Нефть – подарок или проклятье человечества?

Беседа с Антоном  Львовичем Максимовым, директором Института нефтехимического синтеза, доктором химических наук, членом-корреспондентом РАН. 

– Антон Львович, вашему институту в этом году исполнилось 85 лет. Юбилей. Давайте вспомним самые заметные вехи его истории. 

– Да, в этом году мы отпраздновали юбилей. Наш институт был образован в 1934 году по инициативе академиков И.М. Губкина и Н.Д. Зелинского как Институт горючих ископаемых Академии наук СССР. Первым директором института стал академик И.М. Губкин. В 1947 году из структуры этого института выделен Институт нефти АН СССР, который возглавил академик Сергей Сергеевич Наметкин. В 1949 году начинается строительство нового здания института, в котором мы сейчас находимся. В этом же здании размещался Институт горючих ископаемых, который изучал твердые горючие ископаемые, в том числе уголь, развивал углехимию. Работы нашего института были нацелены на изучение химии нефти, создание отечественных технологий производства топлив и масел.

Следующий важный этап развития Института связан с 1958 годом, когда было принято Постановление Правительства о химизации страны. Именно тогда по инициативе академиков  Николая Николаевича Семенова, Валентина Алексеевича Каргина и Александра Васильевича Топчиева  из структуры Института нефти был выделен Институт нефтехимического синтеза АН СССР. Директором Института стал академик А.В. Топчиев. В эти годы в институте активное развитие получило новое направление – химия полимеров. В институт пришли ведущие ученые-полимерщики – академики В.А. Каргин, Б.А. Долгоплоск, профессор Е.И. Тинякова и молодые кандидаты наук,  будущие академики Виктор Александрович Кабанов и Николай Альфредович Платэ. Работы в области полимерной химии активно развивались и впоследствии были отмечены тремя Ленинскими и рядом Государственных премий за создание эффективных отечественных технологий получения важных для промышленности полимеров.

Если развитие института в семидесятые-восьмидесятые годы было в большей степени связано с развитием процессов получения различных видов полимеров и нефтехимического синтеза, то начиная с середины восьмидесятых годов в тематику института добавляются медицинские полимеры. Институт всегда обладал очень широкими компетенциями в области синтеза различных типов специальных полимеров, и это дало толчок развитию мембранных технологий.

В  70-е годы академиком Владимиром Михайловичем Грязновым было положено начало нового научного направления - мембранного катализа, получившего широкое развитие в мировой науке. А в конце 60-х годов в институте был синтезирован новый полимер – поливинилтриметилсилан, продемонстрировавший прекрасные газоразделительные свойства, что придало импульс активному развитию в институте исследований по созданию мембранных технологий.

В конце 80-х и в 90-е годы в Институте широким фронтом развернулись работы в области полимерной химии как по созданию новых полимеров медицинского назначения, так и по разработке новых полимерных материалов для мембран и мембранных технологий для разделения газов и жидкостей.

 – Эти медицинские полимеры сейчас где-то применяются?

– Да, сейчас ряд препаратов выпускается в России и в Белоруссии, а созданы они были в нашем институте. Это гемосорбент «Овосорб», препарат для лечения ран и ожогов «Апполо», дренажи для офтальмологических операций и др. Точно так же, как, например, и стандартные полимеры, которые используются для обеззараживания воды в самых разных системах. Эти технологии были созданы в Институте нефтехимического синтеза. Институт активно занимался пиролизом, катализом для нефтехимического синтеза.

Следующая страница развития института связана с двухтысячными годами. Николай Альфредович Платэ, который возглавлял Институт с 1984 по 2007 г., будучи вице-президентом Академии наук, понимал, что институт, как и вся российская наука, переживает трудные времена, внимание к науке со стороны Правительства и со стороны промышленности резко упало, и эту ситуацию надо как-то менять. Он пригласил крупных специалистов-нефтехимиков – академика Илью Иосифовича Моисеева и на тот момент члена-корреспондента РАН, последнего министра нефтеперерабатывающей промышленности Советского Союза Саламбека Наибовича Хаджиева. В Институте начали активно развиваться исследования по созданию новых катализаторов и разработки высокоэффективных нефтехимических технологий.

