Подведены итоги конкурса «УМНИК – 2021».
Одним из победителей, который получит грант в размере 500 тысяч рублей на реализацию проекта, стала инженер Центра новых химических технологий Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук Арина ЮРТАЕВА. Она рассказала обозревателю «Коммерческих Вестей» Анастасии ИЛЬЧЕНКО о своем проекте по созданию цеолитсодержащего катализатора для переработки низкосортных бензиновых фракций в легкие олефины и ароматические углеводороды.
–Арина, в чем суть идеи? Речь идет о каком-то особом катализаторе?
– Да, мы работаем над специальным, на который сегодня высокий спрос. Он связан с потребностью промышленности в легких олефинах и ароматических углеводородах. В процессе крекинга можно повысить выход этих востребованных углеводородов. Наша разработка позволит это сделать, а также использовать невостребованные низкоценные бензиновые фракции, которые образуются на нефтеперерабатывающих заводах.
– Что представляют собой легкие олефины и чем они ценны?
– Это непредельные углеводороды – этилен, пропилен, бутилены. Из них в дальнейшем в нефтехимии получают пластики, которые повсеместно используются в быту и в промышленности.
– Ваши цеолитсодержащие катализаторы отличаются от своих собратьев?
– Все катализаторы крекинга цеолитсодержащие, но мы модифицируем цеолиты, входящие в состав композиции катализаторов. Цеолиты за счет свой структуры позволяют избирательно получать продукты в процессе крекинга. Мы вводим в них различные металлы, которые и помогут увеличить выход легких олефинов и ароматических углеводородов.
– Какие металлы нужны?
– Цинк, железо, марганец, цирконий. Плюс данной разработки в применении недорогих металлов. Благородные, конечно, тоже можно использовать, но с экономической точки зрения это нецелесообразно.
– Как вы подбирали металлы? Путем проб и ошибок?
– Нет, мы не можем себе это позволить. В основе был тщательный анализ литературы. Смотрели, как те или иные металлы влияют на цеолит, какие продукты получим в результате модифицирования. А затем стали проводить опыты. В настоящий момент у нас идет один из этапов модифицирования цеолита цинком. И уже можно сказать, что выход ароматических углеводородов при использовании данного метала увеличивается. В дальнейшем проверим и другие металлы, посмотрим, какие будут влиять на выход легких олефинов и ароматических углеводородов лучше. Мы имеем определенные предположения, их предстоит подтвердить или опровергнуть.
– По вашим данным, какой металл будет более эффективен для получения легких олефинов?
– Марганец, цирконий. Железо и цинк увеличат выход ароматических углеводородов – бензола, толуола и ксилола, которые как влияют на октановое число бензинов и в дальнейшем позволят увеличить качество товарных бензинов, так используются и в нефтехимической промышленности для производства лаков, красок, растворителей.
– Арина, расскажите об экономике проекта.
– Мы просчитывали ее, но пока не углублялись в тему. Могу сказать, что затраты на катализаторы не превысят те, что сегодня заложены на производство. Разработка не потребует дополнительных средств. А вот экономическая выгода будет ощутимой, поскольку мы будем использовать то, что сегодня не находит применения, и в итоге получим востребованный продукт.
– Как вы пришли к этой теме? Это задание от Омского НПЗ?
– У нас есть запросы от нефтеперерабатывающей промышленности, но данная идея была подана моим научным руководителем кандидатом химических наук, старшим научным сотрудником Центра новых химических технологий ИК СО РАН Олегом Валерьевичем ПОТАПЕНКО. Мы тщательно проработали литературу и поняли, что подобных отечественных катализаторов пока нет и это отличная свободная ниша, которую можно закрыть.
– А импортные аналоги существуют?
– Безусловно. Компании Exxon Mobil и UOP занимаются разработкой похожих катализаторов. К сожалению, мы точно не знаем их композицию – из чего они их делают, но можем предположить, что стоимость зарубежных катализаторов гораздо выше.
– На что пойдут средства гранта – на металлы и ингредиенты для опытов?
– Да, на закупку реактивов, сопутствующих средств – посуды, газовых баллонов, на зарплату сотрудникам. Я одна сделать все опыты не смогу, мне в них помогают пятеро сотрудников Института катализа. Анализ будет проводить лаборатория физико-химических методов.
