Еще несколько лет назад российская нефтеперерабатывающая отрасль была практически полностью зависима от катализаторов западного производства. Как известно специалистам, каталитические процессы играют ключевую роль при получении из нефтяного сырья готовой продукции — например, автомобильного топлива или авиационного керосина. А главный элемент в этом процессе — катализатор. Его разработка требует не только огромных финансовых затрат, но и фундаментальных научных знаний.
Сегодня одна из главных задач инновационного развития нефтепереработки — исключение зависимости от поставок импортных катализаторов. Это не просто бизнес-цель, это вопрос энергетической безопасности страны. В случае перебоев поставок встанет не просто каждый завод в России — остановится каждый автомобиль.
Крупнейшая нефтяная компания страны «Роснефть» уделяет развитию производства катализаторов нефтепереработки самое пристальное внимание. Как отмечает компания, по всем основным процессам переработки она переходит на отечественные катализаторы, в том числе собственного производства. В периметре «Роснефти» работают два катализаторных предприятия — Ангарский и Новокуйбышевский заводы, а также создано совместное предприятие ООО «РН-Кат», которое выпускает катализаторы гидроочистки и гидрокрекинга. Лучшие специалисты нефтяной компании ведут работы, связанные с катализом и катализаторами, в трех корпоративных научно-исследовательских институтах.
Ангарский завод катализаторов и органического синтеза производит продукцию широкого спектра. Основное направление — платиносодержащие катализаторы риформинга, изомеризации, производства водорода, предгидроочистки бензиновых фракций. Его мощность — до 400 тонн в год. Предприятие выпускает более 50 марок катализаторов для различных процессов нефтепереработки и нефтехимии. Завод является основным российским производителем катализаторов риформинга бензина.
Лидер рынка
Российский рынок катализаторов разделен на сегменты, в каждом из которых есть свой лидер. «Роснефть» фактически является единственной в стране компанией, которая выпускает платиносодержащие катализаторы риформинга и катализаторы для производства водорода, а с недавних пор — и гидроочистки дизельного топлива.
Катализаторы риформинга — самые дорогие, но они и служат до 10 лет. На сегодняшний день уже более 60% используемых НПЗ «Роснефти» катализаторов риформинга произведены на заводе в Ангарске.
«Роснефть» на протяжении нескольких лет производит поэтапную замену импортных катализаторов на катализаторы собственного производства на установках риформинга бензина. Эти же катализаторы не менее успешно эксплуатируются российскими предприятиями других нефтяных компаний.
Важно также отметить, что сегодня более 70% водорода вырабатывается на катализаторах парового риформинга производства Ангарского завода.
«В ближайшее время мы будем делать упор на развитии производства катализаторов риформинга и гидроочистки дизельного топлива. В среднесрочной перспективе планируем освоить производство катализаторов изомеризации, гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля. Наша стратегическая цель — в течение ближайших года — полутора лет решить вопрос обеспечения 100% потребностей наших НПЗ в данных катализаторах, конкурентоспособных по качеству и цене. После этого будем активно выводить нашу продукцию на рынок», — заявил вице-президент НК «Роснефть» по нефтепереработке Александр Романов.
По его словам, в планах «Роснефти» — выйти на рынок не только нашей страны, но и зарубежья с конкурентным предложением катализаторов гидроочистки дизельных топлив.
Уникальный продукт
В 2019 году в современной российской отрасли по производству катализаторов произошло важнейшее событие. На базе Уфимской группы НПЗ специалисты успешно провели промышленные испытания катализатора гидроочистки дизельного топлива производства «РН-Кат». Как отметили в «Роснефти», это уникальный продукт, единственный российский катализатор, который работает как на тяжелом, так и на легком сырье и обеспечивает на выходе дизельное топливо класса Евро-5.
Испытания новейшего катализатора показали, что устойчивое снижение содержания серы происходит не только на прямогонном сырье, но и при вовлечении до 40% компонентов вторичного происхождения. До настоящего момента это являлось недостижимой задачей для многих западных поставщиков катализаторов. По своей активности данный катализатор значительно превосходит ранее использовавшиеся на предприятиях компании импортные аналоги.
Как отметил вице-президент «Роснефти» Александр Романов, компания с января 2020 года полностью перешла с импорта катализаторов гидроочистки дизельных топлив. При этом, указал он, «компания планирует выйти на рынок России и зарубежья с конкурентным предложением катализаторов этого вида».
В полной мере оценить масштабы поставленной задачи помогает наглядное сравнение. Сейчас годовое потребление катализаторов нефтепереработки на НПЗ России выглядит так:
доля катализаторов гидропроцессов: импортных — 5,3 тысячи тонн (90%), отечественных — 600 тонн (10%);
доля катализаторов каткрекинга: импортных — 3,5 тысячи тонн (25%), отечественных — 10,4 тысячи тонн (75%);
катализаторов риформинга: импортных — 370 тонн (73%), отечественных — 140 тонн (27%).
«Роснефть» намерена радикально изменить ситуацию на рынке в пользу отечественной продукции. До 2021 года совместно с научно-исследовательскими институтами планируется производство более 10 опытно-промышленных партий катализаторов различных видов, не уступающих по своим характеристикам зарубежным аналогам.
До 2030 года планируется увеличить производство катализаторов риформинга бензина более чем в 2 раза, изомеризации — почти в 2 раза. Планируется также реализовать крупнотоннажное производство катализаторов депарафинизации дизельных фракций, катализаторов гидрокрекинга и ВГО, конкурентоспособных катализаторов гидроочистки, которые ранее не выпускались в больших объемах, а также предложить эти катализаторы на рынке РФ и СНГ.