И когда уже в двухтысячные годы стало ясно, что промышленность поворачивается к науке, прежде всего, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая, оказалось, что это было правильное решение. В 2007 году Николай Альфредович внезапно ушел из жизни, и директором Института был избран Саламбек Наибович Хаджиев. К тому времени мы уже восстановили свои позиции как лидеры в области нефтепереработки, и в области нефтехимии. В 2013 году уже была реализована первая в России технология гетерогенного алкилирования бензола диэтилбензолом в «Газпром нефтехим Салавате». Была построена установка каталитического крекинга на предприятии «ТАИФ-НК», были предложены технологии твердокислотного алкилирования и гидроконверсии. Эти технологи сейчас проходят опытную апробацию. Опытная установка работает в Электрогорском институте нефтепереработки под Москвой. Эта работа ведется совместно с компанией «Газпром нефть», а опытную установку гидроконверсии мы собираемся запускать в марте совместно с компанией «Татнефть». Они профинансировали создание и строительство этой установки мощностью в пятьдесят тысяч тонн в год. По  нефтеперерабатывающим промышленным меркам, это опытная установка, а по нашим меркам это, по сути, большой завод. Надеемся, что в марте мы успешно произведем пуск и отработаем технологию, которая будет, наверное, настоящим прорывом в нефтепереработке за последние тридцать лет, причем не только в России, но и в мире.

– Почему вы думаете, что это будет прорыв?

– Потому что она позволяет перерабатывать самую тяжелую часть нефти – гудрон, который кипит при температурах выше пятисот восьмидесяти градусов. Это то, что мы обычно превращаем в кокс или в какие-то малоценные продукты. Эта технология позволит превращать тяжелые нефтяные остатки в топливные продукты и тем самым обеспечить стране первенство в переработке нефти с рекордной глубиной переработки более девяноста пяти процентов (сегодня глубина переработки нефти в России не превышает 80%). Эта технология обладает рядом преимуществ – она, например, позволяет проводить процесс при низких давлениях. Для сравнения – аналогичные технологии имеют минимальное давление сто пятьдесят-двести атмосфер. Наши технологии работают при давлении семьдесят-девяносто атмосфер. Там применен совершенно новый принцип катализа – мы назвали его наногетерогенным катализом, или катализом в дисперсной фазе. Частички катализатора там очень небольшие, они сравнимы с частичками тяжелой нефти. Асфальто-смолистые образования позволяют их легко крекинговать, и они заактивируются. Но это дело будущего.

Естественно, мы продолжаем разрабатывать и другие процессы нефте- и газохимии. Прежде всего, наш институт традиционно силен в области газохимии. Еще в сороковые годы членом–корреспондентом АН СССР Андреем Николаевичем  Башкировым в Институте была создана лаборатория, которая занималась превращением природного газа через синтез-газ в синтетическое топливо, в синтетические углеводороды. У нас накоплен огромный опыт получения самых разных продуктов – спиртов, альдегидов с использованием синтез-газа. Сейчас мы эти работы продолжаем. Совместно с Электрогорским институтом нефтепереработки (он, кстати, сейчас носит имя Саламбека Наибовича Хаджиева) мы недавно провели пилотные испытания по получению бензинов и олефинов из синтез-газа. То есть, фактически, наш институт создал технологию процессов получения из метана олефинов и бензина. Сейчас такие процессы активно реализуются по собственным технологиям в Китае, ряд заводов строится в Средней Азии.

– Слышала, подобный завод будут строить на Ямале.

– Да, это будет целый нефтехимический комплекс, который, надеюсь, появится на Ямале и будет использовать похожие технологии. Наши знания здесь тоже найдут применение, потому что мы дошли до стадии, которая у нас называется выдачей исходных данных. Мы можем выдать исходные данные на большую установку, но для этого нужны инвестиции.

– Ваш институт всегда отличался сочетанием фундаментальной науки и практической направленности. Сейчас удается сохранять эту направленность?

 – Да, мы всегда вели работы совместно с прикладными институтами, создавая базу для отечественных технологий. Сейчас, поскольку прикладных институтов в нашей области не много, и если они есть, то, как правило, принадлежат компаниям, то мы вынуждены брать на себя функции этих институтов, отрабатывая технологии и испытывая их на пилотных установках вначале небольшого масштаба, а потом уже на больших.  Они есть у нас в институте. Представьте себе стальные боксы в два этажа, десять метров высотой, и в них стоят реакторы, система разделения, а все системы управления вынесены наружу.

