Использование нанотехнологий в каталитических процессах

Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Гидроочистка
Научно-технологическое
развитие
Технологии приготовления катализаторов
Направления импорта технологий
Технико-экономические характеристики
100
Энергопотребление
10
10
6–7
6–7
95–98
95–98
95–98
95–98
Приготовление
носителя
1
2
Алкоголятная
технология
Приготовление
пропиточного
раствора
Пропитка
Сушка
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Электросушка
с продувкой
инертным
газом
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Электросушка
с продувкой
инертным
газом
Смешивание двух
растворов
в присутствии
третьего компонента
Алкоголятная
технология
Смешивание двух
растворов
в присутствии
третьего компонента
Алкоголятная
технология
Смешивание двух
растворов
в присутствии
третьего компонента
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Синтез
оптимальных
кобальт-молибденовых комплексов
непосредственно
в растворе
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Прокалка
Осернение
В инертном
газе
Продувка
при температуре 300-350°С
топливом, содержащим соединение
серы (внутри
реактора)
х1
— Нормированная оценка текущего
значения параметра. По отношению
к ней приведены оценки значений
данного параметра в будущем для
всех представленных комплексов
50
х1,5
х1
2
19–25
2,5–3 х1,5 х1,2
50
х1,2
х1
2
19–25
В инертном
газе
2015
2010
Электросушка
с продувкой
инертным
газом
В инертном
газе
На НПЗ
(в отдельной
установке)
х1
х1
350–
50
х1
х1
3
19–25
2,5
х1
х1
350
х1
х1
3
20–22
Процесс:
х1 50–10
х1,5
х1,2
2
19–25
1,5–2 х1,5
х1 50–10
х1,2
х1,2
2
19–25
2020
2010
1,5–2
х1
х1,2 50–10
х1
х1
2
19–25
1,5–2
х1
х1,2 50–10
х1
х1
2
20–22
Процесс:
NZSD (<10 ppm)
4
Алкоголятная
технология
В инертном
газе
2030
2020
2015
Смешивание двух
растворов
в присутствии
третьего компонента
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Электросушка
с продувкой
воздухом
Синтез
оптимальных
кобальт-молибденовых или платиновых комплексов
непосредственно
в растворе
Циркуляционная пропитка,
включающая
вакуумирование
носителя
Электросушка
с продувкой
инертным
газом
Прокалка
на НПЗ
1,5
х2
х1,2
<10
Катализатор:
Носитель: оксид алюминия
Активный компонент: наномодифицированный кобальт-молибден
х2–2,5
х1
1,5–2
х2
х1,2
<10
х2–2,5
х1
1,5–2
25–30
1,2
х2
х1,2
<10
х2–2,5
х1
1,5–2
25–30
Процесс:
750–800
800–900
900–1 100
Ежегодное
потребление, тыс. т
50–60
60–65
70
80
Ежегодное
потребление, млн $
2 200
2 500–2 600
2 700–2 800
3 000–3 500
Стратегические цели российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
30%
российского
рынка
40%
российского
рынка
50%
российского
рынка
65%
российского
рынка
В области качества
Отставание
от лидера
На уровне мировых лидеров
В области технологии
Заимствование
технологий
за рубежом
типа Nebula
Разработка российских технологий
полного цикла приготовления
катализаторов
Тип катализатора: носитель: оксид алюминия
активный компонент: кобальт-молибден
Число установок, шт.
Общая мощность
установок, тыс. т/г
Ежегодное
потребление, т
Ежегодное
потребление, млн $
Катализатор:
с ультранизким (50–10 ppm)
остаточным содержанием серы
750–800
25–30
1,2
На НПЗ
Общая мощность
установок, тыс. т/г
2010
2015
2020
50
64
64–66
80
70 000
75 000
75 000
90 000
1 500–2 000
6 000
8 000
10 000–12 000
100
250
300
400–500
2030
50–60
3
х1
х1,2 50–10 х2,5–3
х0,8
3
70–80
3
х1
х1 50–10 х2,5–3
х0,8
3
70–80
Число установок, шт.
