• 1

    Цель

    Создание инновационного территориального центра в томской агломерации, концентрирующего передовые производства, качественные человеческие ресурсы и новую технологическую базу

  • 2

    Направления

    «Передовое производство», «Наука и образование», «Технологические инновации и новый бизнес», «Умный и удобный город», «Деловая среда»

  • 3

    Инвестиции

    250 млрд руб. – общий объем необходимых инвестиций до 2020 года. Объем подтвержденных внебюджетных средств – 65%

  • 4

    Участники

    12 федеральных министерств, 5 крупных компаний, институты развития, 6 университетов, 12 научных организаций, 400 малых и средних инновационных компаний и промышленных предприятий

  • 5

    Инструменты

    Более 50 федеральных инструментов и инициатив разной ведомственной принадлежности скоординированно используются для достижения цели Концепция

  • 6

    Дорожная карта

    65 мероприятий «дорожной карты» по реализации Концепции обеспечивают вовлечение заинтересованных сторон

  • 7

    Территории

    6 городских территорий томской агломерации развиваются в рамках Концепции: промышленный, внедренческий, научно-образовательный, историко-культурный, медицинский и спортивный парки

  • 8

    Кластеры

    6 кластеров являются основой реализации Концепции со специализацией в нефтехимии, ядерных технологиях, лесной промышленности, фармацевтике, медтехнике, IT, возобновляемых ресурсах, трудноизвлекаемых запасах

  • 9

    Рабочие места

    160 тысяч высокопроизводительных рабочих мест будет создано к 2020 году по итогам реализации Концепции

  • 10

    Проекты

    Более 100 промышленных, научно-образовательных, социальных и инфраструктурных проектов реализуется участниками Концепции

О современной нефтепереработке, нефтехимии и будущей интеллектуализации производств

04 декабря 2012 17:52

Елена  Ивашкина

Доцент кафедры химической технологии топлива и химической кибернетики НИ ТПУ

Автор фото: Глеб Листвин

Автор фото: Глеб Листвин

Перед какими проблемами стоит российская нефтепереработка?

Сегодня есть три ключевых проблемы. Основной проблемой российской нефтепереработки является низкая глубина переработки углеводородного сырья. Средний мировой уровень – 85–87%. В США, в некоторых регионах глубина переработки достигает 95–98%. В России – 71–73%. Основная задача для России – внедрение новых технологий, которые бы существенным образом увеличили глубину переработки углеводородного сырья.

Что в мировой практике понимается под глубиной переработки?

Если мы принимаем за 100% исходную сырую нефть, которая получена из недр Земли и подготовлена на промыслах, то она на 85% должна быть преобразована в конечные целевые продукты нефтепереработки – высокооктановый бензин, дизельные топлива и т.д. и нефтехимические продукты, например полимеры – полиэтилен, полипропилен, полистирол, каучуки и так далее.

В мировой повестке глубина переработки занимает первое место?

Сегодня, в особенности для России глубина переработки отодвигается на второй план. Ключевой становится проблема качества нефтепродуктов. Россия вступила в ВТО и по ключевым показателям качества, что касается моторных топлив – наши бензины и дизельные топлива не удовлетворяют европейским требованиям. Это в первую очередь касается октанового числа, содержания ароматических углеводородов, содержания серы в дизельных топливах. Эта ключевая проблема, для решения которой необходимо провести технологическое перевооружение промышленности.

Третья проблема – низкий уровень интеллектуализации нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Текущий уровень автоматизации нефтеперерабатывающих производств позволяет операторам следить на мониторах за ходом технологического процесса, отслеживать параметры на датчиках. Но простого представления информации недостаточно. Сегодня необходимо внедрять такие информационные технологии, которые позволяли бы не только управлять технологическим процессом, но и прогнозировать и оптимизировать его.

Прогнозирование необходимо для того, чтобы через день, через неделю, через месяц знать, что будет с технологическим процессом. На 80% все процессы нефтепереработки являются каталитическими и требуют дорогостоящих катализаторов – ключевого компонента любого нефтеперерабатывающего процесса. Катализаторы бывают жидкие, твердые, имеют каждый свой жизненный цикл и требуют замены через определенное время. В особенности твердые катализаторы, которые дезактивируются с течением времени. Большая часть катализаторов изготавливаются на основе драгоценных металлов, например, в процессе каталитического риформинга бензинов используются платино-рениевые системы, имеющие высокую стоимость. Поэтому очень важно, чтобы катализатор прослужил как можно дольше.

На нашей кафедре ведется разработка программного обеспечения для технологических процессов переработки углеводородного сырья, которое обеспечивает прогнозирование процессов с учетом качества исходного сырья и вида катализатора. В зависимости от состава сырья, которое перерабатывается на конкретном предприятии, от специфики технологии, действующий на данном заводе можно прогнозировать цикл жизни катализатора, а самое главное – оптимизировать режимы, чтобы продлить срок его службы. Это позволяет увеличить срок бесперебойной работы промышленной установки.

Кафедра занимается разработкой такого программного обеспечения?