– Знаю, у вас ведется большая работа в области химии полимеров…

– В двухтысячные годы, наряду с полимерами, которые использовались для медицинских целей, у нас была создана большая группа исследователей для создания так называемых полимерных адгезивов – фактически, пластырей с контролируемой доставкой лекарств. Это направление развивается и сейчас. В двухтысячные годы мы работали с американской компанией «Кориум», и по нашим технологиям был создан ряд пластырей, которые в настоящее время выпускаются в США.

– Что это за пластыри?

– Обычно лечим мы наши недуги с помощью таблеток. А тут вы берете пластырь, наклеиваете, и в этой субстанции, которую вы наклеили, находится лекарство, которое медленно поступает в кровь. Это своеобразная капельница, которая оказывает не меньшее воздействие, чем привычное лекарство, но при этом не попадает в желудок, что очень ценно.

– Какие препараты таким образом можно вводить?

– Это специальные трансдермальные препараты. Такого рода препараты существуют и для обезболивания, и для снижения температуры, и для лечения воспалительных процессов. Здесь мы обладаем большим опытом, и надеюсь, что сейчас он будет востребован.

– Знаю, вы здесь разработали отечественный инсулин.

– Да, именно в Институте нефтехимического синтеза была создана первая пероральная форма инсулина. Эти работы проводились под руководством Николая Альфредовича Платэ и профессора Льва Ивановича Валуева. В принципе, они прошли две стадии опытных клинических испытаний, и препарат мы создали. Но так получилось, что лицензию купили китайцы.

Разрабатываем мы также препараты для очистки крови; полимерные дренажи, необходимые при проведении офтальмологических операций, специальные салфетки для обеззараживания. На днях в Волгограде будет вводится в строй последнее здание завода по  тонкому органическому синтезу. Сейчас это предприятие принадлежит Институту катализа, но все оборудование было закуплено по большей части еще в начале девяностых годов по инициативе Саламбека Наибовича. Несмотря на то, что он был нефтехимик, поддерживал исследования и в области полимерной химии, и в области мембранных технологий.

Можно сказать, сейчас мы стоим на трех китах – это нефтепереработка, нефтегазохимия и недавно появившаяся переработка возобновляемого сырья; это полимерная химия от синтеза полимеров до изучения свойств полимерных материалов и создания композиционных материалов, и это мембранные технологии.

– Слышала, у вас ведутся разработки по борьбе с турбулентностью.

– Совместно с Институтом органического синтеза имени И.Я. Постовского Уральского отделения РАН, МГУ и компаниями «Ника-Петротэк» и «Транснефть», нами было создано и в 2019 году пущено в строй производство полимерной противотурбулентной присадки. Это маленькая добавка при транспортировке нефти, которая позволяет увеличить пропускную способность трубопровода на двадцать процентов. Вы добавляете десять миллионных долей такого рода полимера – и в результате имеете возможность использовать этот трубопровод на десять-двадцать процентов эффективнее.

– Это ваше ноу-хау?

– Не совсем. Раньше такие добавки закупались за границей, но сейчас создана собственная технология производства добавки, основанная на использовании разработанных в Институте катализаторов. Мало того, отработан такой синтез добавки, который позволил превзойти показатели иностранных производителей. Все этапы этого исследования защищены патентами РФ. И вот в сентябре 2019 года открылся завод. Мощность, я думаю, будет до десяти тысяч тонн через несколько лет. Мы очень довольны. Это демонстрация того, что именно консорциумы теперь будут создавать подобные высокие технологии.

Точно так же мы сейчас работаем в консорциуме с МГУ и Институтом катализа по созданию технологий производства цеолитов в России. С предприятием «Нижегородские сорбенты» мы заканчиваем большой грант выпуском опытных партий по полтонны нескольких типов цеолитов, которые в России никогда не производились, но которые необходимы для создания катализатора. Мы работаем в консорциуме с Институтом проблем химической физики по процессам переработки газа. Они обладают неплохими компетенциями в области получения синтез-газа, а мы их установку соединяем с нашими технологиями его переработки и получаем некий общий процесс.

То есть, с одной стороны, мы обладаем достойными компетенциями во многих областях, но считаем, что необходима интеграция, для того чтобы успешно решать те задачи, которые перед нами сейчас стоят. А это не только статьи в высокоцитируемых научных журналах, но и практическая реализация того, что мы создаем.

