На строительной площадке первого современного катализаторного завода «Газпром нефти» в Омске ведется монтаж крупногабаритного оборудования для производственной линии катализаторов каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Катализаторы крекинга станут одним из ключевых продуктов нового завода – в год их будут выпускать 15 тысяч тонн. Такого объема хватит, чтобы охватить растущие потребности российских нефтеперерабатывающих заводов. Катализаторы каталитического крекинга необходимы для переработки вакуумного газойля в высокооктановый бензин и сжиженные углеводородные газы. «Газпром нефть» в партнерстве с крупнейшими научными центрами ведет работу по созданию все более совершенных катализаторов.

В основе современной нефтепереработки

Каталитический крекинг – важнейший процесс нефтеперерабатывающей отрасли. Он позволяет получать из тяжелых нефтяных фракций светлые нефтепродукты и сырье для нефтехимии. На сегодняшний день на нефтеперерабатывающих заводах по всему миру эксплуатируется более 500 установок крекинга. Для этих установок необходимо более 650 тысяч тонн катализаторов в год. При этом спрос на катализаторы крекинга продолжает расти.

В России в настоящее время функционирует 12 установок каталитического крекинга. Для их работы требуется 11,5 тыс. тонн катализаторов в год. Эксперты утверждают, что в течение ближайших лет эта цифра вырастет до более чем 14,2 тыс. тонн катализаторов в год. Это произойдет из-за ввода в эксплуатацию новых установок (ТАНЭКО, «Газпром нефтехим Салават», Сызранский НПЗ) и реконструкции уже существующих.

Точки развития

Развитие нефтеперерабатывающей отрасли в сторону повышения глубины переработки ставит новые задачи для повышения эффективности работы установок крекинга. Ключевым становится рост эффективности работы катализаторов.
   
rt (3).jpg 

Александр Зайцев, заместитель генерального директора «Газпромнефть – Каталитические системы» по коммерции и развитию:

В настоящее время можно выделить 4 основных тренда, определяющих развитие технологий катализаторов крекинга. Во-первых, это катализаторы для увеличения выхода бензина, которые позволяют повысить маржинальность установки и НПЗ в целом. Во-вторых, это катализаторы для максимального выхода легких олефинов – бутиленов и пропилена, что обусловлено ростом спроса на нефтехимическую продукцию. Так, по прогнозам аналитиков, до 2030 года спрос на пропилен будет расти гораздо большими темпами, чем на мощности по его производству. В-третьих, это катализаторы для переработки сырья с высоким содержанием остаточных фракций. С одной стороны, это связано с тенденцией по утяжелению добываемой нефти во всех регионах мира, а с другой – необходимостью повышения глубины переработки. Четвертый тренд связан с ужесточением экологических требований к моторным топливам и экологическим процессам, что требует специальных присадок к катализаторам крекинга. ​

 
 
 
Фундамент для технологий

В Омске сложился уникальный нефтеперерабатывающий кластер, где наука и производство идут рядом уже десятилетия. Визитной карточкой омской площадки «Газпром нефти» являются разработки в области катализаторов каталитического крекинга. В сотрудничестве с учеными Центра новых химических технологий Сибирского отделения РАН «Газпром нефть» создает инновационные катализаторы крекинга, отвечающие на вызовы рынка.

Технологии, которые разрабатывают в Омске, опережают время, отмечают эксперты. Так, омичи раньше ведущих мировых корпораций начали работать с высокоактивной пластинчатой формой основного компонента катализатора крекинга – цеолитом Y. Этот компонент отвечает за основные реакции крекинга и обеспечивает высокий выход бензина. Традиционно он имеет сферическую форму, но после масштабных научных исследований стало ясно, что эффективнее использовать цеолит Y пластинчатой формы.

rt (4).jpg 

Олег Потапенко, старший научный сотрудник ЦНХТ СО РАН:

Подход к созданию пластинчатой формы микрокристаллического цеолита Y с размером кристалла всего лишь 0,2–0,8 микрометра разработан в нашем институте в 1987 году. Использование в Омске пластинчатой формы цеолита началось намного раньше, чем ее начали применять ведущие мировые компании.
Применение пластинчатой формы позволяет создавать композицию катализатора с существенно меньшим содержанием цеолита. Например, в зарубежных катализаторах содержание цеолита достигает 30–40 процентов от массы. В катализаторах «Газпром нефти» содержание цеолита менее 20 процентов, и такая значительная разница открывает огромный потенциал для роста производительности. ​​

 
Кроме подбора оптимальной формы активного компонента катализатора, для повышения выхода бензина используют и другой подход. Суть его в формировании оптимальной пористой структуры катализатора, что обеспечивает эффективную диффузию крупных молекул сырья к внутренним активным центрам катализатора, на которых и происходит крекинг и образование молекул бензина.

Совершенствуя технологии, ученым и производственникам удалось к 2016 году достичь до 58 процентов выхода бензиновой фракции. Сейчас разработки в данном направлении продолжаются. Разрабатываются катализаторы, обеспечивающие до 62 процентов выхода бензиновой фракции.

