Для производства из нефти топлив и более сложных продуктов, например полиэтилена или полипропилена, необходимы катализаторы. Многие из них закупались за рубежом. О том, как обстоят дела с импортозамещением катализаторов в области нефтепереработки и нефтехимии, рассказал заместитель директора, руководитель отдела технологии каталитических процессов ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» доктор технических наук Александр Степанович Носков.
Катализаторы нефтепереработки
«Еще в 2019 году Министерством энергетики РФ была создана рабочая группа по анализу возможности импортозамещения в области нефтепереработки и нефтехимии. Задача была определить узкие места и составить возможные шаги по их расшивке (то есть ликвидации недостатков в слабых звеньях производственного процесса). Все данные по оценке рынка, доли импорта, оборудования и катализаторов вошли в единый документ. Он включал качественную характеристику, насколько надежно поставлено обеспечение этих сфер в России. Также там были перечислены основные разработчики и производители катализаторов для процессов нефтепереработки и нефтехимии. В конце документа мы представили программу, по каким позициям в первую очередь надо предпринимать шаги», — рассказывает Александр Носков.
По словам ученого, отрасль нефтепереработки не должна столкнуться с большими проблемами из-за санкций. Заводы, аппараты, каталитические реакторы — всё это исторически базировалось на отечественных технологиях. Для производства топлив используется всего около десятка основных катализаторов. Спрос на каждую марку большой, а имеющиеся мощности позволяют оперативно нарастить объемы производства.
«В нефтепереработке практически по всем позициям на сегодняшний день либо нет критического состояния, либо достаточно быстро, в течение полугода-года, узкие позиции могут быть закрыты. Кроме того, большинство катализаторов здесь эксплуатируются от трех до десяти лет. Поэтому, если катализатор загрузили, например, в прошлом году, он прослужит еще некоторое время», — говорит Александр Носков.
Нет проблем и с некоторыми катализаторами, которые необходимо постоянно добавлять в кипящий слой (процесс крекинга). Их производство налажено на российских предприятиях: Ишимбайском специализированном химическом заводе катализаторов и Омском катализаторном заводе.
Катализаторы в нефтепереработке делятся на две большие группы. Одни обеспечивают глубину переработки нефти (чтобы из одного ее количества получить как можно больше бензина и дизельного топлива). Вторые направлены на повышение качества этого топлива. По словам ученого, сейчас важно прежде всего сохранять глубину переработки, а возможное снижение качества в нынешней ситуации некритично.
Самая узкая проблема российской нефтеперерабатывающей промышленности в области импортозамещения — катализаторы гидроочистки и гидрокрекинга. Их объем потребления составляет соответственно 3500—4000 и 1000—1500 тонн в год.
Процессы гидрокрекинга используются, чтобы вытащить топливо из нефтяного остатка. Он получается после того, как из нефти извлекут бензиновую, керосиновую и дизельную фракции, и составляет примерно 25—30% от ее изначального веса. «Эти процессы осуществляются при очень высоком давлении (200 атмосфер) в присутствии водорода. Такие технологии лишь недавно стали применяться в России массово. Заводы у нас сейчас только строятся, а Япония уже объявила эмбарго на поставку оборудования», — рассказывает ученый.
Другое уязвимое направление в области нефтепереработки — это катализаторы получения зимних и арктических топлив (объем потребления — 200—250 тонн в год). Эти технологии базируются на импортных катализаторах, и быстрая замена здесь вряд ли возможна. Не все соединения, использующиеся в таких катализаторах, доступны в России. «У нас есть научные заделы, но стадия подготовки еще недостаточная для введения в эксплуатацию», — говорит Александр Носков.
Катализаторы различного назначения
В нефтехимии же сложилась совершенно иная ситуация. Основной продукцией этой отрасли являются полиэтилен, полипропилен, всевозможные масла. Они получаются в результате следующего, более тонкого этапа переработки. «В нефтехимии многие производства базируются полностью на импортных технологиях. А когда вам продается импортная технология, лицензиар гарантирует все процессы только при использовании прописанного в технологии катализатора. Если его заменить, все гарантии снимаются. Поэтому катализаторы тоже использовались в основном зарубежные», — рассказывает ученый.
Заводы по производству катализаторов расположены в основном в США, Франции, Германии, Дании. Китай тоже пытается наладить их выпуск, но, по словам ученых, пока китайские катализаторы не достигли нужного качества, и предприятия, использующие их, могут столкнуться с проблемами.
Проблема заключается также в том, что нефтехимия требует гораздо большего разнообразия катализаторов (их номенклатура насчитывает более 100 наименований). В то же время потребность в каждом отдельном катализаторе гораздо меньше, чем в нефтепереработке: около 50—100 тонн в целом по стране. Налаживать производство для такого малого тоннажа предприятиям невыгодно. Это пытались сделать в СССР, когда промышленность была настроена на самообеспечение, но после перехода на рыночную экономику большую часть катализаторов для нефтехимии стали закупать за рубежом.
«Здесь самые узкие места — производство полиэтилена и полипропилена. В России оно сейчас составляет примерно 4—5 миллионов тонн в год. В этих процессах катализатор одноразовый, он в миллионных долях присутствует в составе самой продукции. На эти 4—5 миллионов тонн нужно примерно 100—120 тонн катализатора. Если прекратятся поставки нужного катализатора, производство будет остановлено в течение месяца. Сейчас у нас в институте и на предприятиях активно прорабатываются вопросы решения этой проблемы», — отмечает Александр Носков. С нехваткой катализаторов могут столкнуться также шинная и лакокрасочная промышленности.
«Также в сложной ситуации оказалась пищевая отрасль, а именно производство маргарина, который широко используется в кондитерских и хлебобулочных изделиях. «В этой сфере практически все российские заводы также работают на импортных катализаторах, многие из которых одноразовые. Сейчас ИК СО РАН ведет переговоры с некоторыми предприятиями промышленного сектора. Заделы есть. Возможно, нам удастся решить эту проблему», — рассказывает исследователь.
У Института катализа СО РАН есть сложившиеся связи с «Роснефтью», «Газпромнефтью», «Газпромом», «СИБУРом». С реальным сектором экономики работают около 20% ученых института.
«Разработка любого нового каталитического процесса от начала исследований до промышленной реализации занимает в лучшем случае десять лет. В форс-мажорных обстоятельствах и с участием государства этот срок можно сократить до пяти-шести лет. Поэтому, если смотреть реально, за один-два года мы можем предложить только замену того, что есть. Например, попытаться воспроизвести западные катализаторы. Сейчас от российских компаний мы ждем конкретные запросы, какие катализаторы, с какими именно характеристиками им нужны», — говорит Александр Носков.
Ученый отметил, что отрасль по производству катализаторов нуждается сегодня в серьезной поддержке государства и участии компаний-заказчиков.
Автор: Диана Хомякова
Фото Евгении Бобатковой и предоставлено ИК СО РАН
Информация предоставлена Управлением по пропаганде и популяризации научных достижений СО РАН
