Войти используя аккаунт
Войти используя аккаунт:
Логин Пароль Забыли свой пароль?

Блоги

2.10.2012 / 23:12

Нет предела совершенству...

...но есть предел возможностям технологических процессов

Из выступления на конференции «Ускорители частиц и радиационные технологии – для будущего России», 28-29 сентября, Санкт-Петербург

В нефтепереработке чуть более 50 базовых процессов, в нефтехимии более 500, именно поэтому начнем с нефтепереработки. Радиационная химия (РХ) – наука прикладная, подобно приставной лестнице, если ее не приставить к стенке, стоять не будет. Этим собственно и занимались на заре ее становления, который пришелся не на самый спокойный период жизни нашей страны. Как поведут себя топлива и масла в танке при атомном взрыве, что случится с материалами в зоне ядерной реакции и космосе и т. д., и т. п. Но номенклатура топлив и материалов не бесконечна, все изменения свойств выяснены, и возникла необходимость прислонить РХ еще куда ни будь.

Медицина оказалось самой благодарной темой, так как убойная (стерилизующая) сила излучения моментально нашла свое применение, как в радиоонкологии, так и в стерилизации инструментов, медикаментов. Впрочем, на этом возможности РХ в медицине и закончились.

Нефтехимия, которая у большинства людей ассоциирует с полимерами в виде полиэтиленовых мешков и пластиковых бутылок, встретила РХ с распростертыми объятиями, так как большинство процессов полимеризации с использованием излучения не требовали высоких температур и дорогостоящих катализаторов. Но процесс слияния нефтехимии и РХ постепенно угас. Вероятно, сыграла роль природная боязнь человечества перед невидимыми частицами, аварии на АЭС также не повысили градус оптимизма. Понятно, что одно дело поместить в радиационный стерилизатор мешок со шприцами и совершенно другое – производить облучение на потоке сотен тонн продукта в час. И тем не менее мы не будем останавливаться на теме сопряжения РХ и нефтехимии именно сейчас, так как в этой области все достаточно прозрачно и цели исследования и направления движения достаточно определены.

Проведенные независимые исследования, которые выполнялись исключительно с целью понимания, почему в отдельных отраслях излучение прижилось, а в других не смотря на свою чрезвычайную экономическую привлекательность, жить не желает, нашли ответ простой и однозначный – отсутствие руководящей роли партии, простите старые стереотипы, конечно же, отсутствие лидера, который внятно и доходчиво донес до высших мира сего, почему это надо использовать.

Нефтепереработка оперирует миллионами тонн нефти, которую тем или иным способом надо превратить в бензин и дизель, причем следует знать, что основное количество затрат на это превращение заложено в нагреве, как сырья, так и промежуточных продуктов. Если в физических процессах нефтепереработки снижение затрат с помощью РХ невозможно, то в каталитических резерв довольно значителен.

Нефтепереработка, как технологическая дисциплина, если и не регрессирует, то движется скорее вбок, чем вперед – нет новых процессов, новые каталитические системы конечно же появляются, но эффект от использования может быть нивелирован изменением цены на топливный газ. Совершенно другой аспект приобретают РХ технологии, если мы будем оперировать ценовыми параметрами, а именно: снижение стоимости процессинга даже на 10-15%, т. е. на $5-7 на тонну перерабатываемой нефти, дает колоссальную экономию. Для этого умножьте 10 млн. тонн нефти (загрузка НПЗ, чуть больше среднего) на $5, получаем $50 млн в год. И это при самых пессимистических расчетах.

Ни для кого не является секретом, что каждый четвертый баррель бензина в ЕС – лишний, заводы живут за счет его экспорта в Африку и США, именно поэтому НПЗ Европы с большим удовольствием продаются российским компаниям – «Газпром нефти», «Лукойлу», «Роснефти», «Зарубежнефти», так как они имеют собственное сырье, т. е. преимущество. Но…. в конечном итоге выйгрывает тот, кто имеет более низкую себестоимость при выпуске продукции, а как добиться ее снижения, если все НПЗ имеют стандартный набор процессов, с практически равной экономикой?

Следовательно….. необходимо кардинально оптимизировать процесс и один из способов решения этой задачи – РХ технологии.

