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

  • 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».
    916
  • 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.
    972
  • 25/02/2020

    Сотрудники Института катализа СО РАН решают проблемы утилизации иловых осадков сточных вод

    Нечистоты Омска будут сжигать по новосибирской технологии. Ученые из Академгородка разработали эффективный способ утилизации иловых осадков сточных вод с использованием катализатора. Корреспонденты ОТС узнали, почему изобретение до сих пор не внедрили в Новосибирской области.
    391
  • 20/02/2020

    Евгений Булучевский: одно дело - маленький провинциальный институт и совсем другое - часть федерального исследовательского центра

     В сентябре 2019 года ученые Центра новых химических технологий ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова» СО РАН зарегистрировали патент на катализатор, способ его приготовления и способ одностадийной переработки возобновляемого растительного сырья для получения экологически чистых компонентов моторных топлив.
    518
  • 11/04/2017

    IV Конференция «Боресковские чтения»

    IV Конференция «Боресковские чтения» проводится в год 110-летия со дня рождения академика Георгия Константиновича Борескова в Новосибирском Академгородке с 19 по 21 апреля 2017 г. Научная программа конференции включает пленарные и ключевые лекции приглашенных российских и зарубежных лекторов, а также устные и стендовые доклады.
    3350
  • 29/11/2019

    ИК СО РАН ведет исследования совместно с компанией «Татнефть»

    ​Ряд вопросов, актуальных для нефтегазохимического комплекса Республики Татарстан, был рассмотрен сегодня на заседании Совета директоров ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг».  Заседание состоялось в Доме Правительства РТ, провел его Президент Республики Татарстан Рустам Минниханов.
    890
  • 17/02/2020

    Прибавляя в измерениях. «Треугольник Лаврентьева» превращается в тетраэдр

    ​Так случилось, что на пресс-конференции руководства СО РАН, посвященной Дню науки, основная тематика была та же, что и на заседании Президиума Госсовета. Плюс, естественно, коронавирус. И если вакцины от последнего пока не существует, то по другим актуальным вопросам, затронутым на Госсовете, – региональному вектору развития и повышению практической значимости научных результатов – рецепты у ученых нашлись.
    619
  • 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.
    3061
  • 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.
    1526
  • 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.
    504