Отметим, что в нефтепереработке важен каждый процент – например, увеличение выхода бензина на 1 процент на установке мощностью 1 млн тонн в год по сырью дает от 3 до 5 млн долларов в год дополнительной прибыли.

rt (1).jpg 
Подход к легкости
 
Отвечая на необходимость проводить каталитический крекинг так называемого тяжелого остаточного сырья, имеющего большое количество примесей, ученые развивают новые подходы. Так, разрабатываются специальные ловушки соединений никеля и ванадия, которые являются каталитическими ядами для активных центров катализаторов крекинга – мешают образованию молекул бензина.

«Мы отдаем предпочтение магниевым системам – наши исследования показали их эффективность. В настоящее время завершена разработка катализаторов крекинга остаточного сырья, обеспечивающая высокую активность при содержании до 5000 ppm никеля и ванадия, что намного больше, чем в среднем в тяжелых нефтяных фракциях», – рассказал Олег Потапенко.​

Лучшие технологии – в производство
 
Выпускать эффективные катализаторы в промышленных объемах «Газпром нефть» будет на мощностях нового завода. Сейчас этот комплекс мощностью 21 тысяча тонн катализаторов в год строится в Омске. Проект реализует дочернее предприятие «Газпром нефти» – «Газпромнефть – Каталитические системы». Ключевыми продуктами нового завода станут катализаторы крекинга (15 тыс. тонн), гидроочистки (4 тыс. тонн) и гидрокрекинга (2 тыс. тонн). На строительной площадке идет установка технологического оборудования.
 
Параллельно с промышленным производством продолжится и работа над дальнейшим совершенствованием самих катализаторов. Уже построен и оборудован отраслевой центр развития катализаторных технологий «Газпром нефти». Здесь полученные от ученых технологии будут масштабировать и адаптировать к промышленному внедрению. Оценить работу новых марок можно будет благодаря уникальному оборудованию. Центр оснащен пилотными установками, которые позволяют провести испытания катализаторов в условиях, максимально приближенных к промышленным.

rt (2).jpg 

Успешная эксплуатация
 
«Газпром нефть» применяет своим катализаторы на собственных установках. Катализаторы крекинга уже не один год демонстрируют эффективность на площадках Московского и Омского  нефтеперерабатывающих заводов. Развитие технологий позволяет наращивать эффективность производства.
 
Обсуждение результатов внедрения новых катализаторных технологий «Газпром нефти», реализации проекта катализаторного завода, цифровых и «зеленых» трендов отрасли пройдет на ежегодном специализированном мероприятии. Пятый «PRO Катализ форум» состоится 11 ноября 2021 года. Организует мероприятие «Газпромнефть – Каталитические системы». Традиционно форум собирает более двухсот участников отрасли для обсуждения актуальных трендов. Участие принимают также научные институты. Сплав науки и бизнеса делает возможным новые открытия для российской промышленности. 

Журнал «НГС (Нефть и Газ Сибири)» № 3(44) 2021 г. 
 
Источник: sectormedia.ru

Похожие новости

  • 18/02/2021

    Управляя поверхностью. Разговор с академиком Александром Асеевым

    ​Александр Леонидович Асеев — один из основателей направления исследований элементарных структурных процессов в объеме полупроводников. Конечно, сложно понять, что скрывается за этими процессами. Однако ежедневно мы используем то, что возникло благодаря полупроводникам и их дальнейшему развитию — наши смартфоны.
    460
  • 21/10/2020

    ИК СО РАН и МИСиС создали совместную лабораторию

    ​В НИТУ «МИСиС» создана научно-исследовательская лаборатория MISIS Catalysis Lab, созданная совместно с Институтом катализа им. Г. К. Борескова СО РАН (г. Новосибирск). Основное направление деятельности — решение практических задач в области химического синтеза, промышленного катализа и аддитивных технологий.
    783
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    4872
  • 22/12/2020

    Новый реагент позволит полностью извлекать палладий из промышленных отходов

    Новый экстрагент для добычи палладия оказался крайне избирательным. С его помощью можно практически без потерь и лишних примесей извлекать палладий из отработанного ядерного топлива, старых электроприборов и промышленных отходов.
    528
  • 15/02/2021

    Наука - великая поэзия...

    Великая поэзия нашего века — это наука с удивительным расцветом своих открытий, своим завоеванием материи, окрыляющая человека,чтоб удесятерить его деятельность. Э. Золя  День российской науки учрежден Указом Президента Российской Федерации от 7.
    473
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    1995
  • 20/04/2021

    К звёздам и обратно

    ​​​Оптимизацией ракетного топлива, а также решением экологических проблем, связанных с падением ступеней ракет и скоплением космического мусора на орбите, успешно занимается Институт химической кинетики и горения имени В.
    410
  • 18/02/2021

    Новосибирские учёные ищут объяснение транспортных свойств твердых электролитов

    ​Всем известны жидкие электролиты: именно они проводят электрический ток в самых обычных батарейках. Однако вместе с ними существуют еще и твердые электролиты: научное сообщество до сих пор спорит о том, как в них происходит перенос ионов.
    651
  • 16/12/2020

    Новосибирские ученые первыми в мире получили данные о механизме прохождения ценных промышленных газов через перспективный пористый материал ZIF-8

    ​​Ученые из лаборатории структуры и функциональных свойств молекулярных систем НГУ, сотрудники Института катализа СО РАН Даниил Колоколов, Александр Художитков и Александр Степанов совместно с другими исследователями провели работу по экспериментальному измерению диффузии легких углеводородов.
    995
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    557