CC BY
58Х
И
М
И
Ч
Е
С
К
И
Е
НАУКИ
А.У. Абатаева, Х.Д. Алангираева
ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ - ПРИОРИТЕТНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ КАТАЛИЗАТОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
В статье дана харатеристика состояния нефтепереработки в России, показаны основные направления использования каталитических процессов, приведены сведения по состоянию отечественного производства катализаторов и необходимости организации их импортозамеще-ния. Показано, что в настоящее время проблема импортозамещения в стране является очень острой и требует незамедлительного решения. Приведены основные страны и мировые компании-разработчики катализаторов нефтепереработки и нефтехимии.
Ключевые слова: Катализаторы, каталитические процессы, нефтепереработка, нефтехимия, импортозамещение, отечественное производство, развитие, санкции.
Практически все процессы в современной химии (90-95 %) осуществляются при участии катализаторов. На производство химической продукции и жидких топлив приходится более 90 % всех производимых катализаторов, остальные приходятся на энергетику, металлургию, экологию, фармацевтику, пищевую промышленность и т. д.
Без каталитических технологий химические производства были бы нерентабельны или просто невозможны. Так как для протекания различных реакций требуются специальные катализаторы, сегодня на рынке существует более тысячи наименований этого наукоемкого продукта. На долю процессов нефтепереработки приходится около 35 - 40% от общего объема применяемых в России катализаторов. Объем, производимой в России продукции на основе катализаторов, составляет 5-6 трлн. рублей в год. Производствами катализаторов в мире владеют промышленно развитые страны. Перечень стран, владеющих технологиями производства базовых катализаторов для нефтепереработки и нефтехимического синтеза, приведен в таблице 1.
© А.У. Абатаева, Х.Д. Алангираева, 2022.
Научный руководитель: Ахмадова Хава Хамидовна - доктор технических наук, профессор, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М. Д. Миллионщикова, Россия.
Таблица 1
Страны, владеющие технологиями производства базовых катализаторов для нефтепереработки и _нефтехимического синтеза_
США Германия
Франция Дания
Китай Великобритания
Япония Италия
Россия Красным выделены страны, владеющие полным комплексом технологий производства катализаторов нефтепереработки
Голландия
В таблице 2 приведены сведения по ведущим мировым компаниям, специализирующимся в производстве катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии.
Таблица 2
_Сведения по производству катализаторов ведущими компаниями_
Компания Страна Собственное производство катализаторов, млн.$/год
Exxon Mobil США 280,0
Chevron США 235,0
Royal Dutch Shell Нидерланды 600,0
PetroChina,Sinopec Китай 115,0
Petrobras Бразилия 120,0 (Совместные производства с Ambermarle Corporation Evonik Degussa)
BP Великобритания Собственное производство отсутствует
Роснефть Россия 20,0 (2011 г.)
PdVSA Венесуэлла Собственное производство отсутствует
Total Франция Н.д.
Газпромнефть Россия 4-5 (2013 г.)
Доля российских производителей катализаторов составляет менее 3%.
В настоящее время в России функционирует 38 основных НПЗ, из которых 32 относят к крупным нефтеперерабатывающим заводам (НПЗ), перерабатывающих от 3 до 22 млн. сырой нефти в год, из них 27 остались со времен Советского Союза. После распада СССР в России построено 11 заводов, большая часть из них несложные - имеют в составе только первичную переработку.
Технический уровень большинства НПЗ не соотвествует передовому мировому уровню:
- глубина переработки составляет -71-80% против 90 % в мире;
- индекс Нельсон составляет 4,4 против 6,7 в мире.
Объем и качество нефтепродуктов и катализаторов отечественного производства серьезно отстает от мирового.
Решение основных проблем отечественной нефтепереработки достигается:
- строительством новых современных НПЗ с процессами по технологиям мирового уровня, в частности включающими процессы, повышающие качество нефтепродуктов (риформинг, гидроочистка, изомеризация, алкилирование) и процессами, углубляющими переработку нефти (гидрокрекинг каталитический крекинг, коксование, висбрекинг).
В основном на 95 % эти процессы каталитические, и соотвественно для их функционирования необходимы современные катализаторы.
Процессы переработки нефти, применеямые на НПЗ, делятся:
углубляющие: кат. крекинг, гидрокрекинг, замедленное коксование, висбрекинг и др.;
облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация;
улучшающими качество нефтепродуктов: алкилирование,
этерификация и др.;
другие сопутствующие процессы: получения серы, водорода и др.
Большая часть этих процессов осуществляется с применением катализаторов и соответстенно они должны быть обеспечены катализаторами.
