Конференции 2016

V Российская конференция "Актуальные проблемы нефтехимии", 18-21 октября 2016 г., г. Звенигород.

http://forenewchemistry.ras.ru/conference-2016/

V (XI) Российская конференция «Актуальные проблемы нефтехимии» (с международным участием) – крупнейшее российское научное мероприятие в области нефтехимии и нефтепереработки, которая проводится раз в четыре года и собирает ведущих ученых и специалистов России, Казахстана, Азербайджана, Беларуси, работающих в данной области. В этом году конференция состоялась 18–21 октября в г. Звенигород и была посвящена памяти выдающегося ученого – академика Владимира Николаевича Ипатьева, крупнейшего специалиста в области гетерогенного катализа. На конференции присутствовало около 290 участников, среди которых ведущие ученые и крупнейшие специалисты в области нефтехимии и нефтепереработки, представители нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. Основная цель проведения данного мероприятия – обсуждение современных научных проблем в области нефтепереработки и нефтехимии, налаживание контактов представителей науки и промышленности, а также привлечение талантливых молодых ученых к участию в перспективных и актуальных научных исследованиях и обмене информацией в областях нефте- и газохимии, нефтепереработки, катализа, химии возобновляемого сырья.

В ходе работы пленарных и секционных заседаний основное внимание было сконцентрировано на наиболее перспективных направлениях развития нефтехимии, инновациях в этой области, современном состоянии нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей и перспективах импортозамещения технологий, катализаторов и продуктов. Важными задачами проведения мероприятия являлось обеспечение широкого обсуждения результатов научных исследований, установление новых научных контактов, обмен опытом, генерация новых идей и выработка стратегии решения фундаментальных научных проблем нефтехимии, среди которых наногетерогенный катализ в процессах переработки тяжелого нефтяного сырья и биомассы; создание новых бифункциональных наноразменых и мезоразмерных катализаторов для нефтехимических процессов превращения углеводородов; синтез жидких топлив на основе оксидов углерода; эффективные и экологически безопасные решения по отделению катализаторов, в том числе наноразмерных, от реакционных систем и их рециркуляции; развитие методов исследования нефтяных систем; создание мембранно-каталитических процессов; синтез и исследование присадок к смазочным материалам и топливам и др. Не вызывает сомнения практическая важность обозначенных фундаментальных проблем, решение которых направлено не только на получение теоретических знаний об особенностях протекания химических процессов, но и на разработку основ для создания перспективных отечественных технологий.

Согласно представленным на пленарных заседаниях докладам, основными задачами научных исследований в области нефтепереработки и нефтехимии, являются создание потенциала для импортозамещения технологий, создание научных и технологических основ производства отечественных катализаторов, освоение новых сырьевых ресурсов, таких как метан для получения нефтехимических продуктов, уголь, биомасса, разработка технологий получения продуктов с высокой добавленной стоимостью из легких углеводородов. Так, пленарный доклад В.М. Капустина (ОАО «ВНИПИнефть») «О новых технологиях в нефте- и газохимии России» был посвящен обзору новых отечественных технологий и разработок, внедренных в промышленность. Среди этих разработок – решения по модернизации установки каталитического крекинга в ОАО «ТАИФ-НК», низкотемпературная изомеризация алканов «Изомалк-2» (разработчик НПП «Нефтехим»), алкилирование бензола этиленом (ИНХС РАН), гидроконверсия тяжелых остатков на наноразмерных катализаторах, реализованная на установке АО «ТАНЕКО». Одним из разработчиков данной технологии является ИНХС РАН (доклад Х.М. Кадиева «Технология суспензионной гидроконверсии тяжелых углеродсодержащих остатков»). Важное значение в докладе В.М. Капустина было уделено развитию производства отечественных катализаторов гидроочистки, изомеризации и каталитического крекинга. Обсуждалось строительство комплексов по производству катализаторов на основе разработок ИК СО РАН.

