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.
    464
  • 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.
    530
  • 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.
    413
  • 06/07/2021

    НГТУ НЭТИ и ОмГТУ создадут IT-консорциум по информационной безопасности

     На онлайн-площадке НГТУ НЭТИ состоялось обсуждение важнейшего вопроса в области информационной безопасности. Представители ООО «Предприятие «Элтекс», ООО «Системы информационной безопасности», Агентства стратегических инициатив (АСИ), кафедры защиты информации НГТУ НЭТИ и кафедры комплексной защиты информации ОмГТУ приняли решение о вступлении в консорциум в рамках планируемого Центра компетенций (ЦК) «Технологии доверенного взаимодействия».
    595
  • 03/03/2021

    Новый материал для лечения сложных ожогов разрабатывают химики ТГУ

    Молодой ученый химического факультета Томского госуниверситета Олеся Лапуть работает над созданием материала, способствующего ускорению регенерации повреждённых кожных покровов. Основным инструментом для достижения этой цели выступает обработка потоками низкотемпературной плазмы, модифицирующей поверхность импланта.
    772
  • 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.
    563
  • 10/02/2021

    Учёные исследуют высокоэнтропийные сплавы – материалы нового класса

    Учёные и аспиранты кафедры естественнонаучных дисциплин СибГИУ (участник НОЦ «Кузбасс») в содружестве с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН, Самарского национального исследовательского университета имени академика С.
    929
  • 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.
    4876
  • 12/02/2021

    Курс на инновации

    8 февраля — в День российской науки — в стране стартовал объявленный указом президента РФ Год науки и технологий. Перед властью и бизнесом поставлена цель поднять уровень «общественного и государственного признания труда людей, занятых в этой сфере».
    625
  • 30/03/2021

    Газовые гидраты: наука и применение

    ​Почему важно изучать гидраты, каким может быть их практическое применение и как они влияют на потепление климата Земли, «Ъ-Науке» рассказывает доктор химических наук, главный научный сотрудник Института неорганической химии Сибирского отделения РАН Андрей Манаков.
    761