70–80
Общая мощность
установок, тыс. т/г
3
2010
х1
х1 50–10 х2,5–3
х0,8
3
Технология приготовления тяжелых катализаторов гидроочистки ДТ (типа Nebula)
Ежегодное
потребление, т
2015
2020
2030
низкая
низкая
средняя
средняя
Капиталоемкость
высокая
средняя
средняя
средняя
Материалоемкость
высокая
высокая
высокая
высокая
Энергопотребление
среднее
среднее
среднее
среднее
70–80
70–80
80–90
80–90
Выход годных, %
Технология окисления
Стадии приготовления
1. Приготовление носителя; 2. Приготовление пропиточного раствора; 3. Пропитка; 4. Сушка; 5. Прокалка
Преимущество
По качеству — возрастет
степень очистки
Катализатор:
Процесс:
Время появления
2030 год или далее
2030
2020
2015
2010
Ежегодное
потребление, млн $
типа Nebula
NZSD (<10 ppm)
1,5
х1,5
х1
<10
х2,5–3
х0,8
3
50–60
1,5
х1,5
х1
<10
х2,5–3
х0,8
2
70–80
1,5
х1,5
х1
<10
х2,5–3
х0,8
2
70–80
1,5
х1,5
х1
<10
х2,5–3
х0,8
2
70–80
Катализатор:
Процесс: с ультранизким (10–1 ppm) Носитель: наноструктурированная
двуокись титана
остаточным содержанием серы
Активный компонент:кобальт-молибден или платина
Преимущество
По качеству — снижение содержания серы и азота
Время появления
2030 год или далее
2010
2015
2020
2030
10
15
20
20
10 000
15 000
20 000
20 000
200
600
1 000
1 500
6
24
40
60
с
Технико-экономические характеристики
2010
Тип катализатора: носитель: оксид алюминия
активный компонент: никель-молибден
й
3
и
х0,8
с к
х1,2 50–10 х2,5–3
й
2015
х1
и
2020
3
Тип катализатора: носитель: оксид алюминия
активный компонент: наномодифицированный кобальт-молибден
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
—
—
1–2
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
—
—
1 000–2 000
Ежегодное
потребление, т
—
—
—
200–300
Ежегодное
потребление, млн $
—
—
—
10–15
2030
с
В инертном
газе
2030
Осернение
в отдельной
установке
(специальным
серосодержащим реагентом)
о
6
Приготовление
наноструктурированных носителей, например,
на основе диоксида титана
р
ы
Технология
переосаждения
Электросушка
с продувкой
инертным
газом
Продувка
при температуре
300-350°С топливом, содержащим
соединение серы
(в отдельной
установке)
Катализатор:
Носитель: оксид алюминия
Активный компонент:
кобальт-молибден
2030 2–2,5 х1,5
2015
3
2,5
с ультранизким (50–10 ppm)
остаточным содержанием
серы (с низкой объемной
скоростью)
Продувка
при температуре
300-350°С топливом, содержащим
соединение серы
(в отдельной
установке)
Катализатор:
Носитель: оксид алюминия
Активный компонент: кобальтмолибден или никель-молибден
2030 >3,5 х1,5 х1,2
Основные стадии приготовления катализатора
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
Процесс:
с низким (более
50 ppm) остаточным
содержанием серы
2030
Мировой рынок
100
2020
к
100
2015
о
100
Цена, тыс. $/т
Трудоемкость
(на 1000 тонн продукции в год), чел.
Срок службы
катализатора
до регенерации, лет
10
Прочность
10
Активность
10
Остаточное содержание серы, ppm
20–24
Энергопотребление
20–24
Капиталоемкость
15–18
10
Производительность
Условные обозначения:
15–18
2010
Р
Разработка
технологий
окислительной
сероочистки
2030
2020
5
Разработка
технологии синтеза
активного
компонента
2020
Капиталоемкость средняя по стадиям
(на 1000 тонн продукции в год), млн $
Выход годных, %
Оптимизация
режимов сушки
Разработка
методов
управления
пористой
структурой
носителя
2015
Тип катализатора: сульфидные
Характеристики
катализатора
н
Разработка
режимов
сульфидирования
2010
Технико-экономические
характеристики
процесса
Производительность
(объемная скорость), ч–1
Расход ценного сырья
(содержание кобальта и молибдена, %)
Российские исследования и разработки
Разработка
технологии
активации
и оборудования
для нее
Рынки катализаторов
Технология приготовления легких катализаторов гидроочистки
Технологические линии
в комплекте
Разработка
методов синтеза
биметаллических
комплексов
Процессы и катализаторы (комплексы)
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Каталитический крекинг
х1
х1
х1
—
Трудоемкость
х1
х1
х1
—
Энергопотребление
х1
х1
х0,9
—
Оборудование для
прокалки и фильтры
Процесс:
установка с движущимся
слоем катализатора
Основные стадии приготовления катализатора
Оборудование для
