Себе наука

Роль НИОКРа в развитии направления нефтепереработки «Газпром
нефти».

На пути от сырой нефти до топлива из пистолета на АЗС — не одна сотня патентов и докторских диссертаций. Особенное значение НИОКР приобретает в свете модернизации, когда повышение эффективности производства — залог успеха, а подчас и выживания нефтяной компании. Инновации востребованы буквально на всех фронтах. Одному НПЗ нужно улучшить характеристики катализатора, другому — оптимизировать ту или иную рецептуру. Но главные надежды в дирекции нефтепереработки «Газпром нефти» возлагают на внедрение в промышленных масштабах технологий, которые уже доказали свою эффективность в лабораториях.

ДЛЯ НЕФТИ

Идеальным компонентом для получения высокооктановых бензинов благодаря высокому октановому числу (не ниже 95), низкому давлению насыщенных паров, отсутствию серы, кислорода, азота и уникальному свойству не окисляться на воздухе служит алкилат. Современные промышленные технологии его производства связаны с применением опасных и токсичных жидких катализаторов (серная или плавиковая кислоты). Так экономические и экологические причины диктуют необходимость перехода на твердокислотные катализаторы.

На сегодняшний день подобной промышленной технологии нет еще ни у одной нефтяной компании. Проблема заключается в очень быстрой дезактивации твердокислотных катализаторов, которую чаще всего связывают с побочным образованием высокомолекулярных углеводородов, блокирующих пористую структуру и поверхностные активные центры. Тем не менее проведение подробных исследований механизма процесса, оптимизация кислотных и структурных свойств, а также условий работы твердых катализаторов позволяют предлагать промышленные варианты, один из которых и планирует реализовать «Газпром нефть» на своих НПЗ.

Еще одно перспективное направление — разработка отечественной технологии гидрокрекинга гудрона в псевдосжиженном слое. При одинаковой глубине разложения сырья производительность псевдосжиженного слоя в три раза выше стационарного. Гидрокрекинг дистиллятного сырья позволяет получать более качественные продукты, чем аналогичная переработка остаточного сырья. Промышленная установка гидрокрекинга включает нагревательнореакционную секцию (печи, реакторы), системы очистки и циркуляции водородсодержащего газа (газосепаратор высокого давления, колонны осушки и очистки, водородный компрессор) и блок газои погоноразделения (сепаратор низкого давления, колонны ректификации гидрогенизата). Такая установка позволит увеличить выход моторных топлив — бензина и дизтоплива. Ее планируется построить на Московском НПЗ.

Идет работа и над технологией плазмохимического превращения сероводорода в элементарную серу и водород. Действующие технологии переработки сероводорода нацелены в основном на производство серы, а водород превращается в воду, хотя при переработке нефти востребован именно водород, использующийся во многих процессах. Главные преимущества плазмохимической диссоциации — экологическая чистота и безотходность. Продукты разложения — сера в жидком или газообразном состоянии, водород и остатки неразложившегося сероводорода. Сера отделяется конденсацией, водород легко выделяется из газообразных продуктов как традиционными методами, например аминовым, так и с применением полимерных мембран, а оставшийся сероводород возвращается на вход установки.

Игорь Барсуков,
Начальник департамента развития нефтепереработки и нефтехимии «Газпром нефти»
Перед нами в рамках НИОКРа стоит очень много задач. Это как удовлетворение заводских потребностей в разработке новой рецептуры для конкретных установок, замене одних катализаторов на другие, повышении качества продукции, так и стратегические задачи. Что касается последних, они связаны с необходимостью и перспективами внедрения новых технологий, в первую очередь тех, которые позволят нашим НПЗ производить большее количество высокомаржинальной продукции. Также мы выступили с инициативой разработки для коллег из БРД технологии утилизации попутного нефтяного газа GTL и сейчас активно над ней работаем.

...И ГАЗА

Сегодня перед нефтяными компаниями, ведущими добычу, остро стоит проблема утилизации попутного нефтяного газа на месторождениях. Согласно постановлению правительства, уже с этого года нефтяные компании обязаны утилизировать не менее 95% ПНГ.

Сделать это можно разными путями. Например, закачать обратно в пласт, передать по газопроводам к перерабатывающей установке или произвести из него электроэнергию. Однако эти способы не всегда эффективны, особенно для месторождений, удаленных от цивилизации на сотни километров.

Оптимальное решение предложили нефтепереработчики — создать модульную установку производства синтетических жидких углеводородов, в которой ПНГ будет трансформироваться в жидкую фракцию (по сути — синтетическую нефть) и передаваться по трубам вместе с минеральной нефтью. Процессы такой трансформации имеют общее название — GTL (gastoliquid).

Реакция Фишера—Тропша, позволяющая сделать из газа нефть, известна больше 100 лет. Она представляет собой химическую реакцию, происходящую в присутствии катализатора, в которой монооксид углерода (CO) и водород преобразуются в различные жидкие углеводороды. Реакция применяется на месторождениях в Малайзии, Катаре и других странах. Там из природного газа получают конечные продукты — моторные топлива, базовые масла и другие. Сложность, над преодолением которой работают отечественные специалисты, в том, чтобы получить жидкий углеводород с определенными характеристиками, фактически — синтетическую нефть, так как делать из ПНГ бензин или дизтопливо в тундре — бессмысленно. Результаты опытов обнадеживают, и теперь планируется построить установку небольшой производительности, чтобы проверить результаты в условиях, приближенных к промышленным. Активная работа в этом направлении ведется на Омском НПЗ, на нее предполагается затратить примерно 2–2,5 года.