В соответствии с пленарным докладом Э.Г. Теляшева (ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ») «Современные технологии для нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей России», перспективными проектами в области нефтепереработки и нефтехимии, предлагаемыми к реализации в 2016–2020 г., являются комплекс технологий переработки тяжелых, сверхтяжелых нефтей и битуминозных песков в сверхкритических флюидах, некаталитическая технология получения биодизеля из растительных масел и спиртов, технологии регенерации гетерогенных катализаторов в среде сверхкритического СО2, технологии алкилирования изобутана олефинами на ионных жидкостях и др. По мнению автора доклада, реализации запланированных проектов должно способствовать создание нефтехимических территориальных кластеров, включающих центры коллективного доступа к высокотехнологичному оборудованию, инжиниринговые центры и центры прототипирования, центры нефтегазового машиностроения и т.д.

В пленарном докладе С.С. Галибеева (ООО «СИБУР») «Тренды развития технологий нефтехимии: Преимущества и недостатки новых сырьевых источников» была проанализирована обеспеченность России сырьем для нефтехимии и рассмотрены технологии конверсии алканов, в том числе метана, в олефины. Сделан вывод о перспективности метана как сырья для нефтехимии в долгосрочной перспективе. Согласно заключению автора доклада, фокус разработок необходимо направить на целевое получение продуктов нефтехимии из алканов.

Проблематика научных исследований в области газохимии была подробно рассмотрена в пленарном докладе А.Л. Максимова (ИНХС РАН, МГУ имени М.В. Ломоносова) «Новые российские технологии переработки природного и попутного газа в синтез-газ и продукты на его основе». Так, были рассмотрены российские исследования в области газохимии: конверсия природных и попутных газов в синтез-газ на основе проницаемых объемных матриц (ИХФ РАН, ИПХФ РАН), получение олефинов и бензина через метанол и ДМЭ (ИНХС РАН), получение углеводородов по Фишеру-Тропшу на наноразмерном катализаторе (ИНХС РАН) и др. Отмечено, что с целью отработки технологий были проведены пилотные испытания, результатами которых являются исходные данные для проектирования промышленных установок.

Результаты научных исследований в области оптимизации структуры катализаторов селективного гидрирования и окисления были рассмотрены в пленарном докладе В.И. Бухтиярова (ИК СО РАН) «Размерные и синергические эффекты в реакциях селективного окисления и гидрирования на нанесенных металлических катализаторах». В докладе представлены фундаментальные аспекты создания селективных катализаторов для нефтехимических процессов, в частности создание биметаллических катализаторов, обеспечивающих избирательную активацию реагирующих молекул на определенном металлическом центре, а также оптимизация электронных свойств активного металла с целью ускорения целевой реакции и подавления нежелательных.

В пленарном докладе одного из продолжателей дела В.Н. Ипатьева – И.М. Герзелиева (ИНХС РАН) «Каталитическое алкилирование изобутана олефинами: современное состояние и перспективы развития» были рассмотрены, в частности, современные каталитические системы процесса алкилирования – важнейшего источника высокооктанового бензина.

Важным направлением научных исследований в области нефтехимии является создание научных подходов к конверсии биомассы в топлива и ценные химические продукты, например присадки к топливам и маслам, ароматические соединения, альдегиды, как было показано в пленарных докладах Б.Н. Кузнецова (ИХХТ СО РАН) «Новые методы каталитической переработки древесного лигнина в химические продукты» и М.В. Цодикова (ИНХС РАН) «Перспективные каталитические реакции для получения компонентов топлив и мономеров из биооксигенатов». В другом пленарном докладе «Новые подходы к переработке природных и попутных газов» (В.С. Арутюнов, ИХФ РАН) обоснована актуальность создания принципиально новых технологий превращения природного газа в химические продукты и моторные топлива ввиду того, что существующие технологии характеризуются значительными затратами, прежде всего на проведение паровой конверсии метана. Среди новых газохимических технологий – матричная конверсия метана в синтез-газ, прямое парциальное окисление природного газа в оксигенаты, селективный оксикрекинг тяжелых компонентов попутного нефтяного газа, сопряженная окислительная конверсия метана и легких алканов.