прокалки, в том числе
барабанные печи
Приготовление
аморфной алюмосиликатной
матрицы
(носителя)
Оборудование для
распылительной сушки
1
Оборудование для
синтеза цеолитов
Смесительное
оборудование
2
Российские исследования
и разработки
1. Приготовление растворов
алюмината натрия
и аммиачной
селитры, отделение
редкоземельных
элементов
2. Синтез гидроокиси алюминия
3. Блок осушки
глины
1. Приготовление растворов
алюмината натрия
и аммиачной
селитры, отделение
редкоземельных
элементов
2. Синтез гидроокиси алюминия
3. Блок осушки
глины
Приготовление Модифицирование
цеолита
цеолита
(активного
редкоземельными
компонента)
элементами
методом ионного
обмена
Реакция
замещения
иона натрия
на ион аммония
или на ионы редкоземельных
элементов
Гелевый
способ
синтеза
цеолита
Термопаровая
стабилизация
Электронагрев
Прокалка
цеолита
Введение
модифицированного цеолита
в аморфную
алюмосиликатную матрицу
Смешивание цеолита
и алюмосиликатной матрицы
В огневой
печи
Формовка
и сушка
Прокаливание
и термопаровая стабилизация
2020
2015
В жидкой
фазе
В огневой
печи
2010
Реакция
замещения
иона натрия
на ион аммония
или на ионы редкоземельных
элементов
Гелевый
способ
синтеза
цеолита
Электронагрев
Смешивание цеолита
и алюмосиликатной матрицы
В огневой
печи
В газовой
фазе
В огневой
печи
2020
2015
Оптимизация
режимов прокалки
2010
Те хнология приготовления микросферического катализатора
Оптимизация режимов
2015
2020
2030
х2
х2,2
х2,4
х2,5
50
88
2
50
х1
х1
600
65
48
86
1,8
43–46
х1
х1
650
63
46
84
1,5
Катализатор:
микросферические
(средний диаметр частиц
10–150 мкм) алюмосиликатные цеолитсодержащие
53–54
х2
х0,8
780
75
55
92
4
48–50
х2
х0,85 780
70
54
88
3
48–50
х2
х0,85 800
70
50
86
2
Трудоемкость
х0,7
х0,6
х0,65
х0,5
Энергопотребление
х1,8
х1,7
х1,6
х1,5
установка с лифт-реактором
2030
2020
800
Ежегодное потребление,
тыс. т
300
320
350
360
Ежегодное потребление,
млн $
1 200
1 450
1 750
2 150
микросферические
(пылевидные со средним
диаметром частиц 10–70 мкм)
алюмосиликатные
цеолитсодержащие
60
х2
х0,5 720
78
71
97
6
58
х2
х0,6 750
76
65
93
4
В области освоения рынка
2010
2015
2020
20%
60%
80%
российского
рынка
российского
рынка
2015
Основные стадии приготовления катализатора
Подготовка (очистка) сырья
Синтез цеолитов
различного типа,
в том числе с широкими мезопорами,
для каталитического
крекинга тяжелого
сырья и цеолитов
для процесса типа
«мили-секонд»
3
будет разработана
к 2020 г.
Приведет
к росту
селективности
и активности катализатора
Приготовление
аморфной алюмосиликатной
матрицы
(носителя)
1. Приготовление растворов
алюмината натрия
и аммиачной
селитры, отделение
редкоземельных
элементов
2. Синтез гидроокиси алюминия
3. Блок осушки
глины
Приготовление
цеолита
(активного
компонента)
Гелевый
способ
синтеза
цеолита
Модифицирование
цеолита
редкоземельными
элементами
методом ионного
обмена
Реакция
замещения
иона натрия
на ион аммония
или на ионы редкоземельных
элементов
Термопаровая
стабилизация
Электронагрев
Прокалка
цеолита
В огневой
печи
Введение
Формовка Прокаливание
модифицирован- в микросферу и термопароного цеолита
вая стаи распылив аморфную
билизация
алюмосиликат- тельная сушка
ную матрицу
Смешивание цеолита
и алюмосиликатной матрицы
В газовой
фазе
2010
Разработка российских технологий полного цикла
приготовления катализаторов
Тип катализатора:
шариковые алюмосиликатные цеолитсодержащие
В огневой
печи
2030
2020
4
Условные
обозначения:
— Технология производства с низкой
себестоимостью
5
Подготовка (очистка)
сырья
1. Приготовление растворов
алюмината натрия
и аммиачной
селитры, отделение
редкоземельных
элементов
2. Синтез гидроокиси алюминия
3. Блок осушки
глины
1. Приготовление растворов
алюмината натрия
и аммиачной
селитры, отделение
редкоземельных
элементов
2. Синтез гидроокиси алюминия
3. Блок осушки
глины
Реакция
замещения
иона натрия
на ион аммония
или на ионы редкоземельных
элементов
Электронагрев
В огневой
печи
Смешивание цеолита
и алюмосиликатной матрицы
В газовой
фазе
73
58
90
3
54
х2
х0,7 780
70
52
87
2
Ежегодное потребление, т
Реакция
замещения
иона натрия
на ион аммония
или на ионы редкоземельных
элементов
Электронагрев
В огневой
печи
