11 апреля подведены итоги программы «У.М.Н.И.К.-2013» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Экспертный совет отметил пятнадцать разработок молодых омских ученых, в ближайшее время каждый из них получит грант в размере 200 тысяч рублей. «Коммерческие вести» знакомят читателей с авторами наиболее интересных изобретений.
Инженер лаборатории каталитических превращений углеводородов ИППУ СО РАН Анастасия ВАСИЛЕВИЧ разработала уникальный способ получения карбида молибдена, который затем планируется использовать для переработки тяжелых нефтяных остатков. В свете постоянного удорожания бензина проект по снижению себестоимости его производства может иметь серьезный социальный эффект. Концепцию ноу-хау Анастасия ВАСИЛЕВИЧ раскрыла корреспонденту «КВ» Георгию ГОРШКОВУ.
— Анастасия, расскажите о своем проекте.
— Проект называется «Синтез карбида молибдена и карбидсодержащего композита методом механической активации». Относится он не к узкоспециализированной отрасли, а к целой индустрии — к нефтепереработке. В его основу ложится разработка уникального способа получения карбида молибдена. Вещество используют в различных отраслях промышленности, но наиболее актуально и злободневно для России – это его использование для переработки тяжелых нефтяных остатков. Конкретно сейчас мы экспериментируем на гудроне и пытаемся переработать его в более легкие топлива, например, в бензин. Ведь до сих пор нет процессов по получению легких топлив из гудрона в одной стадии.
— То есть значительно быстрее?
— Конечно! В обычных системах с использованием печей, как правило, синтез карбида молибдена происходят в несколько стадий. У нас механическая активация происходит в мельницах и все значительно проще. Компоненты реакции в порошкообразном виде засыпаются в мельницу. Достаточно 10-15 минут (максимум 30 минут) и можно выгружать продукцию. Отмечу, что нет при этом и пагубного влияния на экологию.
— Сколько времени раньше занимал синтез карбида молибдена?
— Процесс получения в печах – другой. У нас высокая температура возникает при стыке стальных шаров в барабане – до 600 градусов. В промышленных печах процесс проводят при температуре 1000?С. Мы рассматривали и зарубежный опыт. Но у них время механической активации длится больше недели.
— Вы с самого начала были инициатором проекта?
— Инициатором был мой научный руководитель – кандидат технических наук Ольга Николаевна БАКЛАНОВА. Но у нас уже были задатки в этой отрасли, поскольку ранее экспериментировали на получении солей оксидов молибдена и никеля. В результате возникла идея получить карбиды молибдена, которые по всем литературным данным хорошо себя зарекомендовали. Но процедура очень сложная, и, конечно, нам не сразу все удавалось.
— Что поначалу не удавалось реализовать?
— Поначалу не удавалось воспроизвести даже то, что пишут в зарубежных научных статьях. И это неудивительно! Описываемые ими процессы длятся неделю. А у нас нет такой аппаратуры, которая может без перерыва работать столько времени. Мы стали модернизировать процедуру. Как показала практика, малейшие отклонения очень сильно влияют на результат. Например, мы использовали одно и то же вещество в объеме 1-2 грамма, и ничего не получалось. Добавляли 1,5 грамма – и вот он необходимый результат. Затем перешли к модельным испытаниям. Не сказать, что наши результаты оказались выше, чем результаты, полученные на классических заводских установках, но стоимость значительно ниже. Сейчас, как я уже говорила, перешли к испытаниям на реальном сырье – непосредственно на гудроне. У нас есть специальная установка последнего поколения для этого.
— Чья установка?
— Она собрана как испытательский стенд с деталями от разных производителей. В основном все импортное – из Германии и Финляндии.
— А собирали ее сами академики?
— Да, собирал специалист из института, схема сборки известная. Сложнее с поиском деталей, потому что там, где работы производятся при высоком давлении (в нашем случае 10 мегапаскаль), все очень дорогостоящее. Недавно занималась составлением сметы расходных материалов на установку, и выяснилось, что только одна гайка для высокого давления из нержавеющей стали обходится в 500 рублей. Из строя они выходят редко, но в запасе надо держать как минимум с десяток.
— Оборудование именно под ваш проект приобреталось?
— Под переработку тяжелых нефтяных осадков в целом. Сначала мы экспериментировали на оксидных системах, но результаты были далеки от планируемых. Теперь переключились на карбидные. Здесь ожидаем большего успеха.
— С каким объемом вы работаете?
— Процесс проводят в суспензионном режиме. На килограмм сырья требуется грамм катализатора. Всего наша лабораторная мельница однократно может произвести 20-30 г за раз. Промышленные установки значительно больше — до 10 кг.
— Сколько человек занимается проектом? Вам выделили помощников?
