Стратегия объединения-2018: актуальные задачи нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса

21-23 ноября 2018 года в РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М.Губкина прошла научно-практическая конференция «Актуальные задачи нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса. Одновременно состоялось итоговое заседание «Стратегия объединения» двух технологических платформ «Технология добычи и использования углеводородов» (ТДИУ) и «Глубокая переработка углеводородных ресурсов» (ГПУР). Организаторами мероприятий выступили ОАО «ВНИПИнефть», ООО «РН-ЦИР», бюро ТП ТДИУ и ТП ГПУР при поддержке РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М.Губкина, Российской Академии Наук, Ассоциации нефтепереработчиков и нефтехимиков, Российского Союза Химиков, Союза нефтегазопромышленников России, ИПХФ РАН, ИНХС им. А.В. Топчиева РАН, Института им. Г.К.Борескова СО РАН.   

Как подчеркнул в выступлении открывший заседание академик С.М.Алдошин, отечественная наука уже сегодня обладает необходимым потенциалом и прорывными научными разработками для реализации Стратегии научно-технологического развития России до 2035 года, утвержденной в 2016 году Президентом России. Для создания инновационных разработок и их внедрения сформирован целый ряд механизмов, в том числе, Национальная технологическая инициатива, технологические платформы ТДИУ и ГПУР, целый ряд комплексных междисциплинарных проектов и т.д. Но необходимо расширение фундаментальных исследований, более активное взаимодействие институтов с промышленными предприятиями, развитие инжиниринговой структуры.

Промышленное освоение высокоэффективных отечественных технологий должно быть нацелено на повышение глубины переработки углеводородного сырья, снижение импортозависимости (в первую очередь, по катализаторам), энергосбережение, а также усиление требований охраны окружающей среды. В своем выступлении С.М.Алдошин представил новые разработки институтов РАН, направленные на переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышению эффективности добычи и глубокой переработки сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии, а также создание новых материалов и источников энергии для освоения и использования Арктики и Антарктики. В его докладе были рассмотрены возможные «точки роста» в модернизации нефтегазохимического комплекса и предложен поэтапный план увеличения эффективности нефтегазопереработки с учетом приоритетов Стратегии НТ развития РФ и импортозамещения.

В.М.Капустин, проф. РГУ нефти и газа им. Губкина, в своем докладе дал обзор новых российских технологий, внедренных на отечественных НПЗ. Он отметил, что НП промышленность во всем мире сегодня претерпевает изменения. Это связано со структурными перестройками, перераспределением игроков на данном рынке, изменением цен на нефть и газ и вовлечением в переработку новых видов сырья, таких как сланцевая нефть, высоковязкие и битумозные нефти, альтернативное возобновляемое сырье. Особое влияние на рынок оказывает ужесточаемые требования по качеству сырья и продуктов.

Развитие и функционирование отрасли в РФ сегодня зависит как от ее структурных и технологических изменений, так и от обновления оборудования, опережающего развития техники, науки и индустрии. Существует целый ряд факторов, определяющих стратегию отрасли, и каждая компания и НПЗ выстраивают свою стратегию исходя из своего текущего состояния и внешней среды. В.М.Капустин, в частности, сказал: «…Наибольшие опасения вызывают тенденции увеличения доли бензинового и дизельного топлива в общем пуле произведенной продукции как следствие модернизации НПЗ, перспективы роста производства топочного кокса, а также вопросы обеспечения новых требований Международной морской организации по сокращению выбросов с судов, которые вступят в силу в 2020г.