Смешивание цеолита
и алюмосиликатной матрицы
х0,5 750
78
71
97
6
58
х2,5
х0,6 780
76
65
93
4
х2,5
х2,5
х0,65 800
х0,7 820
73
70
58
52
90
87
3
2
2010
2015
2020
2030
11
7
3
—
5 850
4 000
1 800
—
7 200
4 900
2 200
—
18
15
8
—
Тип катализатора:
микросферические (пылевидные со средним
диаметром частиц 10–150 мкм) алюмосиликатные
цеолитсодержащие катализаторы
2010
2015
2020
2030
16
19
22
25
Общая мощность
установок, тыс. т/г
24 180
30 700
37 000
43 000
Ежегодное потребление, т
10 500
14 000
16 000
19 000
42
63
80
115
Число установок, шт.
Ежегодное потребление,
млн $
Катализатор:
В огневой
печи
Процесс:
2030
В газовой
фазе
микросферические
(пылевидные со средним
диаметром частиц 10–70
мкм) алюмосиликатные
цеолитсодержащие
х2,5
установка крекинга
«мили-сэконд»
Золевый
способ
синтеза
цеолита
Ежегодное потребление,
млн $
60
54
2010
Золевый
способ
синтеза
цеолита
х0,65 750
56–58
2015
Модификация
матрицы
х2
установка крекинга
с двойной регенерацией
(для переработки тяжелого
сырья)
российского
рынка
В области технологии
56–58
Катализатор:
80%
российского
рынка + 20%
рынка СНГ
На уровне мировых лидеров
Общая мощность
установок, тыс. т/г
Процесс:
2030
В области качества
Число установок, шт.
Разработка
катализаторов,
стойких к отравлению
металлами (ванадий,
никель) для переработки мазута
— Нормированная
оценка текущего
значения параметра.
По отношению к ней
приведены оценки
значений данного
параметра в будущем
для всех представленных комплексов
68
Процесс:
Разработка технологии
прокалки в управляемых газовых средах
х1
600
Катализатор:
2010
Капиталоемкость
— Технология производства высококачественной продукции
х1
Технико-экономические характеристики
Разработка технологии гомогенизации
композиций
2030
790
Стратегические цели российских производителей
Катализатор:
х1
установка с псевдоожиженным слоем катализатора
2020
780
шариковые алюмосиликатные цеолитсодержащие
50–52
Процесс:
2015
765
В огневой
печи
2020
2015
2010
56
х1,5
х0,5 720
микросферические
(пылевидные со средним
диаметром частиц 10–70
мкм) алюмосиликатные
цеолитсодержащие с оптимальным содержанием
редкоземельных элементов
78
71
97
Мировой
рынок
Капиталоемкость
2010
Общая мощность
установок, млн т/г
Тип катализатора:
микросферические (пылевидные со средним
диаметром частиц 10–70 мкм) алюмосиликатные
цеолитсодержащие катализаторы с оптимальным
содержанием редкоземельных элементов
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
—
2
5
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
—
4 000
10 000
Ежегодное потребление, т
—
—
1 800
4 500
Ежегодное потребление,
млн $
—
—
11
32
6
54
х1,5
х0,5 750
76
65
93
4
52
х1,5
х0,5 750
73
58
90
3
50
х1,5
х0,5 780
70
52
87
2
р ы н о к
2030
Катализаторы
Р о с с и й с к и й
2020
Цена, тыс. $/т
2015
Рынки катализаторов
Характеристики
катализатора
Износоустойчивость, %
Оборудование
для фильтрации
(центрифугирования)
суспензий
2010
Выход целевой продукции (бензиновой фракции) на тонну сырья
(время работы установки: 8000 часов в год), %
Технико-экономические характеристики
Энергопотребление,
КВт/час/т сырья
Технико-экономические
характеристики процесса
Микроактивность, %
Технология приготовления шарикового катализатора
Доля ручного труда
Направления
импорта
технологий
Процессы и катализаторы (комплексы)
Активность (глубина
крекинга), %
Технологии приготовления катализаторов
Капиталоемкость (при
производительности
600 тыс. тонн в год)
Научно-технологическое
развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Изомеризация легких бензиновых фракций
Энергопотребление
Выход годных, %
х1,5
х0,7
х0,6
х0,7
> 95 %
х1,5
х0,7
х0,6
х0,6
> 95 %
Рынки катализаторов
Мировой рынок
Характеристики
катализатора
Ежегодное
потребление, т
Цена, тыс. $/т
Трудоемкость
х1,2
х0,8
х0,7
х0,8
> 95 %
2030
% побочной продукции
при производстве
Капиталоемкость
2020
Энергопотребление
х1
х1
х1
х1
> 90 %
Производительность
Оборудование
для жидкостной
формовки
шарикового
катализатора
в масляной
колонне
2015
Трудоемкость
2010
Производительность,
т сырья / т катализатора в час
Технико-экономические характеристики
Технико-экономические
характеристики процесса
Селективность, % мас.