Секция «Катализаторы и процессы нефтепереработки» охватывала доклады, посвященные разработке катализаторов гидроизомеризации (доклад Г.В. Ечевского, ИК СО РАН «Новый катализатор гидроизомеризации на основе наноразмерных карбидов молибдена»), гидрогенолиза и каталитического крекинга (доклад Т.А. Федущак, Институт химии нефти СО РАН «Порошковые реагенты в реакциях гидрогенолиза модельных соединений и каткрекинга мазута»), новым подходам к обессериванию нефтей и нефтепродуктов (доклад А.В. Акопяна, МГУ имени М.В. Ломоносова «Окислительное обессеривание углеводородного сырья пероксидом водорода в присутствии солей переходных металлов»). Значительное внимание было уделено остро стоящим перед нефтепереработкой проблемам вовлечения в переработку тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов и сопутствующим задачам исследования реологических характеристик высоковязких нефтей, изучению состава и структуры асфальтенов (доклад Е.Ю. Коваленко, Институт химии нефти СО РАН) «Состав и структура асфальтенов тяжелых нефтей» и процессам переработки тяжелых нефтяных остатков с применением ненанесенных наногетерогенных катализаторов.

Одной из задач, стоящих перед представителями нефтехимической науки, является реализация потенциала тяжелых нефтей как сырья для извлечения ценных тяжелых металлов – ванадия и никеля. Решению данной задачи был посвящен доклад М.Р. Якубова (ИОФХ КазНЦ РАН) «Содержание и распределение металлокомплексов ванадила и никеля в асфальтенах тяжелых нефтей», в котором были рассмотрены методы изучения структуры и выделения металлопорфиринов нефти.

В рамках секции «Катализаторы и процессы нефтехимического синтеза» были освещены подходы к совершенствованию существующих и разработке новых процессов пиролиза, изомеризации, алкилирования, окисления, гидрирования. В частности, в докладе Н.В. Колесниченко (ИНХС РАН) «Новые технологии получения низших олефинов из природного газа» сравниваются технологии получения олефинов из синтез-газа через метанол и/или диметиловый эфир, разработанные ведущими мировыми фирмами и ИНХС РАН. Предложены нанодисперсные системы конверсии ДМЭ в условиях трехфазного катализа. В докладе И.В. Билеры (ИНХС РАН) «Высокотемпературный импульсный пиролиз алканов С4 – С5» был представлен уточненный механизм пиролиза изопентана, исследованы и охарактеризованы зависимости селективностей образования метана и этана от степени превращения н-бутана, н-пентана и изопентана. Одной из важнейших проблем нефтехимии является поиск экологически безопасных эффективных и легко регенерируемых катализаторов, к числу которых можно отнести каталитические системы на основе ионных жидкостей. Последние могут успешно применяться в катализе процессов алкилирования, как было показано в докладе Р.В. Алиевой (Институт нефтехимических процессов НАН Азербайджана) «(Олиго)алкилирование фракций полученных из бакинских нефтей С6-С12-олефинами в присутствии ионных жидкостей».

