифицированная медицинская вода, окись азота и азот с концентрацией целевого изотопа ¹⁸О, ¹⁷О, ¹⁵N, соответственно, ? 98%, ? 40%, ? 98%. Эти изотопы будут получены в объеме приблизительно 20 кг/год, 4 кг/год и 20 кг/год. Товарные формы по химической чистоте будут соответствовать лучшим мировым образцам. Их качественный состав отражен в прилагаемых сертификатах качества на изотопную продукцию, поставляемую рядом зарубежных фирм на мировой рынок.

Наряду с основной изотопной продукцией, будет получена дополнительная химическая продукция в виде обедненной тяжелыми изотопами кислорода и азота азотной кислоты в количестве приблизительно 72 т/год.

Оценка рынка.

Оценка конъюнктуры.

Оценки роста объема производства ¹⁸О в мире свидетельствуют о том, что объем этого производства ни в коей мере не сможет удовлетворить существующий, а также быстротекущий спрос на этот изотоп. Последнее обусловлено прежде всего потреблением ¹⁸О в протон-эмиссионной томографии в медицине, где для одноразовой диагностики требуется доза меченой ¹⁸F глюкозы, для приготовления которой в настоящее время расходуется - 0,25 мл тяжелокислородной воды, содержащей 95% ат. ¹⁸О. Общее же число таких диагностик (тестов) напрямую связано с числом онкологических больных в мире и, например, специалистами американской фирмы Eastern Isotopes Inc.. оценивается только для США в 1 200 000 тестов в год, что эквивалентно расходу тяжелокислородной воды для этих целей только в США - 300 кг/год с концентрацией ¹⁸О не ниже 95% ат. Можно ожидать, что из-за усовершенствования методики синтеза меченой ¹⁸F фтордеоксиглюкозы расход H₂¹⁸O на одну её дозу сократиться с 0,25 мл до 0,15 мл, при этом потребности внутреннего рынка США в ¹⁸О для ПЕТ - томографии сократятся до - 180 кг/год 95%-го ¹⁸О.

Очевидно также, что в оборот будет возвращена разбавленная примерно до (60 - 80%) по ¹⁸О воды, образующаяся при синтезе меченой ¹⁸F фтордеоксиглюкозы. Объем этой воды составляет - 30% от исходной, обогащенной до 95% ат. по ¹⁸О. Дообогащение этой воды в процессах рециклинга, также базирующихся на процессах разделения изотопов кислорода, позволит, вероятно, снизить объем потребления ¹⁸О на внутриамериканском (США) рынке до - 160 кг/год, что примерно в 1,5 раза превышает оптимистичную оценку роста общемирового объема производства ¹⁸О к 2009 году, и более, чем в три раза превышает аналогичную пессимистичную оценку.

В приведенном выше сопоставлении объемов общемирового производства ¹⁸О с его потреблением не учитывалось потребление этого изотопа для целей ПЕТ - томографии в Европе и Японии, где она развивается темпами, сопоставимыми с темпами её развития в США, а также возможный рост такого потребления в России, где в настоящее время существует 4 ПЕТ - томографа, один из которых работает в институте мозга им. Бехтерева в г. Санкт-Петербург, а 3 - в Москве.

Выше также не учтена потребность в низкоконцентрированном - 10%-м ¹⁸О, который необходим в качестве меченого атома при проведении различного рода медико-биологических, химических и др. исследований.

Схема применения вырабатываемых ¹⁸О, ¹⁷О, ¹⁵N.



Рис. 6

На объем потребления ¹⁸О существенное влияние оказывают мировые цены на этот изотоп, а также цены на получаемую из него фтордеоксиглюзу. В связи с этим необходимо отметить, что в настоящее время практически весь производимый в мире кислород ¹⁸О потребляется в форме воды в США для синтеза меченой ¹⁸F фтордеоксиглюкозы. Для тех же целей его закупают Германия и Япония (в несопоставимо меньших объемах, чем в США). Одним из основных конечных потребителей высококонцентрированной тяжелокислородной воды в США является фирма Eastern Isotopes Inc., производящая меченую ¹⁸F фтордеоксиглюкозу на собственных циклотронах, установленных в г. Стерлинге (под Вашингтоном) и в г. Чикаго. Указанная фирма поставляет эту глюкозу в более чем в 100 госпиталей США по цене 2500 долларов за одну дозу (из одного грамма Н₂¹⁸О фирма производит четыре дозы глюкозы).