Технология приготовления низкотемпературных катализаторов на основе хлорированных оксидов алюминия/
оксида циркония, промотированного сульфат-, молибдат- или вольфрамат-ионом
Капиталоемкость
Направления
импорта
технологий
Процессы и катализаторы (комплексы)
Прочность, кг/см2
Технологии приготовления катализаторов
Научно-технологическое развитие
Ежегодное
потребление,
млн $
2010
2015
2020
2030
3 000
3 500
4 000
4 500–5 000
450
550
625
700–750
Основные стадии приготовления низкотемпературного катализатора
Шнековые
центрифуги
для непрерывной
фильтрации
и промывки
мокрого продукта синтеза
Приготовление
растворов
Приготовление
активного компонента
Cмешение активного компонента
с оксидом алюминия
с последующей грануляцией
Нанесение
благородного металла
Термообработка
гранул катализатора
1
Растворение солей в воде, механическое смешение (аппараты с перемешивающим устройством)
Переосаждение в аппаратах с перемешиванием и подогревом, совмещенное с модифицированием сульфат-ионами
Грануляция со связующим в шнековых экструдерах,
совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая пропитка / периодическая
пропитка, совмещенная с ионным обменом
Периодическая в муфельных печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
2
Растворение солей в воде, механическое смешение (аппараты с перемешивающим устройством)
Переосаждение в аппаратах с перемешиванием и подогревом, совмещенное с модифицированием сульфат-ионами,
а также ультразвуковым диспергированием
Грануляция со связующим в шнековых экструдерах,
совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Непрерывная пропитка (по аналогии с приготовлением катализаторов риформинга)
Периодическая в муфельных печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
3
Растворение солей в воде, механическое смешение (аппараты с перемешивающим устройством)
Переосаждение в аппаратах с перемешиванием и подогревом, совмещенное с модифицированием сульфат-ионами,
а также ультразвуковым диспергированием
Жидкостная формовка шарикового
катализатора в масляной колонне
Непрерывная пропитка (по аналогии с приготовлением катализаторов риформинга)
Непрерывная в обычных
или вакуумных ленточных печах
Технология приготовления среднетемпературных катализаторов на основе цеолитов типа морденит
с содержанием натрия на уровне 2–3 ppm, модифицированных 0,4–0,5 % масс. платины
Технико-экономические характеристики
Производительность
Капиталоемкость
Трудоемкость
Энергопотребление
Автоклавы
с перемешиванием
и подогревом
до 200°С
для синтеза
цеолитов
Разработка
технологии
нанесения
благородного
металла
одновременно
со стадией
нанесения
сульфата
Процесс:
низкотемпературная
изомеризация
2030
Ленточные
прокалочные
печи для
непрерывной
прокалки при
температурах
до 600°С
Российские
исследования
и разработки
Катализатор:
Выход годных, %
2010
2015
х0,3
х2
х3
х3
> 85 %
х0,3
х2
х3
х3
> 90 %
2020
2020
х0,3
х2
х3
х3
> 95 %
5
х1
х1
х1 2–5 60–80 95–98
80
5
х1
х1
х1 2–5 60–80 95–98
75
4
х1
х1
х1 2–5 50–70 95–98
75
4
х1
х1
х1 5–8 50–70 92–95
70
Приготовление
растворов
Стратегические цели
российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
30%
40%
50%
50%
2030
х0,3
х2
х3
х3
> 95 %
2015
2010
российского российского российского российского
рынка
рынка
рынка
рынка +
20% рынка
стран СНГ
Катализатор:
Основные стадии приготовления среднетемпературного катализатора
Подготовка сырья
хлорированные
оксиды алюминия;
оксид циркония,
промотированный
сульфат-,
молибдат- или
вольфраматионом
Кристаллизация
в автоклавах
Промывка, фильтрация,
утилизация сточных вод
Ионный обмен,
модификация
Нанесение благородного металла
Грануляция
со связующим
Cушка,
прокалка
Многократный периодический ионный
обмен в аппаратах с перемешиванием и
подогревом при атмосферном давлении
Периодическая пропитка
(возможно, совмещенная
с ионным обменом)
Грануляция в шнековых экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
4
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Периодическая
Фильтрация на нутч-фильтрах
или фильтр-прессах
5
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Периодическая
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Периодическая пропитка
(возможно, совмещенная
с ионным обменом)
Грануляция в шнековых экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
