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

  • 30/08/2019

    Петр Корусенко: наша команда изучает наноматериалы с применением метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

    ​Ландау, Сахаров, Капица, Курчатов – эти имена русских физиков известны не только в России, их исследования признаны во всем мире. В российские времена эта наука развивается не так бурно, однако нам и сейчас есть чем гордиться.
    604
  • 18/04/2019

    Олег Мартьянов: мы идем от фундаментальных исследований до готовых решений в рамках одной структуры

    ​В марте этого года, в результате присоединения Института проблем переработки углеводородов СО РАН (ИППУ СО РАН, Омск) к новосибирскому Институту катализа СО РАН был создан Федеральный исследовательский центр «Институт катализа СО РАН».
    576
  • 10/10/2019

    Своими силами: что нужно России для производства качественного бензина

    В конце сентября Омский нефтеперерабатывающий завод «Газпром нефти» получил новое крупногабаритное отечественное оборудование. Его установят в строящемся комплексе по гидроочистке дизельного топлива. Высокотехнологичное оборудование позволит в два раза повысить производство зимнего дизельного топлива.
    256
  • 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.
    1165
  • 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.
    2580
  • 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.
    1179
  • 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.
    1822
  • 15/04/2019

    Новосибирские ученые исследуют управление атомами наночастиц для улучшения производства полиэтилена

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук (РАН) в рамках гранта РНФ (Российский научный фонд) изучат управление атомами наночастиц, что позволит улучшить промышленную технологию получения крупнотоннажных полимеров, в том числе полистирола и полиэтилена, сообщил ТАСС заведующий лабораторией перспективных синхротронных методов исследования Института катализа СО РАН Ян Зубавичус.
    1112
  • 25/10/2019

    В Омске дан старт строительству первого в России завода по производству катализаторов

    ​Новое предприятие выведет российскую нефтепереработку из зависимости от импорта. Реализация проекта означает создание новых рабочих мест как в производственном, так и в научном секторе.  Старт строительству завода дали 24 октября.
    344
  • 13/03/2017

    Центр энергоэффективного катализа НГУ как воплощение идеи интеграции НГУ и ИК СО РАН

    Научно-образовательный центр энергоэффективного катализа (НОЦ ЭК), созданный Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Новосибирским государственным университетом при финансовой поддержке Фонда «Сколково», за три года функционирования показал выдающиеся результаты.
    1489