Фирма Eastern Isotopes Inc. на договорных началах после синтеза глюкозы возвращает разбавленную до уровня (60 - 80%) по ¹⁸О воду её производителю по цене 33 - 35 долларов США за 1 грамм. Этот возврат производится с целью её вторичного концентрирования в процессах рециклинга, осуществляемых ректификацией этой воды.

Существующие потребности в мире в обогащенном изотопе азот-15 (природное содержание 0,365%) оцениваются в 50 - 60 кг/год (здесь и далее в пересчете на содержание изотопа 99%) при масштабе существующего производства 15,5 - 16,5 кг/год. Основные потребности находятся в исследовательском и промышленном сегментов рынка.

Основные области применения азота-15 в исследовательском сегменте:

- исследования по определению производственной ценности сельскохозяйственных земель и путей увеличения их плодородия за счет экономически и экологически оптимального выбора удобрений;

- агрохимия растений;

- оборот протеина и аминокислот в организме человека и животных;

- метаболизм живых тканей.

Использование азота-15 в сельском хозяйстве дает решение одной из основных проблем агрохимии - эффективное применение азотных удобрений. Изотопный метод единственный, который представляет возможность непосредственно следить за превращениями азотных удобрений в почве и растениях а присутствии почвенного азота.

Метод в частности позволяет:

1. Определить баланс азотных удобрений в системе почва-растение и размеры выноса их различными сельскохозяйственными культурами;

2. Установить пути миграции и превращений азота удобрений в почве и растениях;

3. Определить размеры и механизмы биологической фиксации атмосферного азота.

Практическая значимость использования изотопного метода с применением азота заключается в количественной оценке эффективности применения того или иного удобрения, пестицидов и стимуляторов роста в конкретных почвенно-климатических условиях, что позволяет рационально сочетать биологический и минеральный азот на злаково-бобовых травостоях, сокращать потери азота удобрений на посевах озимых хлебов и многолетних трав, рационально применять пестициды и регуляторы роста растений при исключении негативного воздействия на экологию окружающей среды и т. д.

В результате, с одной стороны, появляется возможность корректной оценки плодородия земель, необходимой для определения её стоимости при составлении земельного кадастра, а с другой - возможность на современном уровне решить проблему увеличения плодородия земли путем определения экономически и экологически оптимального выбора удобрений.

Применение такого рода методик и проведение научных исследований осуществлялось обычно в рамках региональных агроцентров, выступавших заказчиками изотопной продукции.

Научные исследования с применением изотопа ¹⁵N зачастую чрезвычайно дорогостоящи. Например, изучение метаболизма глютамина, использующее азот-15 и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), стоит около 30 000 $ США.

До 1991 года применение азота-15 в СССР составляло приблизительно 5 - 6 кг/год (из них 50% приходилось на институт им. Д. Н. Прянишникова). Основными потребителями были также институт агрохимии им В. В. Докучаева, институт хлопка (г. Ташкент), институт почвоведения (г. Тбилиси), институт субтропических культур (г. Сухуми) и др.

Наиболее часто используемые химические соединения, меченые изотопом N-15: аммиак (NH₃) и различные аммиачные соединения: NH₄NO₃, (NH₄)SO₄, NH₄CI, из которых при необходимости получают более сложные химические соединения. Причем стоимость химических соединений в 2 - 10 раз выше стоимости изотопов, используемых в качестве атомной метки.

Кроме того, азот-15 используется как стартовый материал для получения на ускорителях радиоактивного кислорода-15, также находящего применение в исследовательских целях. Значительные количества изотопа N-15 начинают использоваться в биотехнологии, например, для изготовления специальной биохимической среды Bio-Express-Min. Другой вероятный потребитель больших количеств азота-15 находится в атомной промышленности. В последнее время перешла в область практической реализации идея создания быстрого реактора с нитридным топливом, обогащенным по азоту-15 до 99,9%. Дело в том, что использование нитридного топлива с природным изотопным составом приводит к наработке радиоактивного углерода-14 в реакции ¹⁴N(n, p)¹⁴C, что рассматривается как серьёзное препятствие для использования этого вида топлива. Реализация этого проекта уже на первом этапе потребует не менее 20 кг/год высокообогащенного азота-15.

В связи с вышесказанным прогноз об увеличении головой потребности в обогащенном изотопе азот-15 в ближайшие 3 - 5 лет до 80 - 100 кг/год выглядит вполне обоснованным.

3.3 Расчет экономической эффективности нового проекта

Оценка спроса и предложения, цены, объема продаж.

За последние два года подтвердила общая тенденция на рынке стабильных изотопов легких элементов углерода, кислорода, азота, наблюдавшаяся в последние два десятилетия. Эта тенденция заключается в опережающем росте спроса на эти изотопы, который удваивался за каждые 5 - 10 лет. Она связана как с разработкой новых методик применения нерадиоактивных стабильных изотопов в медицине, сельском хозяйстве, биотехнологиях, так и с расширением масштабов их использования в практической медицине по мере оснащения клиник диагностическими приборами и методиками во всём мире.

Об опережающем росте потребностей в изотопах кислорода и азота в последние два года свидетельствует рост цен на эти изотопы. Представление об изменении цен за последние два года можно получить по каталогу-проспекту фирмы CIL (US) на выпускаемые её изотопно-модифицированные химические соединения зимой 2010 - 2008 года. Цена на изотоп 018 (96 - 99%) увеличилась в последние годы со 120 $/г до 180 - 200 $/г (в зависимости от вида соединения) в конце 2010 года, на изотоп N-15 цены выросли до 170 - 200 $/г. Цены на изотоп 017 не изменились из-за его высокой цены (более 1000 $/г при концентрации > 40%) и как следствие малого потребления.

Другой проявившейся в последние годы на рынке изотопов тенденцией является увеличение спроса на продукцию большой (больше 96%) концентрацией изотопов и сильно падающим спросом на продукты с концентрацией < 90%.

Причиной наблюдаемой динамики цен на изотопы кислорода, углерода и азота, является малый рост объема производства с 1997 года при опережающем росте потребностей. Постоянного производства изотопов О17 до настоящего времени в мире не существует. Объём производства изотопов О18 остался в пределах 23 - 37 кг/год вследствие полной остановки установок в ИСИ, г. Тбилиси, но появлению рабочей установки в Сосновом бору и в Израиле (Rotem). Оценки спроса в России на изотопы О18 составляют на сегодня - 100 - 150 кг/год. Они совпадают с оценками, приведенными германской фирмой Nukem и фирмой Rotem (ноябрь 2010 г.). Объём производства N15 последние два года не увеличился и составляет - 15 кг/год при оцениваемой годовой потребности 50 - 60 кг/год. Об этом свидетельствует рост цен на N15 и косвенные данные 2009 года о намерениях компании CIL иметь такое производство.

Таким образом, планируемый объем производства по изотопам О18, N15 можно оценить как < 30% от оцениваемой специалистами потребности в 2010 - 2008 г.г. Учитывая общую динамику роста потребности в изотопах кислорода и азота, можно считать обоснованным производство изотопов О18, N15 до 20 - 40 кг/год и 4,0 кг/год изотопа О17.

Отмечу, что при увеличении в четыре раза объема производства изотопа С13 в 1997 - 2010 годах его цена уменьшилась на 10 - 15%. Производство 20 кг/год О18 и N15 может также привести к уменьшению цены на 10 - 20%. Поэтому в проекте закладываются цены (О18 - 105 $/г, N15 - 100 $/г, О17 - 850 $/г.), которые меньше сегодняшних на 20 - 30%.

Реализация предлагаемой технологии производства с одновременным получением трёх изотопов О18, О17, N15 в одном цикле позволяет резко снизить себестоимость изотопов, приблизительно в три раза по сравнению с известными применяемыми технологическими решениями, до величины, меньшей 10 $/г. Это делает возможным планировать экономически выгодное производство при закладывании в проект стоимости изотопов в два раза ниже сегодняшней и облегчает проникновение на рынок.

Продажа за границу стабильных изотопов не требует лицензирования. Таможенные сборы составляют 6%. Основной объём поставок осуществляется в металлических баллонах. Стоимость транспортировки зависит от расстояния, например в Европу - 100 $. При транспортировке жидкости, например, H₂¹⁸O, требуется недорогостоящая упаковка.

Цены на изотопную продукцию зависят от ряда факторов:

- уровня концентрации целевого изотопа в продукте;

- его химической формы;

- объёма поставки;

- количества примесей и др.

Например цена воды, содержащей 95% ¹⁸О, в настоящее время на мировом рынке колеблется при оптовой продаже в пределах 105 - 130 $/г.

Годовой объём реализации продукции при планируемом производстве:

- 19,8 кг/год изотопа О18 при цене 105 $/г составит 2 079 000 $;

- 3,9 кг/год изотопа О17 при цене 850 $/г - 3 315 000 $;

- 19,8 кг/год изотопа N15 при цене 100 $/г - 1 980 000 $;

- Суммарный объём - 7 374 000 $.

План производства.

1. Место размещения производства.

Предполагается размещение производства на производственной площадке в г. Пересвет на территории ФГУП НИИХИММАШ. Основные аппараты производственного комплекса будут смонтированы в высотном (60 м) корпусе.

2. Потребности в ресурсах.

Для производства 19,8 кг/год изотопа О18, 19,8 кг/год изотопа N15 и 3,9 кг/год изотопа О17 с обогащением соответственно ? 98%, ? 98%, ? 40% потребуется приблизительно:

- 240 т/месяц жидкого азота, 6 т/месяц азотной кислоты,

- 18 кг/месяц сернистого ангидрида, 1 кг/месяц аммиака,

- 183 т/месяц охлаждающей воды, 74 кВт мощности потребляемой энергии,

- а также незначительные количества различных чистых газов (Не и др.).

Охлаждающая вода обеспечивается замкнутыми циклами. Для обслуживания производства двух установок необходим модернизированный масс-спектрометр типа МИ1201.

3. Этапы выполнения проекта.

Основными этапами проекта являются:

1. Техническое задание на проектирование опытно-промышленного комплекса из двух установок.

2. Исходные данные для проектирования комплекта технологического оборудования установки.

3. Исходные данные для проектирования системы автоматического регулирования и диспетчеризации комплекса.

4. Рабочий проект технологического оборудования.

5. Рабочий проект системы автоматизации и диспетчеризации.

6. Подготовка площадки.

7. Изготовление нестандартного оборудования и насадки.

8. Приобретение стандартного оборудования.

9. Монтаж технологического оборудования.

10. Монтаж системы автоматизации и диспетчеризации.

11. Оснащение аналитической лаборатории, отработка методик анализа и контроля качества.

12. Оснащение химической лаборатории, отработка технологии получения продуктов и анализа.

13. Приобретение исходного сырья.

14. Запуск и вывод установок на штатный режим работы.

15. Получение опытной партии продуктов (изотоп ¹⁸О - 4,5 месяца, изотопы ¹⁷О, ¹⁵N - 3 месяца).

16. Обучение персонала, создание тренажера для операторов.

С учетом проведения перечисленных этапов работы эта программа может быть выполнена за 15 - 16 месяцев для изотопов ¹⁷О, ¹⁵N, ¹⁸О.

4. Финансовый план.

Таблица 1. - Оценка затрат на материалы и энергоресурсы в штатном

режиме эксплуатации комплекса

№	Наименование	Количество на 1 месяц	Цена	Стоимость на 1 мес. (в $)
1	Жидкий азот	205 т	70 $/т	14350
2	Азотная кислота	6 т	78 $/т	468
3	Сернистый ангидрид	18 кг	200 $/т	3,6
4	Электроэнергия	54020 кВт-ч	0,05 $/т	2700
5	Вода	183 т	1 $/т	183
6	Газы (Не и др.)	8,3 кг	3 $/кг	25

Итого: 17729,6 $

Таблица 2. - Эксплуатационный персонал и зарплата

№	Персонал	Кол-во работников	Зарплата в месяц ($)
1	Старший оператор смены (инженер-физик)	5	400
2	Оператор смены (инженер-физик)	5	300
3	Аппаратчик	5	200
4	Технолог-химик (инженер)	1	300
5	Инженер по автоматике	1	200
6	Инженер масс-спектрометрист	1	300
	Итого в месяц	18	5300
	Итого в год		63600