Ключевое направление исследований и разработок нашей кафедры – создание моделирующих систем, позволяющих прогнозировать и оптимизировать технологические режимы промышленных установок. Работы в этом направлении ведутся на кафедре больше 30 лет совместно с крупными нефтеперерабатывающими предприятиями, мощность которых достигает нескольких десятков миллионов тонн – ОАО «Кришинефтеоргсинтез», ОАО «Стрежевской НПЗ», ОАО «РН-Комсомольский НПЗ» и др.

В рамках научной школы «Математическое моделирование на физико-химической основе многокомпонентных промышленных процессов переработки углеводородного сырья», созданной в середине 80-х гг. профессором А.В. Кравцовым, а в настоящее время возглавляемой профессором Э.Д. Иванчиной мы внедряем на крупных нефтеперерабатывающих заводах, производящих высокооктановый бензин, дизельное топливо, полуфабрикаты синтетических моющих средств, моделирующие системы, позволяющие на высоком уровне управлять технологическими процессами – прогнозировать и оптимизировать их. Оптимизация заключается либо в продлении срока службы катализатора, либо в увеличении выхода готовой продукции в единицу времени.

Как обстоит дело с этим направлением в мировой практике?

Сегодня в мире моделирующие системы для нефтеперерабатывающих предприятий разрабатывают ведущие мировые бренды, такие как  PIMS. Многие проектные институты работают на базе HYSYS. Но существующие программные продукты направлены на обеспечение проектирования и моделирование строящихся объектов нефтеперерабатывающего комплекса – разработка технологической схемы, моделирование простых процессов промысловой подготовки сырья (отстаивание, сепарация). Для процессов каталитической переработки углеводородного сырья создать такие системы в разы сложнее. Предлагаемые нами моделирующие системы учитывают сложность процессов нефтепереработки и их физико-химическую сущность. Вторая особенность нашего решения – учет разного состава сырья, что позволяет применять данные программные продукты на разных заводах. Например, башкирская нефть тяжелая, высокосернистая, томская нефть совсем другая. На НПЗ в Башкирии и, например, в Томской области один и тот же катализатор может проявить себя совершенно по-разному. И это необходимо учитывать при перезагрузке каталитических реакторов. Оптимальным решением является первичное тестирование катализатора на моделирующей системе, а затем уже внедрение на производстве.

Насколько современны используемые в России технологии нефтепереработки?

Сегодня в России на ряде крупных заводов проводится существенная модернизация и реконструкция, внедрение технологий, позволяющих увеличить качество и глубину переработки. Проблема в том, что компания добывающего сектора и перерабатывающего принадлежит одному собственнику. Сегодня условия для собственника таковы, что долгосрочное перевооружение невыгодно. Но необходимо отметить, что потенциал повышения глубины переработки сырья и качества продуктов лежит в объединении нефтеперерабатывающего и нефтехимического производств. Но, к сожалению, нефтехимический сектор развивается отдельно. Например, Сибур специализируется только на нефтехимии.

Итак, как сегодня должна выглядеть современная технологическая цепочка, объединяющая нефтепереработку и нефтехимию, для прогнозирования и оптимизации которой необходимо создавать новые моделирующие системы?

Первый передел – разделение пришедшей на завод нефти на фракции – бензиновая фракция, дизельная, керосиновая и т.д.. Второй передел – переработка полученных фракций в каталитических и термических процессах для получения высокооктанового бензина, дизельного топлива, котельного топлива. Далее начинается нефтехимия. Третий передел – получение из бензиновой фракции нефтехимических продуктов пиролиза, например получение полипропилена из полиэтилена, парафинов из дизельной фракции и т.д. Четвертый передел – получение термореактивных полимеров, например, – новых материалов, обладающих уникальными свойствами по прочности, термической стойкости.

В чем будущее таких моделирующих систем? В чем стратегическая перспектива развития этого направления?

Не секрет, что сегодня технолог, работающий на производстве, оттачивает режимы эксплуатации методом проб, ошибок и, исходя из своего опыта, интуиции сформировал свою практику поддержки оптимального технологического процесса. В этой ситуации производство очень сильно зависит от конкретного технолога. А наша моделирующая система позволяет четко понимать, что будет с технологическим процессом при определенном сырье и катализаторах через неделю, месяц, год и предлагает допустимые изменения режима.

Эксплуатация промышленных установок в будущем должна осуществляться с использованием интеллектуальных систем – процесс управления должен строиться с элементами искусственного интеллекта. Таким образом, наша разработка является частью мирового тренда интеллектуализации производства. А пока мы создаем продукт, на который может опираться любой технолог нефтеперерабатывающего производства. Разработка и адаптация моделирующей системы это многоэтапный и многолетний труд коллектива. Сегодня мы предлагаем предприятиям не только программный продукт, но и сопровождение на всем жизненном цикле – мониторинг работы промышленных установок, аналитическое сопровождение, прогнозные расчеты, рекомендации по оптимизации. Для работы с предприятиями кафедра недавно создала малое инновационное предприятие «Интеллектуальная нефтепереработка».

Автор фото: Глеб Листвин

Поделиться: