Химия - это жизнь, а ускорение химических реакций - основа любого производства, будь то лекарства или бензин. Для чего применяют катализаторы, и как их создание дошло до статуса национального проекта в России - в материале "Газета.Ru".

Некоторые современные дети думают, что хлеб растет на деревьях. Одежда, лекарства, сковородки, машины, бензин - мы так привыкли к повседневным вещам, что не задумываемся, какие процессы стоят за их производством. Но замечаем: ткани становятся легче, лекарства - эффективнее, сковородки - долговечнее, бензин - экологичнее. Причем, реалии современной экономики и самого потребления диктуют необходимость выпуска не только новых материалов, но и "апгрейда" старых. За всем этим стоят, как ни удивительно, химики. И одно из главных оружий в их руках - химические реакции, от скорости которых зависит порой выживание человека. Ждать, конечно, никто не хочет и не может, и тут в ход идут вещества, ускоряющие реакцию - катализаторы.

К примеру, ученые из Университета Колорадо недавно изобрели новый катализатор, который ускоряет реакции, способствующие синтезу тиопептидов (полусинтетических производных тиопептидного антибиотика). Что важно - никаких посторонних продуктов этой реакции нет, то есть ученые, возможно, открыли путь к производству нового лекарства против антибиотикоустойчивых бактерий. Их еще называют супербактериями, от которых в США ежегодно гибнет 23 тыс. человек, а в Европе - 33 тыс.

И если в Средние века алхимики мечтали превращать обычные металлы в благородное золото, то сейчас таким золотом становятся именно катализаторы. Например, человечество буквально погрязло в мусоре, поэтому ученые всего мира работают над методами ускорения реакций разложения. Недаром одним из самых заметных "детских" открытий последнего времени стало открытие 16-летней египетской девочкой недорогого катализатора, с помощью которого пластик разлагается на метан, пропан и этан, а разработку взяли на карандаш в Египетском научно-исследовательском институте нефти.

Конечно, довести любую разработку до промышленного применения под силу не каждому, поэтому крупнейшие компании - от нефтяных до пищевых - давно наращивают свои центры научных разработок. Один из главных трендов - повышение экологичности топлива. Чтобы на улицах было легче дышать, Россия вслед за европейскими странами перешла на стандарт бензина "Евро-5", который предъявляет повышенные требования к содержанию вредных веществ в выхлопных газах. Для промышленности это означает модернизацию, повышение глубины переработки и очистки топлива. Но это же обуславливает повышенный спрос на продукты для каталитического крекинга - одного из ключевых процессов в производстве бензина "Евро-5". Катализаторы процессов нефтепереработки - это наноструктурированные вещества, которые, вступая в цикл промежуточных взаимодействий, обеспечивают протекание реакций в установках производящих компоненты топлив.

И если в 2011 году нужды нефтепромышленности в составах для крекинга составляли 7,2 тыс. т, то в 2020 году - это уже 18,2 тыс. т. При этом 70% этого стратегически важного сырья - импортное.

Поскольку друзья - хорошо, но лучше бы и самим развиваться, Министерство энергетики РФ присвоило проекту "Катализаторы глубокой переработки нефтяного сырья на основе оксида алюминия" статус национального. Реализуется он компанией "Газпром нефть" в Омске, где расположен крупнейший и самый технологичный нефтеперерабатывающий завод в России - Омский НПЗ. К 2020 году именно в Омске будет построен новый завод по производству катализаторов. О масштабе проекта говорит и объем инвестиций - 18 млрд руб. Причем, - это не просто завод в чистом поле, а новая комплексная бизнес-система, которая помимо производства продукции предполагает разработку и внедрение новых технологий в партнерстве с российскими учеными, испытание новых типов катализаторов под потребности любого нефтеперерабатывающего завода, настройка технологий под всех участников рынка.

"По каталитическому крекингу (включая возможные модификации) наша цель - 70-80% рынка. Хотя объем производства позволит удовлетворить 100 % потребностей российских предприятий. Еще остаются два катализатора, производство которых нам предстоит освоить: гидроочистки и гидрокрекинга", - говорил гендиректор "Газпромнефть - Каталитические системы" Александр Чембулаев.