Налоговые отчисления (35,6%) 22641,6

Всего в год: 18 человек 86241,6 $

Таблица 3. - Оценка себестоимости

№	Наименование статей расхода	Цена	Расход за год	Стоимость за год ($)
1.	Материалы и энергоресурсы
1.1.	Жидкий азот	70 $/т	2460 т	172200
1.2.	Азотная кислота	78 $/т	72 т	5616
1.3.	Сернистый ангидрид	200 $/т	0,216 т	43,2
1.4.	Электроэнергия	0,05 $/кВт-ч	648240 кВт-ч	32412
1.5.	Вода	1 $/т	2200 т	2200
1.6.	Газы (Не и др.)	3 $/кг	100 кг	300
Итого:	212771,2
2.	Зарплата
2.1.	Зарплата персонала	18 человек	63600
2.2.	Налоги		22641,6
Итого:	86241,6
3.	Дополнительные расходы (инструмент, спец. питание, адсорбенты, расходные материалы и др.)			12008
Итого:	311012,8
4.	Реализуемые отвалы			5080
Итого:	305932,8

Так как при данном химическом процессе выход изотопов осуществляется равными долями, следовательно затраты на каждый изотоп в граммах можно рассчитать следующим образом:

311012,8 $ * 32 = 9 952 409,6 рублей.

¹⁷О - 3,9 кг/год = 9 952 409,6 / 3 = 3 317 469,87 руб. / 3900 г = 850,63 руб./г.

¹⁸О - 19,8 кг/год = 9 952 409,6 / 3 = 3 317 469,87 руб. / 19800 г = 167,55 руб./г.

¹⁸N - 19,8 кг/год = 9 952 409,6 / 3 = 3 317 469,87 руб. / 19800 г = 167,55 руб./г.

Для реализации данного проекта необходимо взять валютный кредит в сумме 1800 тыс. $ с годовой ставкой за пользование кредитом 24%. Расчет суммы кредита приведен в Таблице 16.

Таблица 4. - Расчет суммы валютного кредита

Предстоящие расходы	Сумма кредита в руб. и в $
	На год, тыс. руб.	на год, $
1. Покупка оборудования	29 183,9	911 999,2
2. Подготовка и освоение производства, изготовление проектно-сметной документации	4,48	140
3. Аренда земли	0,7	22
4. Стоимость сырья	5701,09	178159,2
5. Транспортно-заготовительные расходы	26,4	826
6. Электроэнергия на технологические нужды	1037,18	32412
7. Зарплата работников с отчислениями на соц. нужды	2759,7	86241,6
8. Вода на технологические цели	70,4	2200
9. Прочие расходы	384,0	12008
И Т О Г О	39 168	1 224000
10. Проценты за пользование кредитом за 16 месяцев	18 432	576 000
В С Е Г О	57 600	1 800 000

Кредит в 1 800 000 $ США - огромная сумма, которую может выдать не всякий банк, поэтому руководителю института нужно будет заручиться поддержкой вышестоящей организации - РАКА (Ракетно-Авиационное Космическое Агентство), своими силами институт такой кредит взять не сможет.

Проценты за пользование кредитом рассчитаны на основании Таблицы 17 «План-график выхода производства изотопов на проектную мощность». Поскольку период с момента оформления кредита до пуска производства планируется 16 месяцев, то проценты за кредит рассчитаны на этот период.

5. Оценка ожидаемой прибыли.

При плановой цене продаж изотопа ¹⁸О - 105 $/г, изотопа ¹⁷О - 850 $/г, изотопа ¹⁵N - 100 $/г и годовой производительности соответственно 19,8 кг, 3,9 кг и 19,8 кг выручка от реализации всего объёма + реализация отвалов составит 742480 $ в год.

(105 $ * 19,8 г + 850 $ * 3,9 г + 100 $ * 19,8 г) * 1000 + 5080 = 742 480 $.

В качестве расчетной валюты по моему проекту рассматриваются рубли. Коэффициент пересчета американского доллара в рубли равен 32,00 руб. за 1 американский $. Расчет окупаемости данного проекта не принимает во внимание возможные отклонения в технологических процессах в период выхода на проектную мощность и инфляцию рубля.

742480 $ * 32 руб. = 23 759,36 тыс. рублей.

