Альтернатива нефти. В Омске работают над технологией для получения экологичного топлива

Дата публикации: 29.01.2025

Смешав в определённых пропорциях растительное сырьё и драгоценные металлы, запускаем работать двигатель. Моторные топлива из возобновляемой растительной биомассы – альтернатива низкосортной нефти. И это утверждение не из области экологической фантастики, а реальная научная методика.



Конечно, точный «рецепт» технологии, над которой работают учёные Омского Центра новых химических технологий, звучит не так упрощённо, но результат их работы действительно фантастический: создание катализаторов для переработки биомассы, и получение конкурентоспособных отечественных составляющих для уникальных продуктов. 

Перспективная тема

В составе группы исследователей, работающих сегодня над этой задачей, Александр Андреевич Непомнящий, кандидат химических наук, научный сотрудник Центра новых химических технологий ФГБУ науки «Федеральный исследовательский центр «Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук» (Омский филиал). В прошлом году он был удостоен региональной премии молодым учёным.

 – Александр Андреевич, расскажите о вашей работе, удостоенной премии Правительства Омской области. Как давно вы работаете над этой темой? И в целом, как давно занимаетесь наукой? 

 – Проект посвящён разработке катализаторов для переработки компонентов растительного сырья в моторные топлива. Работу над проектом начал в 2014 году, когда, будучи ещё студентом ОмГУ им. Ф.М. Достоевского, пришёл в Центр новых химических технологий на практику. Именно тогда впервые я и познакомился с наукой. Помогал мне в этом мой научный руководитель, к.х.н. Булучевский Евгений Анатольевич. Именно он предложил заняться этой тематикой и помогал мне в моих первых шагах на научном поприще.

 

 – Я, честно говоря, с трудом прочла даже название вашей диссертационной работы: «Влияние анионного модифицирования алюмооксидного носителя металлических и сульфидных катализаторов на процесс гидродеоксигенации триглицеридов жирных кислот». Правильно понимаю, что это связано с производством нефтепродуктов?

 – Скорее наоборот. Диссертация посвящена получению компонентов реактивных и дизельных топлив необходимого фракционного состава с заданными температурами помутнения и застывания из возобновляемого растительного сырья. По сути, это альтернатива традиционному реактивному и дизельному топливам, которые получают из нефти. Для этого предложена одностадийная технология переработки масложирового сырья с применением бифункциональных систем. Тема, можно сказать, досталась по наследству. Первые попытки по созданию катализаторов для процессов переработки растительного сырья были предприняты ещё моим научным руководителем, с тех пор это направление мы успешно развиваем на протяжении последних десяти лет под руководством директора ЦНХТ ИК СО РАН, доктора химических наук, профессора Лавренова Александра Валентиновича. 

Экологичная химия

 

 – В чём актуальность вашего исследования?

 – Ни для кого не секрет, что доля низкосортной нефти в общем объёме переработки увеличивается из года в год, и перерабатывать её становится всё труднее. Поэтому возникает актуальный вопрос поиска альтернативных источников сырья для получения моторного топлива. Здесь-то и выходит на первый план доступное возобновляемое растительное сырьё. Существует много способов его переработки, одним из которых является гидропереработка на предлагаемых нами катализаторах на основе анион-модифицированного оксида алюминия с гидрирующими компонентами  – благородными металлами. При этом компоненты моторных топлив, получаемые в результате переработки биомассы, в отличие от топлив, получаемых при переработке нефти, не содержат серы и полиароматических соединений, что говорит о его высокой экологичности.

 – Нефтехимия и растительное сырьё в голове простого обывателя сложно коррелируется. Как это работает? 

 – На первый взгляд, для человека, который не связан с химией, это действительно сложно. Хорошо известен опыт первых изобретателей дизельного двигателя, которые использовали в качестве топлива для своих автомобилей растительное масло. Высокая вязкость и сложный состав масла не позволили им это сделать. Однако в результате переработки масла в достаточно жёстких условиях на катализаторах оптимального состава можно получать компоненты моторных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами, которые превосходят по своим эксплуатационным характеристикам традиционное нефтяное топливо.

 Сила благородных металлов

 – Верно ли я поняла, что в катализаторах для производства топлива применяют драгоценные металлы? Зачем?

 – Да, благородные металлы, такие как платина или палладий очень часто добавляют в состав катализаторов. Связано это с их высокой каталитической активностью и селективностью в реакциях. Благородный металл играет, в большинстве случаев, ключевую роль в протекании процесса, ускоряя целевую реакцию и препятствуя протеканию побочных реакций. При этом в отличие от других металлов, таких как никель, кобальт, молибден, которые также применяются в каталитических процессах, содержание платины или палладия в катализаторах не превышает одного процента. Несмотря на очевидную дороговизну драгоценных металлов, они входят в состав большинства современных катализаторов нефтепереработки.

– Насколько востребованы новые катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности? Повышают ли они рентабельность производства? Можно ли с их помощью создавать какие-то уникальные продукты? 

Новые катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности становятся всё более востребованными из-за необходимости повышения эффективности процессов переработки, снижения выбросов и соответствия экологическим стандартам. Они могут значительно улучшить селективность и скорость реакций, что, в свою очередь, может повысить выход ценных продуктов.

Что касается рентабельности, то внедрение современных катализаторов может привести к снижению затрат на сырьё и энергоресурсы, а также к увеличению выхода конечной продукции. Это может сделать производство более рентабельным, особенно в условиях растущей конкуренции и изменения рыночных условий.

Кроме того, новые катализаторы могут использоваться для создания уникальных продуктов, таких как высококачественные топлива, химические вещества и полимеры, которые могут иметь специфические свойства и применения. Это открывает новые возможности для нефтеперерабатывающих предприятий в разработке инновационных продуктов и расширении ассортимента.

На смену импорту

– Насколько важно сегодня обеспечивать наши предприятия топливно-энергетического комплекса отечественными катализаторами? Могут ли они конкурировать с импортными аналогами?

В период активного развития импортозамещения, который наблюдается сейчас, разработка отечественных катализаторов, способных заменить импортные образцы на современных нефте- и газоперерабатывающих заводах становится всё более актуальной. Разработка и внедрение собственных катализаторов могут повысить уровень технологической независимости и устойчивости отрасли. Отечественные катализаторы могут быть адаптированы к специфическим условиям работы российских нефтеперерабатывающих заводов, что может повысить их эффективность и производительность. Что касается конкуренции с импортными аналогами, то это зависит от ряда факторов, включая качество, стоимость и технологические характеристики катализаторов. Если отечественные разработки смогут продемонстрировать высокую эффективность и конкурентоспособную цену, они могут занять значительную долю рынка. Однако для этого необходимо инвестировать в научные исследования и разработки, а также в модернизацию производственных мощностей.

Моя профессиональная и научная мечта заключается в разработке инновационных и устойчивых технологий, которые могут значительно улучшить эффективность и экологическую безопасность процессов в различных отраслях, включая нефтепереработку. На сегодняшний день я сосредоточен на создании новых катализаторов, которые будут не только эффективными, но и менее затратными в производстве, а также более экологически чистыми. В будущем хотелось бы создать катализатор на основе недорогих и доступных материалов, который смог бы составить конкуренцию имеющимся импортным аналогам и использовался на отечественных заводах.

Беседовала Марина Неупокоева

Фото предоставлены Александром Непомнящим



 

Поделиться:
Появилась идея для новости? Поделись ею!

Нажимая кнопку "Отправить", Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности сайта.