Сложная экономическая ситуация вокруг России привела к замедлению темпов модернизации заводов и уменьшению доли внедрения отечественных технологий. Однако ТП ГПУР продолжает прилагать усилия для продвижения важных и перспективных проектов. Наибольшее внимание уделяется внедрению целого ряда технологий, позволяющих улучшать эксплуатационные и экологические характеристики компонентов товарных бензинов. Например, комплекс технологий, разработанных НПП «Нефтехим». Кроме уже прекрасно зарекомендовавшей себя технологии «Изомалк-2», активно развивается технология изомеризации н-бутана («Изомалк-3»), которая реализована в настоящее время на НПЗ в Китае; технология изомеризации С7, позволяющая вовлекать проблемную фракцию, выкипающую при 70-90⁰ С в производство высокооктановых бензинов с минимальным содержанием бензола и ароматических углеводородов; а также отечественная технология – катализаторы и процесс каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора (НРК), что сразу позволит резко увеличить октановые характеристики базовых товарных бензинов. В настоящее время технология каталитического риформинга НРК находится на стадии проектирования. 

К этому блоку процессов можно отнести катализаторы и технологию сернокислотного алкилирования на твердом катализаторе, разработанную ИНХС РАН им. А.В.Топчиева. Предложенная конструкция реактора со структурированным режимом в сочетании с цеолитосодержащими катализаторами обеспечивает получение продукта, превосходящего традиционные продукты алкилирования.

Главным элементом разработанного процесса является организация специальной подачи парожидкостной смеси сырья в пленочном режиме. В результате в реакторе осуществляется трехфазный режим реакции. Процесс прошел опытные испытания при поддержке ПАО «Газпромнефть».

Реализация проекта строительства в Омске на АО «Газпромнефть-ОНПЗ» современного высокотехнологичного комплекса по производству катализаторов позволит обеспечить потребности российской нефтеперерабатывающей отрасли в катализаторах ключевых процессов переработки нефтяного сырья: каталитического крекинга, гидроочистки среднедистилляторных фракций и гидрокрекинга. Разработчиками отечественных технологий производства катализаторов являются ведущие российские научно-исследовательские институты – ИК СО РАН, ИППУ СО РАН. Успешное функционирование катализаторных производств в РФ связано с необходимостью производства отечественного носителя для производства катализаторов. Такой проект по созданию на территории собственного импортозамещающего промышленного производства порошкообразного гидроксида алюминия высокой частоты и шариковых носителей катализатора для НП и нефтегазохимической промышленности производственной мощностью не менее 1000 т/год, при поддержке представителей ТП ГПУР получил статус Национального проекта и активно реализуется на АО «СКТБ катализаторов».

Еще одним Национальным проектом, связанным с разработкой и внедрением новых российских каталитических систем, является проект строительства на АО «ТАНЕКО» установки гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья с использованием наноразмерных каталитических систем (Разработчик – ИНХС РАН). В мире разработано всего несколько аналогичных технологий, являющимися на сегодня передовыми и инновационными для переработки остаточного и тяжелого сырья.

 В настоящее время формируется рынок разработок современных конкурентоспособных высокоэффективных катализаторов и каталитических процессов, однако внедрение их связано с высокими затратами и требует комплексной поддержки как со стороны Государственных органов, так и со стороны нефтяных компаний», - подчеркнул В.М. Капустин.

Доклад В.И Бухтиярова, А.С.Носкова (ИК СО РАН) и А.Л.Максимова (ИНХС РАН) начался с анализа состояния отечественной нефтепереработки, выступающий подчеркнул, что  рост глубины переработки на 1 % дает около 100 млрд. руб/год дополнительной  продукции и до 20 млрд. руб/год поступлений  в бюджт РФ. Как было замечено, сегодня есть успехи по замещению импортных катализаторов, вместе с тем, ряд процессов почти на 100% по-прежнему зависим от иностранных поставщиков.  

На  заседании Советов по указанным в Стратегии направлениям сформированы две комплексные научно-технические программы (КНТП): технология и катализаторы глубокой и эффективной переработки углеводородного сырья (КНТП «Переработка») и перспективные направления развития технологии добычи и транспортировки углеводородного сырья (КНТП «Добыча»).

Структура КНТП «Переработка» предусматривает формирование комплексных проектов полного инновационного цикла по следующим приоритетным задачам:

1.      Повышение эффективности переработки нефтяного сырья в России.