Планируемая цена изотопов, предназначенных на продажу значительно ниже цены аналогичных изотопов на рынке, поэтому они будут пользоваться спросом у покупателей.

На уплату налога на прибыль пойдет 24% этой прибыли, на прочие расходы из прибыли - 10% прибыли, остальные 66% планируемой прибыли пойдут на погашение валютного кредита:

23759,36 * 24% = 5 702,25 тыс. рублей.

23759,36 * 10% = 2 375,94 тыс. рублей.

23759,36 * 66% = 15 681,17 тыс. рублей.

Взятый валютный кредит в рублевом эквиваленте составляет 57 600 тыс. руб., а проценты за год - 18 432 тыс. руб. Итого с месяца, следующего за тем в котором будет взят кредит, ФГУП НИИХИММАШ должен будет уплачивать по 76 032 тыс. руб. в год.

Эффективность капитальных вложений зависит от срока их окупаемости. Он определяется как отношение капитальных вложений к чистой прибыли, создаваемой в результате капитальных затрат. Рассчитаем срок окупаемости данного проекта:

76 032 / 15 681,17 = 4,8 года или 4 года 8 месяцев

В химической промышленности средний срок окупаемости капитальных вложений составляет 6,7 лет, следовательно данный проект можно считать эффективным.

Абсолютная экономическая эффективность для вновь строящихся объектов определяется по формуле:

Э = ??(Ц_i - С_i) * А_i / КВ,

где Ц - оптовая цена i-й номенклатуры продукции, руб.;

С - себестоимость единицы i-й номенклатуры продукции, руб.;

А - годовой объем производства i-й номенклатуры продукции, шт.;

КВ - капитальные вложения, руб.

Э = ((3360 - 167,55) * 19800) + ((27200 - 850,63) *3900) + ((3200 - 167,55) * 19800) / 76 032 000= (63 210 510 + 102 762 543 + 60 042 510) / 76 032 000 = 226 015 563 / 76 032 000 = 2,9

Абсолютная эффективность капитальных вложений - это показатель, характеризующий чистую прибыль (прирост чистой прибыли, экономию от снижения себестоимости), приходящуюся на 1 руб. единовременных затрат на строительство нового предприятия или расширение действующих производственных мощностей. С другой стороны, этот показатель отражает долю максимально возможного возврата осуществленных капитальных затрат в течение года. Эффективность капитальных вложений достигается при условии, если расчетный коэффициент эффективности капитальных вложений не меньше нормативного 0,15. В моем случае 2,9 > 0,15. Мы еще раз получаем подтверждение, что данные капитальные вложения очень эффективны.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

ФГУП НИИХИММАШ - высокоразвитый институт, оснащенный уникальным оборудованием, в институте проводятся испытания ракетных двигателей но уже 2-ой год заказов на испытания практически нет, частично такое положение связано с общим застоем в развитии космической инфраструктуры, частично - из-за долгого перехода к использованию новых, более перспективных двигателей, к испытанию которых институт практически готов.

На общем фоне дефицита заказов институт в данный момент испытывает тяжёлые времена в связи с тем, что обслуживать и поддерживать оборудование институт обязан, а дотаций, поступающих из РАКА не хватает на нормальное существование предприятия.

Институт создан в 1949 году и предназначен для испытаний ракетных двигателей.

На ФГУП НИИХИММАШ функционирует один производственный цех, производящий криопродукцию - кислород, азот, аргон, водород.

Мною проведен анализ технико-экономических показателей криогенного цеха за 2009 - 2010 г.г.

Из данных Таблицы 1 видно, что в 2010 году выпуск криопродукции в натуральном выражении несколько увеличился (на 169,9 т) и составил 3852,2 т. Показатель товарной продукции увеличился на 46,7% или на 5317,7 тыс. руб., реализованная продукция также увеличилась на 48,6% и составила в 2010 году 15984,2 тыс. руб. Эти показатели отражают реально существующую инфляцию, проявившуюся в росте средней цены 1 тонны выпущенной продукции, которая увеличилась в 1,5 раза.

Как в 2009, так и в 2010 году показатель реализованной продукции к товарной остался без изменения на уровне 98%.

