В России разработана принципиально новая технология производства катализаторов
Она позволит заменить импортные аналоги при производстве изопропилового спирта
Катализаторная подотрасль химической промышленности и ее продукты — сама по себе катализатор, то есть ускоритель развития, для производства мало- и среднетоннажной химии. Катализатор — это вещество, способное многократно ускорять химические реакции, причем делать это многократно, повышая экономичность и эффективность химического процесса.
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ
Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ
Сами эти вещества пребывают и в процессе реакции, и после нее в неизменном количестве и качестве — в этом их волшебная сила, как шутят ученые. «Сегодня в малотоннажной химии обычные химические процессы повсеместно заменяются на каталитические, которые более экологичны и позволяют экономить энергетические ресурсы. Каталитические процессы лежат сегодня в основе 90% процессов в нефтехимической промышленности»,— объясняет Валерий Бухтияров из Института катализа им. Г. К. Борескова.
По словам эксперта, российская катализаторная подотрасль в последние 20 лет почти полностью зависела от зарубежных поставок катализаторов, как и многих других продуктов малотоннажной химии — пластификаторов и различных добавок к химическим продуктам. Дело в том, что разработки катализаторов и их внедрение в химпроме относятся к проектам полного инновационного цикла: от научных исследований и разработок, которые должны масштабироваться в отраслевых институтах, и до промышленного выпуска. Даже в 2000-е годы, не говоря о 1990-х, в России реализовывалось не так много проектов в отрасли малотоннажной химии. И, возможно, это еще долго не беспокоило бы крупных игроков химпрома, которые приобретали необходимые им продукты за рубежом. Однако после введения санкций в России возникли проблемы с поставками практически всех типов катализаторов. Они первыми попали на острие эмбарго как высокотехнологичная продукция, критично важная для развития химической отрасли.
Сейчас ситуация меняется: например, по словам Бухтиярова, почти полного импортозамещения Россия добилась в производстве катализаторов для нефтепереработки в целях выпуска моторных топлив и бензина. Но не везде ситуация так благоприятна. Те же катализаторы для гидрирования ацетона, применяющиеся при производстве высококачественного изопропилового спирта, мы импортируем до сих пор. До начала СВО и санкционного режима их поставляли западные страны, а после производители нашли новых поставщиков в Индии, Китае и у других восточных соседей. «Наш институт, который уже 65 лет занимается разработками в области катализа — как созданием новых, так и усовершенствованием имеющихся типов катализаторов,— взялся сделать отечественный катализатор для гидрирования ацетона, который не уступал бы импортным ни по объему выхода, ни по селективности превращения ацетона в спирт, ни по чистоте конечного продукта. И у нас это получилось. Мы почти достигли необходимых паспортных характеристик продукта»,— утверждает Валерий Бухтияров.
Подобные разработки в области малотоннажной химии действительно редки. Дело в том, что технологии многостадийного синтеза химических веществ очень сложны и в России ими владеют в буквальном смысле единицы производителей. К тому же это всегда долгоиграющий процесс: так, разработка новой технологии синтезирования катализаторов в Институте катализа заняла не меньше трех лет, и это с учетом огромного опыта ученых. Сейчас она отрабатывается в инжиниринговом центре группы компаний «Титан», партнера института по участию в комплексном научно-техническом проекте полного инновационного цикла «Нефтехимический кластер». Опытно-промышленные испытания проходят на пилотной установке в лаборатории завода «Омский каучук», который входит в группу компаний «Титан». Завод лидирует в России по объемам производства изопропилового спирта, выпуская более 30% общего объема этого продукта в стране. Производство изопропилового спирта в России растет: в 2023 году оно составило 53 267 тонн, на 21,9% больше, чем в 2022-м.
Изопропиловый спирт широко используется в фармацевтике и медицине как основной компонент дезинфицирующих средств. Получить его можно и из нефти, но он не будет таким чистым, как в результате каталитического синтеза при химическом процессе гидрирования ацетона. «А для фармацевтики критично важна именно чистота спирта,—объясняет Валерий Бухтияров.— Поэтому так востребованы технологии производства катализаторов для процессов гидрирования. Кроме того, на рынке сегодня избыток ацетона, обусловливающий невысокие средние цены на него. Значит, есть экономическая целесообразность переработки этого продукта в более ценное сырье. Катализатор гидрирования ацетона превращает его уже не просто в маржинальную, а в высокомаржинальную продукцию».
Первую опытную партию катализаторов гидрирования ацетона планируется выпустить в 2026 году. В дальнейшем отечественная технология синтеза никелевых катализаторов для процессов гидрирования позволит не только полностью отказаться от импорта этих веществ, но и начать экспортные поставки, ожидают в Институте катализа.
Для российской катализаторной подотрасли это перспективная разработка, считает Валерий Бухтияров: «Процессы гидрирования на никелевых катализаторах распространены в малотоннажной химии. Это не только гидрирование ацетона в изопропиловый спирт, но и, например, катализ растительных жиров из маргарина. Новая технология синтеза катализаторов гидрирования позволит нам использовать полученные научные знания и опыт и в других похожих процессах».