6
Механическое измельчение на планетарных мельницах (подготовка воды – дистилляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Непрерывная пропитка по
аналогии с приготовлением
катализаторов риформинга
Жидкостная формовка
шарикового катализатора
в масляной колонне
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
7
Механическое измельчение на планетарных мельницах (подготовка воды – дистилляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Непрерывная пропитка по
аналогии с приготовлением
катализаторов риформинга
Жидкостная формовка
шарикового катализатора
в масляной колонне
Непрерывная в обычных
или вакуумных ленточных
печах
Процесс:
среднетемпературная
изомеризация
на основе цеолитов
типа морденит
с содержанием
натрия на уровне
2–3 ppm, модифицированные 0,4–0,5 %
масс. платины
2030 0,5–1,5 х2,75 х1,3
х2 10–15 60–80 85–90
155
0,5–1,5 х2,75 х1,3
х2 10–15 60–80 85–90
150
0,5–1,5 х2,75 х1,3
х2 10–15 50–70 85–90
150
0,5–1,5 х2,75 х1,3
х2 10–15 50–70 85–90
130
2020
2015
2010
В области качества
Незначительное
отставание от
мировых
лидеров
На уровне
мировых
лидеров
В области технологии
Разработка российских
технологий полного
цикла приготовления
катализаторов
Технология приготовления высокотемпературных катализаторов на основе среднепористых цеолитов типа ZSM-5
Технико-экономические характеристики
Отработка
технологии
жидкостной
формовки
шарикового
катализатора
в масляной
колонне
Разработка
технологии
гранулирования катализатора без
связующего
Отработка
технологии
непрерывного
синтеза
цеолитов
Производительность
Капиталоемкость
Трудоемкость
Энергопотребление
Выход годных, %
2010
2015
2020
2030
х0,5
х2
х2,5
х2,5
> 85 %
х0,5
х2
х2,5
х2,5
> 90 %
х0,6
х1,8
х2,5
х2,5
> 95 %
х0,6
х1,8
х2,5
х2,5
> 95 %
Катализатор:
Процесс:
высокотемпературная
изомеризация
Основные стадии приготовления высокотемпературного катализатора
Подготовка сырья
Приготовление
растворов
Кристаллизация
в автоклавах
Промывка, фильтрация,
утилизация сточных вод
Ионный обмен,
модификация
Грануляция
со связующим
Периодическая
Фильтрация на нутч-фильтрах
или фильтр-прессах
Периодический ионный обмен в аппаратах с перемешиванием и подогревом при атмосферном давлении
Грануляция со связующим в шнековых
экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Периодический ионный обмен
в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Грануляция со связующим в шнековых
экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Периодический ионный обмен
в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Грануляция со связующим в шнековых
экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Непрерывная в обычных
или вакуумных
ленточных печах
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Периодический ионный обмен
в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Жидкостная формовка
шарикового катализатора
в масляной колонне
Непрерывная в обычных
или вакуумных
ленточных печах
8
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический
конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
9
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический
конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
10
Механическое измельчение на планетарных мельницах (подготовка воды – дистилляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
11
Механическое измельчение на планетарных мельницах (подготовка воды – дистилляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
Периодическая
Cушка,
прокалка
2030 0,5–1,5 х3
х1,3
х3 15–25 60–80 75–85
155
0,5–1,5 х3
х1,3
х3 15–25 60–80 75–85
150
0,5–1,5 х3
х1,3
х3 15–25 50–70 75–85
150
0,5–1,5 х3
х1,3
х3 15–25 50–70 75–85
130
2020
2015
2010
на основе
фторированного
оксида алюминия
или среднепористых
цеолитов
типа ZSM-5
Российский рынок
Число установок
Ежегодное
потребление, т
Ежегодное
потребление,
млн $/т
2010
2015
2020
2030
14
18
23
30
140–150
200–300
350–400
550
15–22
30–45
52–60
85
Условные обозначения:
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
х1
— Нормированная оценка текущего
значения параметра. По отношению
к ней приведены оценки значений
данного параметра в будущем для
всех представленных комплексов
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Каталитический риформинг
Трудоемкость
х1
х1
х1
х1
Энергопотребление
х1
х1
х1
х1
6–8
6–8
6–8
6–8
% брака
Оборудование
для сушки
Изготовление
шарика
Оборудование
для восстановления в потоке
водорода
Процесс:
Основные стадии приготовления шарикового катализатора «платина на оксиде алюминия»
методом аммиачно-углеводородной формовки
1
Методом
аммиачноуглеводородной формовки
Увлажнение Пропитка носипарами воды теля растворами
платины и рения
Равномерное
орошение
Безостаточная
пропитка
Выпаривание
воды после
пропитки
Нагревание
в печи
Сушка
Нагревание
в печи при
невысокой
температуре
Прокалка
Восстановле- Хлорироние в потоке
вание
водорода
(активация)
Восстановление в потоке
водорода
Контактная
Хлорирование газообразным
HCl
в стационарном слое катализатора
с установкой промежуточного
подогрева между зонами реакции
Осернение
2030
Полисульфидами
2020
2015
Российские
исследования
и разработки
Разработка
катализаторов
с повышенной
механической
прочностью
и высокой
каталитической
активностью
для установок
с движущимся
слоем
катализатора
2
Методом
аммиачноуглеводородной формовки
Разработка
катализаторов,
позволяющих
получать выход
водорода
Условные
обозначения:
— Технология производства с низкой
себестоимостью
— Технология производства высококачественной продукции
х1
— Нормированная
оценка текущего
значения параметра.
По отношению к ней
приведены оценки
значений данного
параметра в будущем
для всех представленных комплексов
Безостаточная
пропитка
Выпаривание
при помощи
СВЧ-излучения
Нагревание
в печи при
невысокой
температуре
Восстановление в потоке
водорода
Бесконтактная
Хлорирование с применением
CCl4 или
C2H4Cl2
Полисульфидами
90
х0,8
2
х1
120
60
220
80–100
97
88
х0,9
1,7
х1
125
61
190
80
96
86
х1
1,5
х1
130
63
170
70
93–95 82–85
2010
2010
2015
2020
2030
Капиталоемкость
х1
х1
х1,1
х1,1
Трудоемкость
х1
х1
х1
х1
в стационарном слое катализатора
с установкой промежуточного
подогрева между зонами реакции
Энергопотребление
х1
х1
х1
х1
8–10
8–10
8–10
8–10
% брака
2030
2020
2015
Основные стадии приготовления платины на оксиде алюминия (экструдат)
3 Экструзия
Увлажнение Пропитка носи- Выпаривание
парами воды теля растворами воды после
платины и рения
пропитки
Равномерное
орошение
Безостаточная
пропитка
Нагревание
в печи
Сушка
Прокалка
Нагревание
в печи при
невысокой
температуре
Контактная
Восстановле- Хлорироние в потоке
вание
водорода
(активация)
Восстановление в потоке
водорода
Хлорирование газообразным
HCl
2010
90
х0,8
2,5
х1
120
59
220
80–100
98
89
х0,9
2
х1
125
59
190
80
96
88
х1
1,9
х1
130
60
170
70
95
85–87
х1
1,7
х1 130–140 62 120–150 40–60
Осернение
2030
Технико-экономические характеристики
2010
2015
2020
2030
Капиталоемкость
х1,1
х1,15
х1,2
х1,2
Трудоемкость
х1,1
х1,1
х1,02
х1
Энергопотребление
х1,2
х1,2
х1,3
х1,3
6–8
6–8
6–8
6–8
2020
2015
103
4 Экструзия
Увлажнение Пропитка носипарами воды теля растворами
платины и рения
Равномерное
орошение
Безостаточная
пропитка
Выпаривание
воды после
пропитки
Нагревание
в печи
Сушка
Нагревание
в печи при
невысокой
температуре
Прокалка
Восстановле- Хлорироние в потоке
вание
водорода
(активация)
Восстановление в потоке
водорода
Хлорирование газообразным
HCl
5 Экструзия
Безостаточная
пропитка
Выпаривание
при помощи
СВЧизлучения
Нагревание
в печи при
невысокой
температуре
Бесконтактная
Восстановление в потоке
водорода
Хлорирование с применением
CCl4 или
C2H4Cl2
160
2,4 х1,9
170
65
280
80
101
89
х0,85
2,2 х1,8
175
68
270
70
180
70
250
40–60
105
87–89 х0,85
94
2020
2010
525
560
600
675
8 750
9 300
10 000
11 250
175
230
270
360
В области освоения рынка
2010
2015
2
х1,8
х0,75
3,2
х2
Катализатор:
цеолитный
платиносодержащий
160
20%
российского
рынка
2020
50%
российского
рынка
2030
80%
60–70%
российского
рынка
российского
рынка
В области качества
На уровне мировых лидеров
В области технологии
Разработка российских
технологий полного
цикла приготовления
катализаторов
Заимствование
технологий
за рубежом
Тип катализатора:
платина на оксиде алюминия
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
58
60
60
62
Общая мощность
установок, млн т/г
20
22–25
22–25
30
Ежегодное
потребление, т
330
420
420
500
Ежегодное
потребление, млн $
6,6
9,4
10,5
15
Тип катализатора:
цеолитный платиносодержащий
59 300–350 80–100
Число установок, шт.
