Ниокр и инновации. «Газпром нефть» развивает проект катализаторного производства в Омске. Создание технологии твердокислотного алкилирования
Основными результатами исследований являются: экономически эффективное вовлечение в разработку месторождений в новых газодобывающих регионах (акватории Обской и Тазовской губ, полуостров Ямал, шельф Баренцева и Карского морей, Восточная Сибирь и Дальний Восток), а также создание технологий для эффективного освоения малых месторождений газа и нетрадиционных ресурсов, например метана угольных пластов.
Большое внимание ОАО «Газпром» уделяет развитию и использованию российских высокотехнологичных инноваций. В частности, одним из приоритетов компании при реализации новых проектов производства сжиженного природного газа (СПГ) является увеличение российской составляющей в части применения отечественного оборудования.
Развитие собственной технологии сжижения газа позволит исключить зависимость «Газпрома» от зарубежных наработок, а также создаст возможность поставок на заводы СПГ оборудования российского производства.
Для автономного питания станций катодной защиты, систем связи и телеметрии магистральных трубопроводов разработан первый в России демонстрационный образец принципиально новой экологически чистой энергетической установки на топливных элементах с протонообменной мембраной. В настоящее время организована работа по освоению ее серийного производства. Внедрение установки обеспечит сокращение затрат на приобретение импортных энергоустановок мощностью 3-5 кВт и термоэлектрических генераторов, а также снижение издержек за счет экономии газа на собственные нужды.
Переработка
Реализуются проекты по созданию опытно-промышленной установки получения синтетических жидких топлив мощностью 100 тыс. т в год, а также малотоннажной установки производства высокооктанового бензина для применения на малодебитных и низконапорных скважинах.
Для рационального освоения гелийсодержащих месторождений разрабатываются технологии комплексной переработки сырья с получением СПГ и выделением гелия, а также технологии и технические решения по транспортировке и хранению гелия. С целью увеличения глубины переработки жидкого углеводородного сырья и повышения качества выпускаемых моторных топлив в соответствии с классами Евро-4 и Евро-5 внедряются вторичные процессы переработки стабильного газового конденсата и нефти. Кроме того, продолжается создание технологии переработки высокосернистого мазута на Астраханском газоперерабатывающем заводе с использованием электронно-стимулированного крекинга.
«Газпром» пытается повысить качество автомобильных дорог в нашей стране за счет использования сероасфальтобетона при их строительстве и ремонте. Сероасфальтобетон производится на тех же заводах, что и обычный материал для дорожного покрытия. Он содержит около 2 % модифицированной серы, и эта добавка практически не удорожает материал. В то же время дорожное покрытие с использованием сероасфальтобетона не требует ремонта в течение 5 -7 лет.
Моторное топливо
«Газпром» стремится решить также и одну из главных мировых проблем - загрязнение воздуха в крупных городах. Не секрет, что наибольший объем вредных веществ в мегаполисах выбрасывают автомобили, потребляющие нефтепродукты. Перевод их на компримированный природный газ (КПГ) резко снижает уровень этих выбросов. Если взять за эталон бензин стандарта Евро-4, то окажется, что по выбросам оксидов азота КПГ выигрывает почти в три раза, по CH - в 14 раз, по бензапирену - более чем в 16 раз, по саже - в три раза (в сравнении с соляркой - в 100 раз).
В 2010 году Группа «Газпром» открыла четыре газозаправочные станции в России, одну в Германии, одну в Чехии и комплекс по сжижению природного газа на ГРС-4 в Свердловской области, а также начала эксплуатацию газовой заправки в Кузбассе, на которой используется метан угольных пластов. Кроме того, были открыты центры по перео борудованию автомобилей в Саратове и Краснотуринске. В планах на 2011 год - строительство еще 21 заправочной станции.
Сергей Правосудов
Корпоративный журнал «Газпром»Андрей Владимирович, расскажите о приоритетных направлениях НИОКР Газпром нефти. Что стоит на повестке дня в первую очередь?
Как известно, у нас есть утвержденные стратегические ориентиры до 2025 г. К этому времени мы должны занять лидирующие позиции в катализаторном бизнесе, внедрить собственные технологии и закрепиться в роли лидера в разработке принципиально новых продуктов и технологий. Среди них - катализаторы каталитического крекинга, катализаторы гидрогенизационных процессов, технология реактивации.
- В чем вы видите ключевое преимущество компании при развитии катализаторного направления?
В том, что мы не только разрабатываем, но и сами же испытываем все технологии на собственных активах. Это позволяет убедиться в высокой степени достоверности полученных результатов, в том, что новая технология повысит эффективность производства. Во время испытаний мы получаем объективную информацию, насколько перспективна технология и насколько оперативно ее можно внедрить в производственные процессы.
- Расскажите про катализатор олигомеризации . В чем его преимущество?
Он был разработан совместно специалистами Газпром нефти и компании УН Т. В этом году успешно закончились промышленные испытания нового катализатора олигомеризации. Опытный пробег показал, что по техническим характеристикам он превышает показатели подобных катализаторов, представленных на российском рынке. Разработанный катализатор гарантированно демонстрирует увеличенный межрегенерационный пробег, в 2,5 раза в сравнении с аналогом. Выход олигомеризата увеличен на 30%. При этом октановое число олигомеризата составляет более 93 пп.
- Сейчас уже можно оценить экономический эффект от использования этого катализатора?
Да, достигнутый экономический эффект на одной установке Московского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) за год, по предварительным оценкам, составил более 180 млн рублей. Важно и то, что типичный катализатор олигомеризации после месячного пробега требует регенерации, чтобы восстановить каталитическую активность. Срок эксплуатации разработанного нами катализатора между регенерациями составляет 55 дней. Общий срок службы катализатора увеличен с 2,5 до 5 лет. Соответственно, это сильно повлияет на эффективность технологии.
Эксперименты на Омском НПЗ
- Расскажите про ароформинг . Что это за технология?
Ароформинг шагает по планете - похожие технологии интенсивно развиваются в КНР, ОАЭ и особенно в США, например в Хьюстоне. Здесь надо понимать, что время открытий закончилось, изобрести что-то новое сложно. Потому иногда имеет смысл входить в уже существующие и эффективные на рынке технологии, а взамен за введение в патентообладатели - нести расходы на коммерциализацию, продвижение. С ароформингом получается именно так.
В перспективе установка ароформинга на Омском нефтеперерабатывающем заводе сможет выпускать 450 тыс т высокооктанового компонента автомобильного бензина в год.
- Компонент будет называться « ароформат »? Каковы преимущества технологии?
Да. Ароформинг, кстати, - зарегистрированное товарное наименование. Важно сразу обозначить, что в составе катализатора ароформинга не содержатся платиноиды. Есть вероятность использовать сырье нашей каталитической фабрики в качестве сокомпонентов для этого катализатора. Давление небольшое - 5-10 атмосфер, в разы меньше, чем в риформинге. Оборудование более легкое и дешевое. Катализатор ароформинга перерабатывает фракции с преобладанием углеводородов С 7, которые не подходят для переработки классическими методами вроде каталитического крекинга или риформинга. Они низкомаржинальные, потому что нет разумных методов их переработки. Приходится лить их в бензин газовый стабильный, где очень много низкооктановых компонентов и дальнейшая переработка затруднена.
А ароформинг как раз позволяет получить из низкомаржинального продукта высокооктановый товарный бензин с низким содержанием бензола и серы. Другими технологиями такое низкооктановое топливо не переработать.
Восстановление на 100%
Если говорить про самые востребованные рынком катализаторы каткрекинга и гидроочистки, какова их дальнейшая судьба? Каковы приоритеты НИОКР?
Основной приоритет - катализаторы каткрекинга (FCC), очень высокой степени готовности, с реальным экономическим эффектом. Будем двигаться в сторону уменьшения содержания серы в продуктах, к экологическим стандартам Евро-6 и, возможно, даже выше. В мире уже идет проработка этих стандартов, и мы должны быть готовы.
