Научный сотрудник лаборатории синтеза моторных топлив ИППУ СО РАН Кирилл КАЗАНЦЕВ увлекся химией еще со школьной скамьи, поначалу ставя эксперименты в тайне от учителей. В итоге к окончанию вуза и устройству на работу в Институт проблем переработки углеводородов эксперименты переросли в более глобальные проекты, которые, на его взгляд, могут помочь России угнаться за европейскими стандартами моторного топлива. Концепцию ноу-хау КАЗАНЦЕВ раскрыл корреспонденту «КВ» Георгию ГОРШКОВУ.
— Кирилл, расскажите о своем проекте.
— Проект называется «Разработка высокоэффективных катализаторов изомеризации легких алканов». В настоящее время процесс изомеризации является очень важным, поскольку взят курс на то, чтобы производящиеся бензины содержали сниженное количество ароматических углеводородов при сохранении октанового числа. Это в свою очередь позволит снизить число образующихся при сгорании канцерогенных веществ. То есть, вероятно, Россия все-таки сможет угнаться за европейскими стандартами. Но для этого необходимо снижать содержание продуктов процесса риформинга, в которых наибольшее количество ароматических углеводородов. Но здесь возникает проблема. Если мы будем просто снижать содержание риформата, то есть количество ароматических углеводородов, которые среди компонентов бензина имеют наибольшее октановое число, то в итоге будем получать не 95-й бензин, а, к примеру, 92-й или даже 80-й. Поэтому необходимо подобрать правильную комбинацию. Мы предлагаем разработать новый катализатор процесса изомеризации, с использованием которого будет проще получать изомеризат. Таким образом, и октановое число будет оставаться высоким, и вред экологии минимальный. В принципе аналог такому катализатору в России уже есть. Но он всего один, а конкуренция, сами понимаете, дело хорошее.
— Кто ваш единственный конкурент?
— Красноярское ОАО «НПП Нефтехим».
— Что представляет собой ваш катализатор?
— В принципе, как и у всех подобных современных низкотемпературных катализаторов, состав примерно тот же: платина, нанесенная на сульфатированный диоксид циркония.
— На каком этапе сейчас ваша разработка?
— Пока еще катализатор мы разрабатываем в формате лабораторных исследований в небольшом количестве – 5-10 грамм. Но понятно, что со временем разработки необходимо масштабировать, расширять. В промышленности ведь потребуется производство в масштабах десятков тонн. И возможно, что та же самая технология производства не будет работать при таких больших объемах. Поэтому постепенно мы будем переходить к получению опытной партии – от 150 грамм до 1 килограмма для испытания на пилотных установках. Пилотная установка отличается от лабораторной тем, что в ней полностью поддерживаются те же условия, что и на заводе: циркуляция сырья и водорода, соответствующая влажность. После испытаний на пилотной установке можно изобретать рецептуру для промышленной партии, например, 10-20 тонн.
— С кем-нибудь уже договаривались об экспериментах?
— По нашим катализаторам пока еще нет, но, как я уже говорил, в нашей лаборатории уже давно экспериментируют с катализаторами риформинга и поддерживают контакт с большинством российских заводов. Соответственно, если мы сделаем хорошую рецептуру для катализаторов изомеризации, то проблем с поиском площадок, я полагаю, не будет. Вероятнее всего первый запуск синтеза произойдет в ОАО «Ангарский завод катализаторов и органического синтеза», где и готовятся наши катализаторы риформинга. У нас с ними договоренности, и в случае полностью разработанной рецептуры на заводе будет строиться промышленная линия конкретно под наш проект.
— В сравнении с катализатором конкурента, чем ваш будет лучше?
— Наверное, одна из самых главных проблем для потребителя – это цена катализатора. Он очень дорогой. Причем не только потому, что его сложно получить. В нем довольно много платины. Хотя мы и пытаемся снизить ее содержание, платина занимает около половины себестоимости катализатора. Кроме того, отсутствие конкуренции позволяет увеличивать цену. Некоторые заводы не имеют возможности покупать такой катализатор, потому пользуются цеолитными, устаревшими, которые работают при более высокой температуре, что это сильно снижает качество производящегося изомеризата.
— Подсчитывали ли вы примерную себестоимость вашего катализатора?
— Пока еще окончательно не рассчитывали рецептуру. Но если сравнить с аналогом только по себестоимости используемых материалов, то полагаю, что наш катализатор будет, как минимум, процентов на 15 дешевле.
— Патент, соответственно, вы тоже еще не получили?
— В ближайшие полтора года, пока продолжается программа «У.М.Н.И.К.», мы доработаем рецептуру и подадим заявку на патент.
— Где покупаете компоненты для катализатора?
— Платину, так же как и большую часть химических компонентов, Институт закупает в ЗАО «Омскреактив». Но, учитывая, что для каждого эксперимента закупать платину достаточно накладно, мы прибегаем к рециклу и повторно используем компоненты. Оксид циркония изготавливаем из солей циркония.