В Таблице 3 представлен ассортимент выпускаемой криогенным цехом криопродукции за 2009 - 2010 гг. По данным таблицы составлена диаграмма.

В 2010 году на производстве увеличилась среднегодовая производственная мощность на 2,8% или на 169,9 тонн. Коэффициент использования производственной мощности в целом по криогенному цеху в 2009 - 2010 гг. составил 0,61 и 0,62 соответственно. Это свидетельствует о том, что оборудование в криогенном цехе использовалось лишь на 50%.

В 2010 году в сравнении с 2009 годом численность промышленно-производственного персонала сократилась на 8 человек или на 7,7%, в связи с этим выработка продукции на одного работника увеличилась как в натуральном, так и в денежном выражении.

Полная себестоимость товарной продукции за 2009 - 2010 гг. возросла с 9677,5 тыс. руб. до 13675,6 тыс. руб. или на 41,3%, это увеличение является результатом инфляции в стране.

Более правильное суждение о результатах работы криогенного цеха дает показатель затрат на 1 рубль товарной продукции. Этот показатель в 2010 году снизился на 3,1 руб. или на 3,7%. Это позволяет утверждать, что увеличение прибыли от реализации продукции в 2,1 раза обусловлено не только инфляционными процессами, но и связано с повышением эффективности затрат. Общая рентабельность производства в 2010 году достигла 37%, что на 13,4 пунктов больше, чем в 2009 году.

В целом работу криогенного цеха в 2010 году можно охарактеризовать положительно.

Проведен также анализ финансовых показателей деятельности ФГУП НИИХИММАШ. Для финансирования своей деятельности институт не использовал долгосрочные кредиты и заемные средства. И хотя у него много краткосрочных заемных средств, у него соблюдено минимальное условие финансовой устойчивости.

Проанализирована схема структурных подразделений ФГУП НИИХИММАШ, ввиду того, что в большей части стендов (цехов) в данный момент, и в будущем никаких работ не намечается, мною разработаны предложения по сокращению (консервированию) некоторых структурных подразделений (цехов) института в целях высвобождении денежных средств для покрытия долгов института перед Налоговой инспекцией, кредиторами и погашения задолженностей по кредитам банкам. Только на основании полных расчётов предприятия перед различными кредиторами, РАКА будет рассматривать вопрос о создании на территории ФГУП НИИХИММАШ опытно-промышленного производства модифицированной медицинской воды.

В дипломной работе предлагается внедрить новый проект изотопного производства. Проект предусматривает постановку и запуск в эксплуатацию производственного комплекса.

Основной целью организации производства модифицированной медицинской воды является получение прибыли от продажи продуктов химического процесса и обеспечение ФГУП НИИХИММАШ денежными средствами в необходимом количестве для продолжения работ по своему профилю - испытаниям двигателей и разработкам новых типов испытательных стендов.

Мною разработано технико-экономическое обоснование производства изотопов, расчет необходимой суммы кредита и срока окупаемости данного проекта. Составлен план-график выхода производства изотопов на проектную мощность.

Срок окупаемости проекта составит 4 года 8 месяцев, что для химической промышленности считается эффективным. Абсолютная экономическая эффективность капитальных вложений составит 2,9, что несравненно больше нормативов, такой показатель обуславливается тем, что впервые производство изотопов ¹⁷О, ¹⁵N, ¹⁸О планируется организовать в одном комплексе - это позволяет повысить коэффициент экономической эффективности почти втрое.

Общая чистая прибыль, которую планируется получить за год на новом опытно-промышленном производстве, составит 15 681,7 тыс. руб.

ЛИТЕРАТУРА

1. Джексон Грейсон младший, Карла О'Делл. “Американский менеджмент на пороге XXI века” - М.: Экономика, 2011.

2. Майкл Мескон и др. “Основы менеджмента” - М.: 2010.

3. «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и отбору их для финансирования». №7-12/47. - М.: 2008.

4. Козловских Л.А., Якушева А.И. Планирование на предприятии: Учебное пособие - М.: МГТА, 2008.

5. Бизнес-план инвестиционного проекта. Практическое пособие / Под ред. Иванниковой И.А. - М.: «Экспертное бюро-М», 2009.

6. Виханский О.С. «Стратегическое управление» - Издательство Московского Университета - М.: 2010.

Размещено на Allbest.ru