У некоторых заводов существуют определенные преимущества - и катализаторы FCC могут их подчеркнуть, если рационально адаптировать композицию катализатора под задачи потребителя. Допустим, для сербской компании НИС мы разрабатывали и специально подбирали катализатор, который позволил получить меньше газа и бензина, но больше керосина и дизельного топлива. Что, безусловно, оказалось востребованным на рынке Сербии и позволяет повысить экономическую эффективность.
В области катализаторов гидрокрекинга мы также активно развиваемся. Получили очень хорошие первые результаты - на уровне зарубежных аналогов. Будем двигаться дальше, в том числе обеспечим пакетную загрузку катализаторов на двухстадийный гидрокрекинг, который сейчас активно распространяется в мире и в перспективе окажется и на крупных заводах России.
- А если говорить о катализаторах гидроочистки?
По гидроочистке мы наблюдали хороший эффект при применении технологии реактивации катализатора гидроочистки дизельного топлива, разработанной компанией совместно с СО РАН. Взяли отработанный катализатор с установки гидроочистки Омского нефтеперерабатывающего завода, провели окислительную регенерацию, то есть удаление углеродистых соединений, осаждающихся на поверхности катализатора в процессе гидроочистки дизельного топлива. Потом провели процедуру реактивации - восстановления активных центров специальными реагентами. Промышленная партия катализатора глубокой гидроочистки дизельного топлива, реактивированная по разработанной технологии, показала высокую эффективность - на уровне свежего катализатора - на установке Л-24-6 Омского НПЗ в рамках производственной программы. Реактивированный катализатор продемонстрировал необходимую стабильность и устойчивость при изменяющихся условиях технологического процесса и свойств перерабатываемого сырья (в сырье вовлекалось до 11% газойля каталитического крекинга) с мая 2016 года по апрель 2017-го, обеспечив выпуск дизельного топлива Евро-5 .
Срок службы - до 8 лет
- Недавно была разработана технология производства катализатора риформинга стационарного слоя. Расскажите об этой технологии.
Ее разработчиком выступил омский (СО) РАН (ИПГТУ СО РАН). Первую опытную партию в количестве 15 т произведут на Ангарском заводе катализаторов в 2018 году. Преимущество данного катализатора - снижение ароматических углеводородов на 4-5% по сравнению с импортными и отечественными аналогами. Стартовые рабочие температуры также значительно ниже - на 10-15 градусов. Октановое число - на уровне 95-96 пп.
Таким образом, качество конечного бензина повышается, суммарная ароматика снижается, а выход риформата остается на уровне импортных аналогов.
В настоящее время подана международная заявка с целью защиты прав компании на международном рынке (в 150 странах). Срок службы катализаторов риформинга - до восьми лет. В 2019 году планируется опытно-промышленный пробег на установке Л-35-11/300 на Московском НПЗ .
- В целом опыт сотрудничества с стоит признать успешным?
Наш стратегический партнер в сфере разработки, производства и применения катализаторов крекинга. Благодаря такому партнерству «Газпром нефть» регулярно обновляет производственный ряд катализаторов кат- крекинга, обеспечивая растущие потребности рынка. В ходе заседания научно-технического совета блока логистики, переработки и сбыта «Газпром нефти» в декабре прошлого года было подписано генеральное соглашение: «Газпром нефть», «Газпромнефть-ОНПЗ», «Газпромнефть - Каталитические системы» и договорились о сотрудничестве в области разработки высокоэффективных катализаторов каталитического крекинга для НПЗ компании и ее катализаторного бизнеса до 2025 года.
Катализаторы малой категории
На заводах Газпром нефти существуют ведь не только процессы гидроочистки, но еще и гидрооблагораживания сырья?
- Верно. В октябре на Омском НПЗ
стартовал опытно-промышленный пробег нового катализатора
изодепарафинизации ГИП-14, разработанного в рамках НИОКР для выпуска
дизельных топлив зимних и арктических сортов. В рамках производственной
программы катализатор обеспечивает выпуск дизельного топлива зимнего,
соответствующего ГОСТ 55475-2013 с предельной температурой фильтруемости
в диапазоне −42...-44 °С (при норме −38 °С). Проект выполнен в рамках
программы импортозамещения в кооперации ОНПЗ/ВНИИ НП, полученный
катализатор не содержит драгметаллов, и при его использовании дизельное
топливо получается с требуемыми низкотемпературными свойствами в более
мягких условиях по сравнению с импортным аналогом.