Фундамент для роста
До настоящего момента в России отсутствовали условия для отработки промышленных технологий производства катализаторов гидрокрекинга, гидроизомеризации и других процессов. Но теперь ситуация радикально изменилась в лучшую сторону. В январе этого года в Новокуйбышевске «Роснефть» ввела в эксплуатацию не имеющий аналогов в стране опытно-промышленный комплекс для производства катализаторов гидропроцессов. Новый комплекс позволит отрабатывать технологии производства катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии с учетом перехода на крупнотоннажное производство.
.jpg)
Надо подробнее пояснить, для чего это необходимо. Все научные разработки в области технологий производства и применения катализаторов в институтских лабораториях проводятся в малых масштабах — в процессе опытов используются компоненты в граммах или в лучшем случае — килограммах. А для промышленного применения требуется наработка десятков, а иногда и сотен тонн соответствующего катализатора или сорбента. Простой перенос результатов лабораторных разработок на крупнотоннажное катализаторное производство в одну стадию невозможен.
Если научный работник в лаборатории научился получать 1 кг нового катализатора в сутки, то на следующем шаге ему нужно научиться нарабатывать порядка 200 кг/сутки, а это уже иные процессы массообмена и теплопереноса. Как результат — получаемый материал может обладать совсем не теми свойствами, которые получали в лаборатории. Таким образом, опытно-промышленный комплекс является важным звеном между научными разработками и крупнотоннажным производством.
Как отмечают в «Роснефти», благодаря вводу в эксплуатацию нового комплекса будет получен значительный экономический эффект за счет сокращения затрат на закупку катализаторов сторонних производителей, а также за счет оптимизации логистической составляющей. Например, потребности НПЗ компании в катализаторах гидроочистки составляют около 2 тысяч тонн в год. Стоимость такого количества катализаторов гидроочистки составляет примерно 2,5 млрд рублей в год.
Сделано в России
Разработка и внедрение этих перспективных технологий позволит значительно снизить зависимость России от импортной продукции. Как сообщает «Роснефть», на базе опытно-промышленного комплекса в Новокуйбышевске планируется создание технологий для промышленного выпуска новых поколений конкурентоспособных катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, а также других процессов нефтепереработки.
В настоящее время доля импорта в катализаторах гидроочистки составляет около 90-95%. За счет развития высокотехнологичного производства «Роснефть» планирует снизить этот показатель до 50% к 2024 году.
В состав нового опытно-промышленного комплекса входят девять основных технологических линий, а также пять вспомогательных блоков, которые включают в себя оборудование для производства катализаторов процессов нефтепереработки, а также различные средства контроля, измерения и управления процессами приготовления катализаторов. Промышленные установки способны производить около 200 кг различных катализаторов в сутки (6 тонн ежемесячно).
Сейчас российские заводы катализаторов способны выпускать конкурентоспособные катализаторы, как правило, только для гидроочистки бензина и керосина. Однако теперь благодаря появившейся возможности отработки технологий производства катализаторов нового поколения компания сможет наладить промышленный выпуск высокотехнологичного продукта.
На сегодняшний день на предприятии в Самарской области произведено пять опытно-промышленных партий различных видов катализаторов, которые проходят испытания для оценки преимуществ перед лучшими зарубежными аналогами.
Регенерация дает вторую жизнь
До недавнего времени в России не было и современной технологии по регенерации катализаторов гидропроцессов в промышленных масштабах. Решить эту задачу сегодня помогает также Новокуйбышевский завод катализаторов (ООО «НЗК»). Мощность предприятия по регенерации составляет до 4 тысяч тонн катализаторов в год. Эти мощности полностью покрывают потребности «Роснефти» в регенерации катализаторов.
Процесс регенерации производится на специальной установке, которая является одной из самых современных и технически оснащенных в Европе. Катализаторы проходят обработку по технологии «вне реактора», что является общепринятой мировой практикой в нефтепереработке. С ее помощью восстанавливаются основные физико-химические свойства катализаторов до максимально возможных значений для дальнейшей эксплуатации на НПЗ.
«Регенерация проходит в среднем при температуре 450C°. Процедура проводится раз в 1-3 года под тщательным лабораторным контролем, что очень важно для сохранения структуры катализатора. После окончания процедуры катализатор возвращается на НПЗ, загружается и эксплуатируется на предприятиях. Катализаторы поступают нам со всех заводов компании «Роснефть», а также от «Газпром нефти», ТАИФа и других компаний. Регенерация — один из способов помочь предприятиям сохранить свои средства и технологические ресурсы, выполнив при этом все производственные планы», — рассказывает генеральный директор Новокуйбышевского завода катализаторов Алексей Голубев.
С начала запуска на установке переработано свыше 3,5 тысячи тонн катализаторов. Как отмечают в «Роснефти», благодаря регенерации компания уже сэкономила более 2 млрд рублей на закупке свежих катализаторов.
Также на площадке НЗК работает Испытательный центр — Управление контроля качества катализаторов. Его сотрудники отвечают за входной и промежуточный контроль закупаемой компанией катализаторной продукции, а также оценку катализаторов в процессе эксплуатации. Высокотехнологичное оборудование центра позволяет проводить широкий спектр анализов катализаторов. Управление контроля качества катализаторов имеет двухпоточную пилотную установку для проведения сравнительных испытаний каталитической активности катализаторов гидропроцессов.
Кроме того, Испытательный центр является соисполнителем части научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) для научно-исследовательских организаций «Роснефти».