2.      Квалифицированная переработка газового и нефтяного сырья  с получением продукции нефтехимии высокой добавленной стоимости.

3.      Сквозные технологии идя реализации проектов по направлениям 1и 2 (развитие методов математического моделирования в процессах нефтепереработки и нефтехимии; разработка технологии производства крупнотоннажных катализаторов и их базовых компонентов).

Для реализации КНТП предусматривается их совместное финансирование со стороны государства и компаний-индустриальных партнеров. В составе Совета создана рабочая секция «Добыча, транспортировка и переработка углеводородного сырья»  с равным представительством ученых, нефтяных компаний и профильных Министерств. Работы по формированию проектов в рамках КНТП планируется развернуть после выхода Постановления Правительства, необходимым условием отбора проектов полного инвестиционного цикла будет являться наличие научных заделов для их выполнения.

О современных вызовах отечественной нефтепереработке и нефтехимии с практической точки зрения крупнейшей отечественной компании рассказала Т.К.Ветрова, Директор Департамента по переработке нефти ПАО «НК «Роснефть». Среди них она отметила: изменение качества нефти; вопросы производства топлив для реактивных двигателей на НПЗ Восточной группы; импортозамещение, катализаторы и проекты производства катализаторов в ПАО «НК «Роснефть»; присадки к моторным топливам; потребность в бункерном топливе  IMO 2020; перспективы производства автобензинов и дизтоплива в России; потребность в современных эффективных и экологических моторных топливах. Автобензины «Евро 6», высокооктановые бензины АИ-100.  

По прогнозу аналитиков компании, к 2025 году в связи с повышением содержания серы в составе нефти существенно возрастет потребность в мощностях утилизации сероводорода; гидроочистки отдельных фракций, а также будут ощущаться ограничения в производстве прямогонных топлив для реактивных двигателей, масла, СУГ и т.д.

Как подчеркнула Т.К.Ветрова, сегодня в Компании применяются отечественные катализаторы на установках каталитического риформинга и установках производства водорода, к 2025-2030гг необходимо внедрить отечественные катализаторы для гидроочистки (1275млн т/г) и гидрокрекинга (356 млн т/г); для депарафинизации дизельных фракций – до 161 млн т/г; изомеризации С5-С6 – до 52 млн т/г; риформинга бензина – до 210 млн.т/г.  

В связи с этим выделяются ключевые этапы развития производства катализаторов в НК Роснефть на 2018-2025гг. Так, уже сегодня реализуются проекты по модернизации катализаторных заводов с созданием производства современных катализаторов риформинга и изомеризации на АЗК и ОС и катализаторов гидроочистки на НЗК.

В частности, на НЗК с 2018 по 2020 г. запланировано строительство опытной линии по отработке технологий мощностью 200кг/сутки; а в 2023 г. должна заработать установка по катализатору гидроочистки, установка по производству носителей катализаторов гидропроцессов на 5000т/г; а в 2025 г. планируется организовать производство катализаторов гидрокрекинга на 1000 т/г. На АЗК и ОС в 2020 г. должна заработать установка катализаторов риформинга и изомеризации на 600 т/г.

С 2018 по 2024гг. планируется создание инжинирингового центра на базе РН-ЦИР и Парка пилотных установок на базе Средневолжского научно-исследовательского института по нефтепереработке.

В качестве перспективных планов (с 2020 -2025гг) Т.К.Ветрова озвучила расширение поставок катализаторов Роснефти на внешний рынок; обеспечение потребностей НПЗ а катализаторах гидрокрекинга и производства водорода в результате развития их производства на заводах Роснефти.

Говоря об основных принципах применения присадок, Директор Департамента по переработке нефти ПАО «НК Роснефть» отметила, что присадка должна корректировать реальный параметр качества топлива, используя понятный механизм действия. В Компании используется входной контроль качества и лабораторных испытаний присадок, выбранных на основе анализа самого широкого перечня поставщиков, равных условий для всех, единых ЕТТ. Учитывается взаимное влияние присадок различных функциональных групп друг на друга и унифицируется использование их внутри Компании в целях укрупнения лотов. Приоритетом пользуются отечественные производители без ущерба качеству.        