- А что скажете по поводу «второстепенных» катализаторов, так сказать, малой категори и?
Если мы, например, разработаем катализатор, который позволит нам вместо всей суммы ксилола получать хотя бы в 2 раза больше параксилола, это будет замечательно!
Подводя итоги, можно сказать, что мы будем стремиться к тому, чтобы уже через несколько лет компания была практически полностью обеспечена собственными катализаторами. Что в конечном счете приблизит и независимость отечественной нефтепереработки от внешних поставщиков по основным катализаторам.
Олег Мартьянов: мы идем от фундаментальных исследований до готовых решений в рамках одной структуры
В марте этого года, в результате присоединения Института проблем переработки углеводородов СО РАН (ИППУ СО РАН, Омск) к новосибирскому Институту катализа СО РАН был создан Федеральный исследовательский центр «Институт катализа СО РАН».
«Газпром нефть» развивает проект катализаторного производства в Омске
«Газпромнефть-Каталитические системы» получит пилотные установки для испытания катализаторов процессов гидроочистки и гидрокрекинга.Об этом сообщила пресс-служба «Газпром нефти» 12 марта 2019 г. Уникальное оборудование дополнит парк пилотных установок инженерного центра, являющегося важной частью масштабного проекта «Газпром нефти» по созданию в Омске современного комплекса выпуска отечественных высокотехнологичных каталитических систем для ключевых процессов переработки нефти.
Образован Федеральный исследовательский центр (ФИЦ) «Институт катализа СО РАН»
13 марта 2019 года – дата образования Федерального исследовательского центра (ФИЦ) «Институт катализа СО РАН», специализирующегося в области катализа и смежных наук. Каталитический ФИЦ возник на базе Института катализа СО РАН путем присоединения к нему Института проблем переработки углеводородов СО РАН (ИППУ СО РАН, Омск) в качестве филиала под названием Центр новых химических технологий ИК СО РАН.
Сформирован КПНИ «Ресурсо- и энергоэффективные катализаторы и процессы»
Федеральное агентство научных организаций организовало разработку и формирование Комплексного плана научных исследований (КПНИ) «Ресурсо- и энергоэффективные катализаторы и процессы». КПНИ строятся по проектному принципу.
Приоритетом инновационного развития ПАО «Газпром нефть» являются технологии, обеспечивающие достижение стратегических целей по рентабельному увеличению добычи и повышению технологичности нефтепереработки. В Компании внедрена система долгосрочного технологического планирования: определены долгосрочные технологические вызовы и решения, необходимые для их преодоления.
В 2016 г. Компанией была актуализирована Программа инновационного развития, которая теперь охватывает временной горизонт до 2025 г. Ядром Программы стали мероприятия по внедрению комплекса технологий, повышающих продуктивность скважин, разработке баженовской свиты, совершенствованию третичных методов увеличения нефтеотдачи на истощенных месторождениях, а также разработке и постановке на производство катализаторов нефтепереработки.
Помимо указанных выше ключевых проектов, важное место в Программе инновационного развития занимают проекты автоматизации производства в добывающем и нефтеперерабатывающем сегментах.
С 2014 г. в Компании действует Технологическая стратегия в области разведки и добычи, объединившая технологические вызовы по приоритетным направлениям. В числе ключевых технологических задач – вовлечение в разработку трудноизвлекаемых и нетрадиционных запасов углеводородов, увеличение нефтеотдачи на зрелых месторождениях, разработка карбонатных и трещиноватых коллекторов, повышение эффективности бурения.
Программа энергетика о разработке трудноизвлекаемых запасов углеводородов в «Газпром нефти»
Модернизация Сербского НПЗ в Панчево компании NIS
Документальный фильм «Приразломная. Без права на ошибку»
Совершенствование технологий бурения и заканчивания скважин
Одно из ключевых направлений развития технологий бурения – увеличение длины горизонтального участка скважины. На Новопортовском месторождении длина горизонтального ствола достигла 2 тыс. м, что является максимальным показателем для Компании.