— Не боитесь серьезной конкуренции со стороны монополиста?
— Мы же не в мафиозное время живем. Хотя появлению единственного конкурента на отечественном рынке катализаторов для изомеризации, очевидно, рады они не будут. Но в конце-то концов катализаторы у нас разные и, возможно, ниши мы будем занимать разные. На некоторых заводах, к примеру, используется нефть, в которой очень много серы. Даже после очистки остается определенное количество.
Если же наш катализатор будет немного слабее в плане активности, но более стабильный к действию каталитических ядов, то получится, что на заводах, где нефть более качественная, лучше применять катализатор посильнее. А наш, например, там, где остается много серы.
— Много человек занимается разработкой данного проекта?
— Всего изомеризацией у нас в лаборатории занимаются четыре человека. Плюс руководители. На исследовательской установке работаю практически я один. У нас в лаборатории так принято: кто-то занимается синтезом, кто-то – экспериментами.
— Кто является вашим научным руководителем?
— Заведующий лабораторией синтеза моторных топлив, доктор химических наук, профессор Александр Сергеевич БЕЛЫЙ.
— На что планируете грант потратить?
— В основном на зарплату. Мы ведь этим проектом в любом случае будем заниматься, и институт покроет большую часть расходов. Другое дело, что раньше я мог заниматься не только этим проектом, но и получать гонорары и за другие работы. А сейчас мне необходимо тратить все свое рабочее время на данном конкретном исследовании.
— Сколько времени у вас уходит на это?
— 10-12 часов, то есть рабочий день и немножко после него.
— Но у вас же, насколько я понимаю, в какой-то момент лаборатория закрывается.
— У нас рабочий день заканчивается в 18.15, разрешено работать до 20 часов, но можно уйти и в 22 часа, никто не запретит. Другое дело, если потребуется на ночь остаться. Тогда надо писать заявку на имя заместителя директора.
— Часто оставались на ночь?
— В этом году всего три раза. А вот в 2013 году было много продолжительных экспериментов, поэтому на ночь я оставался раз 20.
— Смогли объяснить суть проекта родственникам и друзьям?
— Родственникам частично. Все-таки они гуманитарии и это не их круг интересов. А большинство моих друзей тоже химики, работают вместе со мной.
— Почему вы увлеклись химией?
— В каком возрасте меня заинтересовала химия, я уже даже и не вспомню. Давно это было, в школьные годы. Наибольшее влияние, я полагаю, оказала моя школьная учительница. Однажды меня увидели за экспериментами, которые были не совсем безопасными, и решили, что раз я испытываю такой интерес к химии, то пусть у меня будет опытный наставник. После этого было множество олимпиад и конкурсов.
— Когда вас увидели за экспериментами?
— В седьмом или восьмом классе, когда предмет «Химия» только-только начался. Мне повезло, что у меня бабушка работала в библиотеке технического института. Я мог взять почитать любую книгу, которая меня заинтересует. А библиотека высшего учебного заведения, сами понимаете, гораздо богаче, чем обыкновенная библиотека.
— Вы говорили об олимпиадах. Какие места занимали?
— На всероссийском уровне я занимал второе место. Но стоит понимать, что на олимпиадах много и первых, и вторых мест и это не абсолютное второе место. В любом случае результаты высокие.
— А почему пошли работать в Институт проблем переработки углеводородов? Проходили там практику?
— Нет, практику я проходил в ОАО «Техуглерод». Но мне хотелось заниматься исследованиями. Такую возможность мне могли предоставить Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Омский государственный технический университет и Институт проблем переработки углеводородов. А поскольку большинство моих знакомых проходили практику в ИППУ СО РАН и остались о нем хорошего мнения, то я решил, почему бы и мне не попробовать. Тем более я и сам не раз здесь был, и у меня сложилось впечатление, что здесь занимаются действительно серьезной наукой.
— Вам было сложно победить в конкурсе «У.М.Н.И.К.»?
— Конкуренция сильная, поскольку в «У.М.Н.И.К.е» участвуют, можно сказать, лучшие из лучших. Но и от нашего института на конкурс всегда выставляются очень серьезные работы. Как минимум, один человек победит. А бывает, и двое, как в этот раз. На мой взгляд, секция химии на конкурсе самая понятная. К остальным работам всегда много вопросов.
— То есть вы не волновались?
— Я вообще обычно не волнуюсь перед выступлениями. Если получится победить — хорошо. Если не получится, то в следующий раз снова попробую. Тем более время терпит. В конкурсе «У.М.Н.И.К.» можно участвовать до 28 лет включительно, так что у меня оставались еще осенний и весенний наборы. Вообще, насколько я знаю, с первого раза редко кто побеждает. В основном это связано с тем, что на «У.М.Н.И.К.е» требуется не совсем то же самое, что на ученом совете. Надо не научную сторону показать, а практическую, как проект будет реализовываться.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»