В настоящее время не вызывает сомнений актуальность научного направления получения синтетических топлив из угля, газа, биомассы. Развитие данного направления позволяет создавать технологии, позволяющие решить проблему исчерпаемости нефтяного сырья, а также предполагает разработку экологически безопасных компонентов топлив, по эксплуатационным характеристикам не уступающих «нефтяным» аналогам. Данному научному направлению был посвящен ряд докладов в рамках секций «Катализаторы и процессы нефтехимического синтеза», «Химия процессов переработки природного газа и угля», «Химия возобновляемого углеродсодержащего сырья». В частности, в докладе З.М. Букиной (ИНХС РАН) «Селективное превращение диметилового эфира в смесь углеводородов с высоким содержанием триптана» была показана возможность конверсии диметилового эфира в триптан с высоким выходом, а в докладе М.В. Куликовой (ИНХС РАН) «Синтез Фишера-Тропша в сларри-реакторе с наноразмерным катализатором» продемонстрированы преимущества наноразмерных железных и кобальтовых катализаторов синтеза Фишера-Тропша над традиционными нанесенными катализаторами. Данные катализаторы могут быть приготовлены in situ в реакционной среде, не требуют предварительного восстановления и открывают возможность программирования каталитических свойств, что, безусловно, делает технологию синтеза Фишера-Тропша на наногетерогенных катализаторов конкурентоспособной и привлекательной для промышленной реализации. Большой интерес вызвал доклад М.В. Магомедовой (ИНХС РАН) «Технологии производства углеводородов на цеолитах: состояние и перспективы развития», в котором были изложены сравнительные характеристики технологий конверсии метанола и диметилового эфира в легкие олефины и бензин на цеолитах, разработанные фирмами Exxon Mobil, Haldor Topse, Primus Green Energy, а также ИНХС РАН и ИК СО РАН. Были изложены результаты пилотных испытаний, которые могут использоваться в технологических решениях по созданию промышленных установок.

Значительный интерес вызвали доклады в рамках секции «Химия возобновляемого углеродсодержащего сырья» ввиду чрезвычайной актуальности данного направления в настоящее время во всем мире. В рамках секции были показаны возможности решения задач получения топлив и олефинов из масложирового сырья, совместной переработки нефтяного и растительного сырья, конверсии биоспиртов и глицерина в продукцию нефтехимии. В докладе К.И. Дмитриева (ИППУ СО РАН) «Совместный крекинг вакуумных газойлей с растительными маслами различного жирнокислотного состава» обсуждались закономерности влияния триглицеридов растительного масла на выход и распределение продуктов каталитического крекинга вакуумного газойля. Важнейшее значение для развития направления конверсии возобновляемого сырья представляет создание селективных катализаторов, прежде всего деоксигенации триглицеридов. Этому вопросу был посвящен доклад Е.А. Кацмана (Московский технологический университет) «Никель-сульфидные нанокатализаторы деоксигенации высших жирных кислот до олефинов и диолефинов», в котором были отражены преимущества наночастиц металлов на носителях. Интенсивно развивающаяся подотрасль производства биодизеля из растительных масел ставит новую задачу утилизации глицерина – побочного продукта этого процесса. В докладе Г.С. Дмитриева (ИНХС РАН) «Современные технологии синтеза органических соединений из глицерина» были детально рассмотрены разрабатываемые технологии конверсии глицерина в добавки к топливам и химические продукты: золькеталь, 1,2-пропиленгликоль, эпихлоргидрин, оксид пропилена и метиловые эфиры глицерина.

Секция «Химия и технология получения смазочных материалов и присадок» была посвящена научным основам создания, оптимизации состава и применения пластичных смазок, масел и присадок к топливам и маслам. Следует отметить, что вопрос импортозамещения в данной области стоит крайне остро, в частности, зависимость от импорта полимочевинных смазок составляет 100%, как следует из доклада А.С. Лядова (ИНХС РАН) «Уреатные пластичные смазки для специального применения». В этой связи, актуальна разработка научных основ создания смазочных материалов с улучшенными трибологическими свойствами. Одной из возможностей решения этой задачи является использование в качестве загустителя наноразмерных частиц сульфидов металлов, растворимых в неполярных углеводородных средах, в частности сульфидов молибдена, вольфрама и рения, как показано в докладе О.П. Паренаго (ИНХС РАН) «Нанохимия антифрикционных и противоизносных присадок к смазочным маслам».
В рамках конференции был проведен круглый стол по газопереработке, посвященный промышленным технологиям очистки и осушки газов. Круглый стол был открыт докладом В.В. Разумова (ООО «СИБУР») «Развитие газопереработки в компании СИБУР». Включение в программу конференции круглого стола с участием представителей промышленных и инжиниринговых компаний позволило уточнить круг задач для ученых, работающих в данной области, установить актуальные направления развития научных исследований в соответствии с освещенными проблемами. Так, в докладе О.Н. Каратун (ООО «Газпром добыча Астрахань») «Актуальные проблемы процесса очистки углеводородных газов с помощью алканоламинов для подготовки сырья нефтехимических процессов» были выделены проблемы, возникающие на установке абсорбционной очистки газа от кислых примесей, такие как вспенивание раствора амина, накопление в циркулирующем растворе продуктов деструкции амина. Несколько докладов были посвящены опыту промышленной эксплуатации установок очистки и осушки газа.