Другое ключевое направление – повышение скорости бурения. Компания Salym Petroleum Development – совместное предприятие «Газпром нефти» и Shell – пробурила на Верхнесалымском месторождении скважину глубиной 3,3 тыс. м менее чем за 8 суток. Скорость строительства данной скважины стала новым техническим пределом для данной глубины.
Знаковое технологическое событие 2016 г. – открытие на площадке «Газпромнефть НТЦ» обновленного центра сопровождения бурения, осуществляющего круглосуточный мониторинг процесса бурения горизонтальных скважин. Центр впервые в отечественной нефтегазовой отрасли объединил функции геологического и технологического сопровождения работ по строительству скважин.
Ключевое направление повышения эффективности заканчивания скважин – совершенствование технологии многостадийного гидроразрыва пласта. В марте 2016 г. «Газпромнефть-Хантос» впервые в Группе «Газпром нефть» провела 18-стадийный гидроразрыв на Южно-Приобском месторождении в Ханты-Мансийском автономном округе. До этого максимальным значением было 15 стадий ГРП в одном стволе горизонтальной скважины. В июле отчетного года на Южно-Приобском месторождении выполнен 30-стадийный гидроразрыв пласта – первая подобная операция для российской нефтегазовой отрасли.
Современные технологии бурения «Газпром нефти»
Центр сопровождения бурения «Газпром нефти»
Современные технологии геологоразведки «Газпром нефти»
Вовлечение в разработку нетрадиционных запасов
Стратегическим приоритетом для Компании является рентабельное вовлечение в разработку запасов баженовской свиты. Развитие технологий осуществляется по двум направлениям:
- повышение точности прогнозирования нефтегазоносности баженовских отложений;
- повышение эффективности технологий бурения и заканчивания скважин.
По первому направлению консорциумом с участием Компании и отечественных научных организаций был разработан первый в мире симулятор гидроразрыва пласта для баженовской свиты.
По второму направлению Компанией осуществлялось строительство высокотехнологичных скважин с целью оптимизации технологий и снижения стоимости скважин.
Химические методы увеличения нефтеотдачи
С учетом высокой доли активов на поздней стадии разработки повышение нефтеотдачи зрелых месторождений входит в число технологических приоритетов Компании. Для решения этой задачи Salym Petroleum Development развивает технологию сода-ПАВ-полимерного заводнения – химического метода увеличения нефтеотдачи, предусматривающего закачку в пласт поверхностно-активного вещества, соды и полимера. Процесс закачки был запущен в марте 2016 г. в рамках пилотного проекта на Западно-Салымском месторождении. Цель проекта – оценить технологическую и экономическую эффективность сода-ПАВ-полимерного заводнения. Успешное окончание испытаний позволит Компании перейти к широкомасштабному промышленному внедрению технологии в Западной Сибири.
Инновации в сфере переработки и сбыта
18 патентов 26 заявок 2 международные заявки получены в 2016 г. на ключевые технические решения в области нефтепереработки в РоспатентеВ 2016 г. получены 18 патентов и зарегистрированы в Роспатенте 26 заявок (в том числе 2 международные) на ключевые технические решения в области нефтепереработки, в частности на технологии олигомеризации, твердокислотного алкилирования, гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, реактивации катализаторов гидроочистки и производства носителей для катализаторов, обеспечивающие достижение стратегических целей Компании.
Рост количества объектов интеллектуальной собственности Источник: данные Компании
Современная комбинированная установка переработки нефти «ЕВРО+» Московского НПЗ
Основные проекты в области инновационного развития в 2016 ГОДУ
Развитие производства катализаторов нефтепереработки
Минэнерго России присвоило проекту «Газпром нефти» по развитию производства катализаторов статус национального.
