В Новосибирском институте катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН придумали, как из любой нефти, даже самой «грязной», получать супертопливо.

«По‑новосибирски» нефть, в отличие от традиционного многоступенчатого процесса, перерабатывается за одну стадию. На выходе получаются высокооктановый бензин и высококачественное дизельное топливо, которые удовлетворяют даже ужесточенным экологическим стандартам, введенным в Европе. Но главное – производство отменного топлива по новой технологии обходится в несколько раз дешевле.

По традиционной технологии, после первичной разгонки нефти бензиновая, керосиновая и дизельная фракции перерабатываются каждая по своей схеме. Так, один из вариантов переработки бензиновой фракции в высокооктановый бензин включает гидроочистку (на этой стадии происходит очистка от серы и азота), риформинг и алкилирование. Дизельная фракция подвергается гидроочистке и депарафинизации.

На протяжении более чем ста лет существования классической технологии все фракции нефти преобразовывались отдельно друг от друга, каждая на своем катализаторе: например, для риформинга используются платиновые катализаторы, для гидроочистки – кобальт-молибденовые, для депарафинизации – платиновые и палладиевые. Оптимизировать процесс, укоротив столь длинную цепочку, за это время пытались неоднократно, но всем новаторам мешал один стереотип: считалось, что перерабатывать несколько фракций вместе (то есть в одном реакторе и на одном катализаторе) невозможно сразу по трем причинам. Во‑первых, в силу того, что более тяжелые фракции просто не будут преобразовываться на тех же катализаторах, что и более легкие. Во‑вторых, все были уверены, что даже если попробовать преобразовывать более тяжелые фракции вместе с более легкими, первые быстро закоксуют катализатор (этот процесс сродни образованию нагара – катализатор покрывается нелетучими продуктами разложения углеводородов и теряет свою активность). В‑третьих, принято было считать, что на одном катализаторе и в одних и тех же условиях невозможно получить разные по составу и свойствам топлива.

А новосибирские ученые доказали обратное.




Особенности нового метода

Новый способ одностадийной переработки нефти, когда перерабатывается все и сразу, получил название «Технология БИМТ» (бинарные моторные топлива). Алгоритм нового метода очень прост: после первичной разгонки нефти все светлые фракции подают в один реакторный блок, где и происходит процесс переработки; затем полученная смесь направляется в блок разделения, где она разделяется на три конечных продукта: высокооктановый бензин, зимнее дизельное топливо и пропан-бутановую фракцию. Из последней получают сжиженный газ, который может использоваться как бытовое и автомобильное топливо.

Изюминка нового метода – в уникальном катализаторе, который загружается в реактор. Сама идея – как сделать катализатор таким, чтобы тяжелые и легкие фракции преобразовывались на нем вместе, не мешая друг другу, – родилась у доктора химических наук Г. Ечевского, руководителя лаборатории каталитических превращений углеводородов. Он предположил, что если особым образом трансформировать структуру катализатора – сделать так, чтобы активные центры в нем располагались с неравномерной плотностью, тогда на этих активных центрах будут одновременно идти различные реакции (ароматизация, алкилирование, крекинг, обессеривание, изомеризация); соотношение скоростей этих реакций будет таким, что все фракции смогут преобразовываться за одинаковое время, а сами активные центры не будут закоксовываться.

Был придуман способ промышленного синтеза такого катализатора. Именно способ синтеза, то есть способ перераспределения активных центров в объеме катализатора, в данном случае и есть принципиальное новшество, поскольку сам материал, который было решено использовать – высококремнеземистый цеолит – не является для отрасли чем‑то новым. Реакторный блок, в котором осуществляется весь процесс, тоже представляет собой в целом стандартную конструкцию: подобные установки разных модификаций используются в отрасли давно.

Пилотные испытания нового метода, доказавшие жизнеспособность технологии БИМТ, прошли в 2001 году – спустя всего год после рождения самой идеи. А уже в августе 2003‑го состоялись первые опытно-промышленные испытания на базе краснодарского ОАО «НИПИгазпереработка».




Дешево и «сердито»

Благодаря технологии БИМТ процесс переработки нефти значительно упрощается: из схемы выпадают такие сложные и затратные процессы, как гидроочистка, риформинг, изомеризация, алкилирование, депарафинизация и несколько стадий ректификации. За счет этого капитальные затраты по сравнению с традиционной схемой снижаются в шесть раз, эксплуатационные расходы – как минимум в восемь раз. По энергопотреблению БИМТ по меньшей мере в четыре раза экономичнее классической технологии.

Катализатор в БИМТ – в отличие от участвующих в традиционном процессе дорогих и капризных благородных металлов – очень удобный во всех отношениях: он дешевый, неагрессивный и к тому же неприхотливый.

Еще один существенный плюс новосибирской технологии – возможность перерабатывать нефть с любой концентрацией соединений серы, без каких‑либо ограничений.

Среди достоинств БИМТ и такой важный параметр, как низкое содержание в получаемом топливе бензола – вещества, при сгорании которого образуются канцерогены. Наши ГОСТы ограничивают концентрацию бензола в топливе пятью процентами, а европейские – одним. В топливе же, полученном по технологии БИМТ, бензола – менее 1%.