Как было подчеркнуто в докладе, введение ограничений на содержание S в бункерном топливе на уровне не выше 0,5% согласно IMO 2020 существенно изменит спрос на сырье и нефтепродукты. Доля серы, как ожидается, станет одним из решающих факторов, влияющих на формирование цены на нефть.

Т.К.Ветрова отметила изменение требований к выбросам между Евро 5 и Евро 6 для дизельных двигателей, а также идентичность Евро 5 и Евро 6 для бензиновых, за исключением введения нормы по количеству твердых частиц (в  Евро 5 были установлены требования только по их объему, г/км).

Анализ перспективных мировых требований к автобензинам показал их направленность на ужесточение требований к содержанию серы (20% разница между нормами Евро 5 и Евро 6); объемной доли бензола (20%); доли ароматических углеводородов (9%); объемной доли олефиновых углеводородов (17%), концентрации смол, промытых растворителем (40% между Евро 5 и Евро 6). Индукционный период Евро 6 при этом возрастает с 360 (Евро 5) до 600, что составляет 40%. Повышенные требования к бензинам позволяют улучшить их экологические и эксплуатационные свойства.      

 Оценивая эффект влияния использования автобензина «Евро 6» на экологические характеристики автомобилей, докладчик отметила, что в результате стендовых испытаний, снижение выбросов при применении АИ-95-К5 «Евро 6» от ПАО «НК «Роснефть» содержание СО падает на 20%, СН – на 20%, NO_x - на 4,3 %. Таким образом, ужесточение требований к автобензинам   «Евро 6» при производстве 20 тыс.т/мес однгим НПЗ автомобильного бензина АИ-95-К5 позволит снизить выбросы легковых автомобилей до 3,8 тыс.т/год.  

Т.К.Ветрова информировала, что новый тип бензина запущен в производство на АО «РНПК», ПАО АНК «Башнефть», ПАО «Саратовский НПЗ». С апреля 2018г  начата реализация АИ-95-К5 «Евро 6» на АЗС Республики Башкортостан; с сентября 2018 – «Евро 6» Саратовского НПЗ реализуется в Краснодарском крае.

В рамках мероприятий по повышению эффективности деятельности, расширению ассортимента и повышению качества продукции Компании, подтверждена техническая  технологическая возможность производства автобензина высокооктанового экологического класса К5 марки АИ-100-К5 по СТО 44905015-005-2017 а ПАО «АНК «Башнефть» «Башнефть-Новойл».

В результате проведенных квалификационных и стендовых испытаний с привлечением АО «ВНИИНП» установлено соответствие качества указанного автобензина требованиям ТР ТС013/2011 для экологического класса К5, НД на них, а также нормам методов квалификационной оценки. Установлено, что АИ-100-К5 обладает улучшенными экологическими и эксплуатационными свойствами в сравнении с АИ-98-К5 по ГОСТ 32513-2013; он дает снижение на 2,2% количества отложений на впускных клапанах и на 8,8%в камере сгорания по методике СТО АНН 40488460-001-2004; а также снижение токсичности (концентрации СО, СН, NO_x) отработанных газов, сокращение удельного расхода топлива на 4% при применении АИ-100-К5 относительно АИ -98-К5 по методике СТО 1605031-059-2012 на двигателе Mercedes M102.

Выступление Т.К.Ветровой было выслушано с особым вниманием и вызвало обсуждение среди собравшихся.               

Как отметил С.М.Алдошин, подводя итоги мероприятия, научно-практическая конференция прошла на высоком уровне, объединив авторитетных экспертов отрасли и руководителей промышленных компаний, что способствовало не только обмену компетентными мнениями, но и промышленной кооперации, а значит – ускорению инновационного развития нефте-газохимического комплекса России. 

Материалы предоставлены пресс-службой ОАО «ВНИПИнефть»