По словам руководителя проекта, научного сотрудника Института катализа СО РАН Сергея Ускова, в России существует проблема, связанная с недостаточной утилизацией ПНГ — побочного продукта нефтяной добычи. Как известно, в нем, в отличие от традиционного природного газа, помимо метана и этана содержатся более тяжелые углеводороды — пропан, бутан и т. д. При этом, согласно исследованиям, в одной тонне нефти может содержаться от одного до нескольких тысяч кубометров попутного газа.
«ПНГ обладает чрезмерно высокой теплотой сгорания и низкой детонационной стойкостью. Это накладывает ограничения на условия его утилизации. Процесс низкотемпературной паровой конверсии, который был ранее разработан и запатентован в Институте катализа СО РАН, предлагалось проводить на неблагородных никелевых катализаторах», — рассказал руководитель проекта.
Как сообщает пресс-служба Института катализа, в ходе исследования, результаты которого
опубликовал журнал Chemical Engineering Journal, ученые выяснили, что катализатор, содержащий всего один весовой процент родия, который наносится на смешанный оксид церия-циркония, обладает высокой активностью в течение длительного времени, не зауглероживается и позволяет получать топливный газ с необходимыми характеристиками в диапазоне низких температур (300-400 градусов Цельсия).
Одна из ключевых особенностей родиевых катализаторов — генерирование этана в небольших количествах, которого достаточно для регулирования топливных характеристик получаемого газа. Эти и другие характеристики дают родиевому катализатору существенные преимущества перед катализаторами на основе неблагородных металлов, говорится в статье.
«Родий может рассматриваться в качестве альтернативы никелю за счет своей более высокой активности и стабильности. Другим преимуществом родиевых катализаторов является то, что их можно использовать без предварительной обработки в восстановительной среде», — отметил Сергей Усков.
Ученые обнаружили, что в ходе реакции за счет взаимодействия пропана с водородом образуется смесь этана и метана, что позволяет получать из ПНГ газовые смеси с умеренной теплотой сгорания и высокой детонационной стойкостью. В дальнейшем этот газ можно использовать как топливо для получения электроэнергии, которую затем можно применять для нужд нефтепромысла или поставлять в магистральную сеть.
Данная работа по
проекту Российского научного фонда будет продолжена и в 2023 году. Производство отечественных катализаторов для нефтепереработки и нефтегазохимии входит в приоритетное направление по импортозамещению, обозначенное рабочей группой по вопросам снижения зависимости нефтеперерабатывающей и нефтегазохимической промышленности от импорта оборудования, комплектующих, технологий и услуг (работ), созданной при экспертном совете Минэнерго России.
В интервью изданию СО РАН «Наука в Сибири» заместитель директора, руководитель отдела технологии каталитических процессов ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» Александр Носков заявил, что отрасль нефтепереработки не должна столкнуться с большими проблемами из-за санкций.
«Для производства топлива используется всего около десятка основных катализаторов. Спрос на каждую марку большой, а имеющиеся мощности позволяют оперативно нарастить объемы производства», — цитирует ученого издание.
Те катализаторы, которые уже эксплуатируются, прослужат от трех до десяти лет. Поэтому в данный момент ситуация не критична. Между тем, по словам директора Института катализа СО РАН Валерия Бухтиярова, зависимость нефтепереработки от импортных катализаторов составляет 60-70%, азотной и химической промышленности — 90%, крупнотоннажного производства полимеров — почти 100%.
По мнению Александра Носкова, наиболее остро перед российской нефтеперерабатывающей промышленностью сейчас стоит вопрос импортозамещения катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга в связи с тем, что такие технологии недавно стали применяться в России. А объем их потребления уже составляет соответственно 3,5-4 тысячи тонн и 1-1,5 тысячи тонн в год.
На прошедшем в Новосибирске IX международном форуме технологического развития «Технопром-2022» Институт цитологии и генетики и Институт катализа СО РАН представили совместный проект «БиоКатТех», которым предусмотрено создание двух центров коллективного пользования (ЦКП), включая центр «Опытное производство катализаторов». С его помощью будет налажен выпуск наукоемких катализаторов для их последующего использования в стратегически важных отраслях реального сектора экономики.