Основные направления использования каталитических процессов в промышленности РФ приведено в табл. 3
Таблица 3
Катализаторы и каталитические процессы нефтепереработки
Каталитические процессы Тип катализаторов
Нефтепереработка
Крекинг Микросферические цеолитсодержащие алюмосиликаты, в том числе с добавками окислов редкоземельных элементов
Гидрогенизационные процессы Гидроочистка Алюмокобальтмолибденовые и алюмо-никельмолибденовые соединения с добавками цеолитов и алюмосиликатов
Гидрообессеривание
Гидрокрекинг Модифицированный цеолит с гидрирующим металлом [металлы Р^группы или оксиды никеля (кобальта), вольфрама (молибдена)] и связующим (А1203)
Риформинг Платина (0,2-0,6%) на окиси алюминия с добавками хлора, фтора и редких металлов
В настоящее время санкции введенные в России предполагают, с одной стороны, отказ западных стран от российских энергоносителей, с другой - бьют в слабое место: технологическую отсталость. Санкции, касающиеся нефтепереработки, предполагают, в частности: запрет импорта технологий для НПЗ, ограничение поставок оборудования для переработки нефти (в том числе широкий перечень установок), а также запрет на поставку в Россию катализаторов нефтепереработки.
В странах бывшего Советского Союза на основных производствах нефтеперерабатывающих заводов до начала 90-х годов импортные
катализаторы не закупались и применялись в основном отечественные.
Исключение составляли только катализаторы риформинга для установок с непрерывной регенерацией катализатора, которые были построены по лицензии французской фирмы.
В таблице 4 представлена зависимость России от импорта катализаторов для нефтепереработки (по группам катализаторов).
Таблица 4
Зависимость России от импорта катализаторов для нефтепереработки (по группам катализаторов)
№ п.п. Способ нефтепереработки Уровень зависимости от импорта, % Общая потребность в катализаторах, тыс.т
1. Каталитический крекинг 80 18
2. Гидроочистка нефтяных фракций 70 6-8
3 Риформинг прямогонных бензинов 70 3,5
4. Гидрокрекинг нефтяных фракций 100 0,5
5. Изомеризация углеводородных фракций 70 0,5
Импортозависимость российской нефтепереработки и нефтехимии наиболее велика в процессах, которые были созданы сравнительно недавно, или в конце ХХ века. В процессах, введенных в эксплуатацию в середине ХХ века превалируют отечественные катализаторы.
В настоящее время при ситуации обострения отношений с Западом вопрос импортозамещения катализаторов стоит в ряду наиболее актуальных.
В 2019 году российские НПЗ закупили катализаторов на сумму 145 млн долларов.
Еще в 2019 году Министерством энергетики РФ была создана рабочая группа по анализу возможности импортозамещения в условиях санкций в области нефтепереработки и нефтехимии.
Одной из наиболее важных задач группы было определение узких мест и принятие программы по улучшению производства отечественных канализаторов.
Самаяузкая проблема российской нефтеперерабатывающей промышленности в области импортозамещения — катализаторы гидроочистки и гидрокрекинга. Их объем потребления составляет соответственно 3500—4000 и 1000—1500 тонн в год.
Другое уязвимое направление в области нефтепереработки — это производство катализаторов 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.
По производству катализаторов для этих процессов в стране есть научные заделы, но они недостаточны для организации промышленных производств.
Заводы по производству катализаторов расположены в основном в США, Франции, Германии, Дании. Качество выпускаемых в Китае катализаторов пока не достигло нужного уровня.
Проблема производства катализаторов заключается также в том, что для нефтехимической промышленности требуется гораздо большее разнообразие катализаторов, чем для нефтепереработки. Их номенклатура насчитывает более 100 наименований. В то же время в нефтехимии 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. Если поставки необходимых для нормального функционирования отечественной нефтепереработки и нефтехимии катализаторов прекратятся, многие процессы этих отраслей будут остановлены. В настоящее время у нас в стране и на предприятиях активно прорабатываются варианты решения этой проблемы.
Так, компания «Роснефть» в последние годы последовательно занимается проблемой импортозаме-щения катализаторов. На мощностях «Ангарского завода катализаторов и органического синтеза», «Новокуйбышевского завода катализаторов», «Новокуйбышевский нефтехимической компаниии» и созданного совместного предприятия ООО «РН-Кат» в Стерлитамаке выпускаются катализаторы: гидроочистки различных нефтяных фракций, риформинга бензина, производства водорода, дегидрирования С5 и др.
АБАТАЕВА АМИНА УМАРОВНА - магистрант, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллиощикова, Россия.
АЛАНГИРАЕВА ХАДИЖАТДЖАБРАИЛОВНА - магистрант, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллиощикова, Россия.
