Нефть и катализаторы

В свое время Дмитрий Менделеев прозорливо заметил, что использовать нефть в качестве топлива – безумное расточительство. «Топить можно и ассигнациями», – сказал знаменитый ученый. К сожалению, в нашей стране углеводороды с определенных пор выступают в качестве экспортного сырья, за счет продажи которого пополняется государственная казна. По этой причине технологии, связанные с переработкой нефти, долгое время отходили у нас на второй план, что не могло не иметь для нас печальных последствий.

В принципе, во время высоких нефтяных цен такая ситуация не воспринималась как большая проблема. Казалось бы, обилие природных «кладовых» само по себе является ценностью. Главное – уметь извлечь их содержимое и выгодно продать. Однако время всё расставило на свои места. Современная технологически развитая цивилизация должна не просто уметь извлекать из недр сырье и гнать его за границу (такое возможно даже в самой захудалой африканской стране), оставляя себе какую-то малость. Чтобы успешно конкурировать с развитыми странами, необходимо иметь собственные технологии переработки сырья. И вот тут оказалось, что Россия серьезно отстает от своих конкурентов. Технологии глубокой переработки нефти – это одна из планок, которую нам в ближайшее время предстоит взять, используя собственный интеллектуальный потенциал. Иными словами – подключая к этому делу науку.

По признанию самих ученых, глубокая нефтепереработка – дело не столь уж простое. Как заметил когда-то по этому поводу академик Валентин Пармон:

«Стран, обладающих полным циклом переработки углеводородов, меньше, чем стран, умеющих делать ядерное оружие».

Указанная тема была специально затронута на XVII «Семинаре-конференции Проекта 5-100», не так давно прошедшем в НГУ. Согласно цифрам, представленным в докладе доцента кафедры физической химии факультета естественных наук НГУ Екатерины Пархомчук, Россия на сегодняшний день едва-едва входит в круг «избранных» стран, владеющих подобными технологиями.

«Несмотря на то, что наша страна занимает вторую строчку по объемам добычи нефти, перерабатываем мы ежегодно всего лишь 270 миллионов, что составляет всего шесть процентов от мировой переработки», – отметила Екатерина Пархомчук. В стране действуют только 32 крупных НПЗ. Из них 16 были введены с 1945-го по 1965-й годы. Кроме этого есть еще 211 мини-НПЗ, часть которых даже не имеют лицензии Ростехнадзора и представляют собой объекты, потенциально опасные для окружающей среды (перерабатывают нефть примерно на 40%, оставляя после себя огромное количество вредных отходов). Что касается глубокой нефтепереработки, то она имеется только на десяти крупных НПЗ. Причем, глубина переработки составляет около 72%, тогда как в мире этот показатель составляет 90 процентов. Само качество переработки нефтепродуктов серьезно отстает от мирового, не соответствуя международным стандартам.

Еще Менделеев считал, что использовать нефть в качестве топлива – безумное расточительство, сравнимое с использованием с той же целью ассигнаций Как ни странно, но приведенному в самом начале «завету» Менделеева следуют не у нас, в России, а в развитых странах. В нашей стране нефтепереработка нацелена, в основном, на извлечение топлива. Извлекается в основном керосин и бензин, идущие для внутреннего потребления, остальные же фракции, богатые ценными компонентами, фактически полностью отдаются за рубеж за бесценок. «Теоретически мы, конечно, могли бы всё это перерабатывать и получать много полезных продуктов. Но пока мы этим не занимаемся. Те немногие процессы глубокой переработки – каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование – дают просто смешной вклад в общую нефтепереработку в России», – посетовала Екатерина Пархомчук.

Так, если брать процессы глубокой переработки нефти, то в США на долю каталитического крекинга приходится 35,8% мощностей, в Западной Европе – 15,8%, в Японии – 19,8%, в России – только 6,7 процентов. На гидрокрекинг в США приходится 9,1% мощностей, в Западной Европе – 7,5%, в Японии – 4,0%, в России – 1,9 процента. Не лучшим образом выглядит для нас и ситуация с коксованием.

В целях преодоления столь плачевного состояния нефтеперерабатывающей отрасли к 2020 году в России планируется запустить 120 установок по глубокой переработке нефти. Решение здравое, но ему сопутствует объективное  усугубление  ситуации. Например, постепенно ухудшается само качество «черного золота», извлекаемого из российских «кладовых». На рынок все больше и больше поступает тяжелой нефти, нередко вызывающей оторопь у специалистов своей вязкостью и отвратительным запахом. Работать с такой нефтью, замечает Екатерина Пархомчук, не очень приятно. Однако похоже на то, что от этого уже никуда не деться. Поэтому задача, связанная с созданием современной отечественной технологии глубокой переработки нефти, дополнительно усложняется «трудными» параметрами исходного сырья. К тому же, в свете ужесточения экологических требований, а также требований к качеству самих нефтепродуктов, «на коленке» техническое решение принять никак не получится. Уровень ответственности за конечный результат достаточно высокий. Поэтому науку придется подключать, что называется, по полной программе.

Только цифры: Россия занимает вторую строчку по объемам добычи нефти, но на нашу страну приходится лишь 6 % мировой переработки «черного золота».

И если в процессах глубокой переработки нефти на долю каталитического крекинга в США приходится 35,8% мощностей, в Западной Европе – 15,8%, в Японии – 19,8%, в России – только 6,7 процентов.

Главным же изъяном отечественной нефтепереработки последних лет наши ученые считают всемерное упование на зарубежные технологии и импортные катализаторы. Если брать здесь только базовые процессы, то ситуация с катализаторами выглядит для нас не лучшим образом. Например, для изомеризации бензиновых фракций половина катализаторов покупается за рубежом. Гидроочистка бензина, парафина, дизельного топлива зависит от импортных катализаторов на 97 процентов. Гидрокрекинг зависит вообще на все сто процентов!

К 2020 году эту зависимость от импорта планируют существенно сократить, как минимум в два раза. И как мы понимаем, главную роль в этом процессе будут играть именно наши ученые. По словам Екатерины Пархомчук, по заказу со стороны компании «Газпром нефть» разрабатывается соответствующий проект, ставящий своей целью создание отечественных катализаторов для глубокой переработки углеводородного сырья. В проекте примут участие сразу несколько научных организации, в том числе – Новосибирский государственный университет, Институт катализа им. К.Г. Борескова СО РАН, Томский государственный университет и другие. Причем ведущую роль будут играть здесь именно новосибирские ученые. И, судя по докладу Екатерины Пархомчук, у них уже есть на этот счет достаточно серьезные наработки.

Олег Носков