На первом этапе практическое решение этой задачи выглядит достаточно просто и в большей степени связано с организацией, нежели с какими-то научно-инженерными исследованиями. А именно: риформинг, каталитический крекинг, изомеризация, замедленное коксование, алкилирование, гидроочистки топлив, гидрокрекинг – вот перечень каталитических процессов нефтепереработки, использование в которых РХ технологий позволит не только снизить энергопотребление, но и кардинально изменить выход целевых продуктов. Фактически решение сводится к тому, что на основании опыта инженеров-технологов и ученых-ядерщиков составляется элементарная модель, которая позволяет сопоставить классическую технологию и ее модификацию с помощью РХ.

На втором этапе задача усложняется, и вот почему. Допустим, из вышеперечисленных процессов в результате составления модели выделяются 1-3 процессов (скорее всего в тройку попадут изомеризация, каталичесий крекинг и гидроочистка топлив). Но от теории до практики огромное расстояние. Что я имею в виду?

Необходимые составные части любого проекта:

  • лицензиар технологии
  • поставщик оборудования РХ
  • поставщик традиционного оборудования
  • базовый проект части РХ
  • общий базовый проект, включающий в себя традиционную технологию, утилити и часть РХ
  • детальный проект части РХ
  • общий детальный проект, включающий в себя традиционную технологию, утилити и часть РХ
  • инжиниринг, который включает в себя: управление проектом, ответственность за проектирование и строительство, обучение персонала и пуск производства, т.е все что предусмотрено контрактом Фидек.

Лицензиар технологии (речь идет исключительно об РХ части, так как в остальном за базу принимаются стандартные процессы – помните, что РХ подобна приставной лестнице?). В роли лицензиара могут выступить: ИФХЭ им. Фрумкина, ИХТТиМ СОРАН, НИИТФ, ИЯФ СО РАН а может быть и все вместе. Для промышленности не важно, как будут поделены бананы, важно, что итогом должна быть технологическая карта процесса, т. е. материальный баланс, температура, давление, время пребывания в зоне реакции, скорости потоков, отходы жидкие и твердые, эмиссии, влияние на окружающую среду, меры безопасности и т. д., и.т.п. Как правило, лицензиар технологии выполняет и базовый проект, вероятно, что кому то из них придется выполнить и детальный проект, говорим исключительно о части РХ.

Поставщик оборудования РХ, собственно источник излучения – ответ угадывается с трех раз… ИЯФ СО РАН, хотя уверен, что, безусловно, появятся «светлые головы», которые пожелают это приобрести не в РФ.

Базовый и детальные проекты, включающие в себя традиционную технологию, утилити и часть РХ. Не могу ответить однозначно, организаций проектирующих НПЗ достаточно много даже в РФ, еще больше не в РФ, и если принять во внимание, что в инжиниринговых компаниях ЕС каждый 3-5 инженер советский, что позволяет этим компаниям успешно работать на рынке РФ, то соответственно альтернатива выбора еще более расширяется Вопрос в том, кто соберет воедино две разрозненные части проекта, т. е. фактически выступит в роли генерального проектировщика. Мысли по этому поводу, безусловно, есть, но если проект дойдет до этой стадии, то все решит тендер, который будет ориентироваться не только на цену работ, но и на знания и опыт, а также на способность принимать самостоятельные решения. Мы должны отчетливо понимать, что РХ составляющая в любом процессе нефтепереработки, да и нефтехимии будет составлять не более 20% от проекта в целом.

Инжиниринговых компаний, которые способны взять на себя управление строительством и проектом, шеф-монтаж и шеф-пуск, обучение персонала имеется достаточно, в конце  концов, создание собственной инжиниринговой компании не самая большая проблема.

Третий этап – внедрение, т. е поиск Заказчика и строительство запроектированного объекта, в этом случае  без административного ресурса, причем высочайщего уровня, как мне кажется не обойтись, но это уже не лежит в плоскости химии.

Я преднамеренно уделил внимание наиболее узкой области применения РХ – нефтепереработке, хотя нефтехимия и газохимия для меня гораздо ближе, но принцип организации работы идентичный и более легкий в научно-инженерном плане, так как обьемы переработки измеряются не миллионами тонн, а сотнями тысяч, а в ряде случаев и десятками.

И последнее, на что мне бы хотелось обратить внимание, в отношении потенциала РХ – это модификация сырья в некоторых процессах нефтепереработки и нефтехимии. Что я имею в виду? Предварительная обработка излучением сырьевых компонентов существенно увеличивает потенциал последующего процесса и позволяет получать не только более оптимальные выходы, но и качественно новые продукты на «старых» установках.

Вернуться в раздел