— Обычно моими помощниками становятся студенты-практиканты. Правда, на данный момент бакалавры закончились, поскольку они в основном преддипломную практику проходят летом. Ожидаю помощи от магистров. Аспирантов в этом году, насколько я знаю, институт не стал привлекать. Но основную и более профессиональную поддержку мне, естественно, оказывают мои коллеги-инженеры
— Из каких институтов к вам приходят на практику?
— На практику к нам приходят из Омского государственного технического университета и Омского государственного университета имени Достоевского. Но я и сама, будучи студенткой ОмГТУ, проходила здесь практику и писала дипломную работу на тему «Катализаторы гидроочистки».
— А с научным руководителем как вы распределяете обязанности по проекту?
— Практическую часть выполняю я. Теорию вместе с руководителем. Также активное участие в разработке идеи принимает заместитель директора по научной работе ИППУ СО РАН Александр Валентинович ЛАВРЕНОВ. Самое главное – это придумать. И не секрет, что идея родилась не у меня, а это скорее коллективный проект.
— Успели запатентовать проект?
— Да, в 2013 году мы получили патент. Почти целый год ушел на это. Патентообладателем является институт.
— При получении гранта «У.М.Н.И.К.» четко разграничивается проектная смета буквально на каждые два-три месяца. Что вы должны сделать на первом этапе?
— Первый этап – это варьирование рецептуры уже с реальным сырьем. Эксперименты с моделями мы в принципе уже успешно завершили. Теперь нам необходим идеальный рецепт для катализатора. Он состоит ведь не только из карбида молибдена. Его-то можно приобрести в баночке, но не в том виде, который подойдет для катализатора. И размер частиц там другой.
— Из каких компонентов сейчас состоит ваш катализатор?
— Основной компонент катализатора – это, безусловно, карбид. Его активность в процессе мы повышаем введением никеля. Но это не мы придумали. Композиция никеля и молибдена в процессах гидроочистки – это уже классика. Также особенностью синтеза является то, что он не может обойтись без металловостановителя. Им может выступать довольно широкий спектр металлов: алюминий, цинк (в данный момент используем его), цирконий и т.д. Понятно, что стоимость металлов различная, поэтому нам одновременно с выявлением более активного компонента, необходимо определить еще и самый недорогой.
— На что потратите 200 тысяч рублей? Останутся деньги на зарплату?
— Да, часть денег пойдет на зарплату, остальное – расходная часть. На первом этапе нам потребуется закупать только реагенты. Как показывает практика, зарубежные реагенты пока что превосходят отечественные. У нас компоненты все импортные компании – Sigma-Aldrich. На втором году финансирования необходимо будет провести анализ результатов. Процедура сложная, за нее надо платить специалистам.
— Где приобретаете гудрон?
— У одной из наших лабораторий есть договоренности с ОАО «Газпромнефть – ОНПЗ».
— Что промышленники думают о вашем проекте?
— Проект вызвал интерес за рубежом. В 2012 году мы участвовали в конференции 15th International Congress on Catalysis ICC 2012 (Германия, Мюнхен). Нам поступало много вопросов о результатах исследований. Мы и сами много полезной информации для себя получили. На конференции проводилась выставка оборудования, установок и мы поняли, что мы работаем по схожему передовому принципу.
— Сложно было победить в конкурсе «У.М.Н.И.К.»?
— Я победила со второго раза. Хочу сказать, что плохих работ на конкурс не выставляют. Просто у одних более информативные презентации. Тем более что тема моего проекта очень специфична. Одно дело, когда молодые изобретатели от медицины заявляют на конкурсе, что их проект будет лечить от рака, и всем все понятно. И другое дело – мой проект, который улучшает качество переработки. А публика разная, и не все знатоки химии. Поэтому надо правильно расставлять акценты. Ко второму разу я значительно улучшила информационную составляющую презентации.
— Много проектов было в химической сфере? Кто-нибудь еще по теме катализа выставлялся?
— Да. И тоже из нашего института и тоже успешно. Кирилл КАЗАНЦЕВ получил грант по теме «Катализаторы изомеризации».
— Сколько времени проводите в исследованиях?
— Исследование является и частью моей аспирантской работы. Естественно, в институте мне поручают и другие задания, но основную часть работы я провожу именно с грантовым проектом.
— Остается время на хобби?
— Конечно. В нашем институте любят играть в волейбол.
— А вариант коммерциализации проекта еще не рассматриваете?
— Это ближе ко второму этапу, когда проект станет более привлекательным. Если по нашей технологии удастся отделить бензин от гудрона, то все поймут и оценят разработку.
— Внерабочее время иногда приходится тратить на исследования?
— Постоянно. Иногда даже ночуем на работе, поскольку процесс долгий. А испытания должны проводиться непрерывно – 20-24 часа. Периодически подменяем с коллегами друг друга.