– Давно занимаетесь этой темой?
– Около года. Она пересекается с моей научной работой в рамках учебы в аспирантуре Новосибирского Института катализа. Благодаря дистанционным занятиям получается совмещать работу и учебу. До этого три года я занималась изучением катализаторов каталитического крекинга, только модифицированием немного другого цеолитного компонента.
– Раньше сотрудники вашего вуза часто выбирали аспирантуру ОмГУ им. Достоевского. Сейчас приоритеты изменились?
– Я сама окончила университет по специальности «Химическая технология». Но, к сожалению, в ОмГУ нет направления «кинетика и катализ», которое является целевым для нашей сферы.
– Почему выбрали делом жизни химию?
– Частично на это повлияла моя мама. Она была увлечена химией в свои школьные годы (правда, профессию выбрала несколько иную) и так красочно описывала мне в детстве прелести химии, что, когда в школе начался этот предмет, я его сразу же полюбила. Участвовала в различных олимпиадах по химии. Плюс у нас была прекрасная учительница, увлеченная своим предметом. На третьем курсе ОмГУ Олег Валерьевич ПОТАПЕНКО, который преподавал у нас химическую технологию, предложил мне пройти практику в Институте катализа. Я никогда не была настроена на научную деятельность, но то, как она организована здесь, все поменяло. Приходя в институт, наукой буквально пропитываешься. Я помню, как загорелась работать здесь, когда только пришла на практику и познакомилась с такими высокоинтеллектуальными людьми, как Владимир Павлович ДОРОНИН, Татьяна Павловна СОРОКИНА. Они внесли огромный вклад в развитие нефтепереработки в России, поскольку катализаторы крекинга, которые были разработаны в институте, применяются как на Омском, так и на Московском НПЗ. Впервые попав в институт, я увидела установки, о которых нам рассказывали на занятиях, приборы, о которых только в книжках читала. Это оставило сильное впечатление. И очень подкупало, что все реально используется.
– Чем вы сейчас занимаетесь в Институте катализа?
– На данный момент я работаю инженером Центра новых химических технологий ИК СО РАН. В основном провожу испытания катализаторов на лабораторной установке, делаю анализ полученных данных, строю зависимости, а затем мы с коллегами обсуждаем разработку: получилась – не получилась. Но учеба в аспирантуре позволяет мне также заниматься синтезом, т. е. получается, что я прохожу все этапы. Это полноценная научная работа. Моя кандидатская также связана с модифицированием цеолитного компонента катализатора крекинга, но в ней я уже создаю мезопористую структуру. В диссертации, которую готовлю к защите в 2023-2024 году, будет чуть больше науки.
– Какие вопросы задавало жюри конкурса?
– Члены комиссии интересовались, как мы планируем реализовывать разработку. Наш план пока в том, чтобы создать свое мини-производство, а возможно, и сотрудничать с «Газпром нефтью». Посмотрим. На церемонии награждения победителей конкурса «УМНИК» в правительстве Омской области сказали, что наша разработка интересна и востребована, поскольку представляет собой непосредственный пример импортозамещения.
– Арина, а чем вы занимаетесь в свободное время? Есть ли у вас безобидное хобби?
– Да, порой хочется отвлечься от работы и проветрить мозг. В основном занимаюсь спортом – люблю потанцевать. Летом на Зеленом острове проводятся открытые тренировки по зумбе и аэробике. Это зажигательная смесь фитнеса и латиноамериканских танцев. Я с друзьями хожу на них и получаю свой заряд позитива. Еще мне нравится готовить. Предпочтение отдаю мясным блюдам, поскольку мозг нужно подпитывать белком (смеется).
Биография
Арина Сергеевна ЮРТАЕВА, инженер Центра новых химических технологий ИК СО РАН
Арина ЮРТАЕВА родилась 23 мая 1997 года в Омске. В 2015 году окончила лицей № 74 и поступила в ОмГУ им. Ф.М. Достоевского на химический факультет. В 2021 году окончила магистратуру ОмГУ и поступила в аспирантуру Института катализа СО РАН (Новосибирск).
Не замужем.