Производство катализаторов - как раз тот случай, когда научные разработки доходят до практического применения, что в российских реалиях не так уж распространено. Поэтому к разработке инновационных технологий "Газпром нефть" привлекла ведущие профильные НИИ: Институт проблем переработки углеводородов СО РАН (Омск) совместно с компанией ведет работу по созданию новых и совершенствованию существующих технологий производства катализаторов каткрекинга, а Институт катализа имени Г.К. Борескова СО РАН (Новосибирск) - по внедрению технологий производства катализаторов гидрогенизационных процессов. Такая синергия с наукой дает возможность не только зарабатывать на производстве самого продукта, но и на интеллектуальной собственности - "Газпром нефть" уже зарегистрировала 35 патентов на катализаторы и технологии их производства, другие заявки находятся в работе.

"Газпром нефть" уже несколько лет системно работает над созданием технологий и развитием производства новых типов катализаторов. В декабре на установках Омского НПЗ компания начала использовать модифицированный катализатор нового поколения.

"В отличие от катализаторов предыдущих поколений и западных аналогов новый катализатор обладает активной ультра матрицей - в пористую основу катализаторной микрочастицы встроены активные компоненты, что увеличивает эффективность превращения молекул углеводородного сырья в ценные продукты. Вместе с высокой активностью, катализаторы нового поколения более устойчивы к повышенным температурам", - сообщила компания.

Новый состав - это рост глубины переработки, повышение октанового числа топлива, повышенная термостабильность и более высокая активность.

Причем, сама технология производства катализаторов позволяет "настраивать" их под установки других заводов - то есть в будущем обеспечена возможность полного импортозамещения и экспорта.

Похожие новости

  • 24/11/2017

    Юрий Аристов: суровый климат России может стать ее конкурентным преимуществом

    ​Альтернативная энергетика подразумевает возможность получать тепло и энергию из того, чего много: где-то хватает солнечных дней, где-то — ветра, а чего предостаточно в Сибири? Правильно, холода. Учёные из Института катализа им.
    976
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    597
  • 23/10/2017

    Что нужно для развития химической отрасли

    ​Развитие химической отрасли немыслимо без инноваций, поэтому особое значение приобретает трансфер современных технологий. Еще лет пятнадцать назад в случае необходимости в том или ином продукте о подобной проблеме не задумывались, и нужная продукция просто импортировалась.
    658
  • 23/08/2016

    Газпром нефть получила 13 патентов на изобретения в области технологий в сфере нефтепереработки

    ​"Газпром нефть" получила 13 патентов на изобретения в области технологий в сфере нефтепереработки с начала 2016 года. Общее число запатентованных разработок компании по этому направлению составило на сегодняшний день 31, ещё 19 заявок находятся на рассмотрении у экспертов Роспатента.
    2632
  • 14/05/2018

    Интервью с начальником управления научно-технического развития дирекции нефтепереработки «Газпром нефти» Андреем Клейменовым

    - Андрей Владимирович, расскажите о приоритетных направлениях НИОКР Газпром нефти. Что стоит на повестке дня в первую очередь?- Как известно, у нас есть утвержденные стратегические ориентиры до 2025 г.
    556
  • 19/09/2017

    Углеводороды будут главными энергоносителями для автомобилей до 2050 года

    ​Углеводороды будут доминировать в качестве энергоносителей для большинства видов транспортных средств как минимум до 2050-х годов. Такой прогноз озвучил на шестом международном энергетическом форуме в Лионе научный руководитель Института катализа Сибирского отделения РАН, лауреат премии "Глобальная энергия-2016" Валентин Пармон.
    682
  • 30/03/2016

    Ученые увеличат прочность углеродных композитов, используя нанотрубки

    ​Среди основных достоинств технологии, развиваемой сотрудниками Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН — низкая стоимость получаемых структур и возможность придавать им различные функциональные свойства.
    1889
  • 20/02/2017

    Новосибирские ученые предлагают недорогой способ утилизации отходов канализации

    ​Утилизировать отходы сточных вод с помощью катализаторов предложили новосибирские ученые. Обычно иловые осадки складируют на специальных полигонах или сжигают с применением песка. Это затратно и неэкологично.
    1296
  • 20/12/2016

    В ИК СО РАН разработали способ каталитической утилизации осадков сточных вод

    ​В Институте катализа СО РАН впервые разработан метод каталитической утилизации иловых осадков коммунальных сточных вод – одного из наиболее требовательных и сложных в утилизации видов отходов – с одновременной выработкой энергии для местного теплоснабжения.
    1421
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    1921