На стендовой сессии были представлены постерные доклады молодых ученых в рамках пяти секций. Как и в предыдущие годы, стендовая сессия привлекла большое внимание участников конференции, сопровождалась активными дискуссиями, обменом мнениями и идеями, советами ведущих ученых относительно развития тематики исследования. Был проведен конкурс на лучший стендовый доклад молодых ученых, победителем которого стала М.В. Чудакова (ИНХС РАН), доклад «Физико-химические и каталитические свойства Fe-полимерных катализаторов синтеза Фишера-Тропша». Следует отметить активное участие молодых ученых как в стендовой сессии, так и в секционных заседаниях.

По итогам конференции следует отметить значительный вклад российских ученых в решение современных задач, стоящих перед нефтехимией и нефтепереработкой. В частности, значительная доля работ посвящена созданию новых высокоселективных, стойких к дезактивации катализаторов гидрирования и гидрообессеривания, гидроконверсии, крекинга, изомеризации, окисления, деоксигенации, синтеза Фишера-Тропша. Среди разработок следует отметить наногетерогенные катализаторы гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья, перспективность которых подтверждена опытом промышленной эксплуатации.

Важная роль исследований российских ученых в области конверсии природного и попутного газов в оксигенаты и олефины подтверждается потенциальной привлекательностью разрабатываемых технологий ввиду их энергоэффективности, селективности и умеренным капитальным затратам. Рассмотренные в ряде докладов технологии получения синтетического жидкого топлива из угля, газа и биомассы широко развиваются как в России, за рубежом, при этом в нашей стране активно развивается направление наногетерогенного катализа в данной области, в том числе в синтезе Фишера-Тропша, гидрогенизационной переработке биомассы и угля, что является следствием значительного опыта исследований и накопленной информации о закономерностях наногетерогенного катализа и формирования катализаторов in situ.

Решение задачи транспортировки и переработки высоковязких тяжелых нефтей невозможно без изучения их реологических характеристик, высокомолекулярных соединений и закономерностей их агрегации, строения металлопорфиринов. Данной области был посвящен целый ряд докладов, и приведенные результаты представляют существенный вклад в развитие представлений о строении тяжелых нефтей и природных битумов.
Большую роль для развития научных основ приготовления пластичных смазок представляют рассмотренные в соответствующих докладах научные основы формирования нанодисперсных соединения молибдена и вольфрама, а также данные о влиянии природы димочевины и условий приготовления смазки на ее основные физико-химические и механические свойства.

В конференции приняли участие ведущие ученые из России, Азербайджана, Казахстана, Украины. Среди организаций участников конференции – институты Российской академии наук (ИНХС РАН, ИОХ РАН, ИПХФ РАН, ИХФ РАН, ИНК РАН, ИК СО РАН, ИППУ СО РАН, ИХХТ СО РАН, ИОФХ КазНЦ РАН), вузы (МГУ имени М.В. Ломоносова, РХТУ им. Д.И. Менделеева, РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, Новосибирский государственный университет, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Омский государственный технический университет и др.), ВНИИ НП, производственные и инжиниринговые компании (ОАО «ВНИПИнефть», ООО «СИБУР», ООО «РН-ЦИР», ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»). Такой широкий спектр участников – представителей как академической науки, так и промышленности – свидетельствует об интересе представителей компаний к научным решениям и стремлении синхронизировать задачи отрасли и предлагаемые научные решения.