Минэнерго России присвоило проекту «Газпром нефти» по развитию производства катализаторов статус национального. В рамках реализации проекта в 2016 г. «Газпром нефть» открыла в Омске первый в России инженерный цен тр по испытанию катализаторов для вторичных процессов нефтепереработки. В составе центра начала работу первая в России пилотная установка каталитического крекинга, которая позволяет проводить испытания катализаторов с вовлечением различных типов сырья, а также определять условия и режимы их максимально эффективного использования на производственных комплексах каткрекинга российских нефтеперерабатывающих заводов. В комплексе также предусмотрено строительство установки регенерации и реактивации отработанных катализаторов гидроочистки. Полный запуск планируется в 2019 г.
В Омск доставлено российское оборудование для модернизации Омского НПЗ «Газпром нефти»
Разработка технологий производства катализаторов
Разработка инновационных технологий производства катализаторов ведется Компанией в сотрудничестве с ведущими российскими научно-исследовательскими центрами в области каталитических процессов – Институтом катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН (Новосибирск) и Институтом проблем переработки углеводородов Сибирского отделения РАН (Омск). Результатом совместной работы в 2016 г. стала разработка отечественных катализаторов для целого ряда технологических процессов. Разработанные катализаторы превосходят по эффективности существующие импортные аналоги, что позволит повысить качество продукции и маржинальность производства.
Программа «Энергетика» об инженерном центре «Газпром нефти» по испытанию катализаторов в Омске
Создание технологии твердокислотного алкилирования
В области повышения экологичности производственных процессов ключевым проектом НИОКР является создание технологии твердокислотного алкилирования. Проект реализуется совместно с Институтом нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН. В 2016 г. завершено строительство опытно-промышленной установки твердокислотного алкилирования на площадке ПАО «Электрогорский институт нефтепереработки» (Электрогорск). Внедрение данной технологии позволит исключить из технологического процесса опасные и коррозийные компоненты, вовлечь в переработку низкосортное сырье, а также повысить объемы производства компонента высокооктанового бензина «Евро-5».
Разработка инновационных продуктов
Открыт уникальный межотраслевой Научно-исследовательский центр на площадке Рязанского завода битумных материалов.
По результатам проведенных в 2016 г. совместно с Пермским национальным исследовательским политехническим университетом НИОКР разработана рецептура дорожного битума БНД 70/100 (по ГОСТ 33133), включающая окисленный высоковязкий гудрон и экстракт селективной очистки остаточных масел. Совместно с учеными из Всероссийского научно-исследовательского института нефтяной промышленности (АО «ВНИИНП») завершена разработка рецептуры неэтилированного авиационного бензина с октановым числом 91 и улучшенными эксплуатационными свойствами для нужд малой авиации. «Газпромнефть – СМ» и «Газпромнефть – БМ» разработали и запустили в производство ряд новых продуктов, отвечающих требованиям ГОСТ и ожиданиям потребителей. Открыт уникальный межотраслевой Научно-исследовательский центр на площадке Рязанского завода битумных материалов.
«Газпром нефть» открыла крупнейший в России научно-исследовательский центр битумных материалов
Решения «Индустрии 4.0» в области промышленной автоматизации
В 2016 г. была сформирована концепция автоматизации управления производством с учетом инновационных решений «Индустрии 4.0». Приступили к созданию «цифровых двойников» производственных объектов. Реализованы пилотные проекты по предиктивному управлению состоянием оборудования (управление надежностью) и проекты с использованием инженерных данных в 3D-среде. Эти проекты – одни из первых в нефтепереработке в Российской Федерации, реализованных с применением решений «Индустрии 4.0».
" url="http://newgaztech.ru/news/default/view/id/121">Программа инновационного развития Газпрома до 2025 г была утверждена в июне 2016 г. Основная цель программы - постоянное повышение технологического и организационного уровня развития компании для поддержания позиций глобальной энергетической компании и надежного поставщика энергоресурсов. В рамках программы инновационного развития Газпрома до 2025 г выполнению научно-исследовательских (НИР) и опытно-конструкторских работ (НИОКР) и предынвестиционных исследований уделяется большое внимание. На эти цели компания ежегодно направляет значительный объем средств. В 2017 г Газпром направил на НИР и НИОКР 8,2 млрд руб.