– Хочу вас как нефтехимика спросить: нефть иссякает или нет? Ведь единой точки зрения на этот вопрос не существует.

– Я отвечу словами моего учителя Саламбека Наибовича Хаджиева: иссякает дешевая нефть. Нефть просто становится дороже в добыче. Даже то, что разведали, всё труднее добыть. Ведь прорыв в так называемой сланцевой нефти был связан с тем, что это была та нефть, которую нельзя было добыть. Просто придумали процесс, который мы называем фракингом: как нефть из замкнутой полости выдавить, как разрушить все эти полости, чтобы нефть потекла. Она легкая, хорошая нефть, но получается очень дорогой, потому что нужно использовать специальные технологии, чтобы, фактически, разрушить материал, который ее содержит, и как из губки, выдавить нефть. Есть и другие методы, которые мы тоже разрабатываем. Например, попытаться тяжелую нефть прямо в пласте превратить в легкую тем или иным способом, потом начать добывать. Скорее всего, век нефти не закончится, потому что не закончится нефть.

– Никогда не закончится?

– Пока она будет нужна, она будет. Наверное, будут оставаться области, где нефть будет нужна. Сколько ее будет нужно, мы не знаем. Но она будет нужна всё меньше. Если появятся электромобили лет через шестьдесят-семьдесят как преобладающий транспорт, будет найдено решение для тяжелых автомобилей, и тогда нефть как топливное сырье отойдет на второй план. Трудно предсказать, что будет на самом деле. Все равно нефть и газ на сегодня остаются с точки зрения экономики наиболее выгодными  энергоносителями и химическим сырьем. Конечно, мы занимаемся любым сырьем. А другое сырье – это совершенно другая химия. Это принципиально другой подход. И мы должны всё это изучать.

– Что такое нефть, как она появилась? Ведь и здесь существуют споры.

– Есть несколько теорий происхождения нефти. Есть так называемая абиогенная теория нефти, которую поддерживал, например, Д.И. Менделеев. Есть биогенная, которой сейчас придерживается большинство ученых.

– Вы какой придерживаетесь?

– Смешанной. Для природного газа вероятность того, что он частично абиогенен, то есть не образуется из органической материи, довольно высока. Потому что процессы превращения углерода в оксид углерода, в монооксид, восстановление его в мантии и поступление в океаны и образование гидратов – вполне вероятный процесс, потому что химия там такая же, как газохимия. А вот с жидкими углеводородами все гораздо сложнее. Потому что уже слишком много данных, что в нефти имеются те соединения, которые иначе, как с участием живых организмов, там появиться не могли. То есть то, что называют биомаркерами. Объяснить их появления довольно трудно, если мы будем говорить только об абиогенной природе нефти. Конечно, можно предполагать, что появившиеся микроорганизмы где-нибудь на глубине два километра и при трехстах градусах создали там биогенные метки. Но мне кажется, что вероятность этого не очень высока. Хотя вопрос спорный, и, в принципе, потенциально абиогенная теория имеет право на жизнь по очень простой причине: мы знаем, что из того, что идет из мантии, мы химически можем получать углеводороды. Но, как правило, это углеводороды не совсем такие, какие содержатся в нефти. Вот в чем все дело. Поэтому если есть какая-то абиогенная подпитка для жидких углеводородов, то все-таки биогенная часть значительно более важна. Но за миллионы лет образовалось столько нефти! Ее очень много. Она есть даже в Арктике.

– Нефть – это подарок природы человечеству? Черное золото?

– И не только черное. Нефть бывает самых разных цветов – и бесцветная, и зеленая. Можно её назвать разноцветным золотом. Наверное, нефть – это ценный ресурс и, как Вы говорите, подарок. Но этот подарок природа создала не для человека. Нефть возникла в природе, а человек научился использовать её эффективно, для себя. Прежде всего, для энергетики, в меньшей степени для химии. И, конечно, отсюда возникает ответственность, связанная с тем, что есть много фактов, говорящих в пользу того, что выделение углекислого газа влияет на климат, меняет его.

– Подарок, который влечет ответственность.

– Любой подарок, который мы используем неправильно, ведет к катастрофе. Здесь все зависит от нас с вами. Если мы будем использовать нефть с умом, то, наверное, она будет подарком. А если станем использовать, не думая о последствиях, то это будет проклятье.