Полисульфидами
2030
Стратегические цели
российских производителей
60 300–350 80–100
х0,8
Осернение
Полисульфидами
х2
Процесс:
2015
Равномерное
орошение
3
в движущемся
слое катализатора
2030
Контактная
х0,75
90
100
2010
92
102
Основные стадии приготовления цеолитных платиносодержащих катализаторов
Изготовление носителя
(формовка)
Катализатор:
платина
на оксиде
алюминия
Процесс:
в движущемся
слое катализатора
Технология приготовления цеолитных платиносодержащих катализаторов
% брака
Катализатор:
цеолитный
платиносодержащий
100
Элементарной серой
2020
х1 1,3–1,5 х1 130–140 64 120–150 40–60
Процесс:
Технико-экономические характеристики
Ежегодное
потребление, млн $
Катализатор:
платина
на оксиде
алюминия
98
Технология приготовления платины на оксиде алюминия (экструдат)
Изготовление носителя
(формовка)
Разработка
катализаторов,
позволяющих
получать
высокое октановое число
на мягких режимах проведения
процесса
Равномерное
орошение
Ежегодное
потребление, т
2015
Мировой рынок
х1,15
2010
2010
2015
2020
2030
3
5
8
12
3 000
5 000
8 000
12 000
104
92
х0,8
2,8 х1,9
170
65
300
80
Общая мощность
установок, тыс. т/г
103
91
х0,85
2,4 х1,8
175
66
290
70
Ежегодное
потребление, т
50
85
135
200
102
90
х0,85
2,2 х1,8
180
67
280
40–60
Ежегодное
потребление, млн $
1
2,15
3,6
6,4
р ы н о к
х1,1
Тип катализатора: платина на оксиде алюминия
и цеолитный платиносодержащий
Р о с с и й с к и й
х1
Рынки катализаторов
Общая мощность
установок, млн т/г
Цена, тыс. $/т
х1
Энергопотребление, кВт/т
Капиталоемкость
Капиталоемкость
2030
Объемная скорость, ч–1
2020
Трудоемкость
Оборудование
для изготовления носителя
2015
Октановое число, пункты
Технико-экономические характеристики
2010
Характеристики
катализатора
Технико-экономические
характеристики процесса
Коэффициент
прочности, Ньютон/мм2
Технология приготовления шариковых катализаторов «платина на оксиде алюминия»
методом аммиачно-углеводородной формовки
Выход бензина, % мас.
Направления
импорта
технологий
Процессы и катализаторы (комплексы)
Выход ароматических
углеводородов, % мас.
Технологии приготовления катализаторов
Научно-технологическое развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Гидрокрекинг
х1
х1
х1
х1
Капиталоемкость
х1
х1
х0,98
х0,96
Трудоемкость
х1
х1
х1
х1
Энергопотребление
х1
х0,98
х0,96
х0,94
98
99
97–98
Выход годных, %
97–98
Приготовление Приготовление
цеолитного
носителя
компонента (или
Приготовление
пропиточного
раствора
Пропитка
Сушка
Процесс:
одностадийный
гидрокрекинг
2030
Прокалка
Разработка
технологии
формирования
в растворе
биметаллических
комплексных
соединений
с размером
частиц около 1 нм
1
Экструзия,
сушка
и прокалка
Гидротермальный синтез
Одностадийная
Электросушка
в потоке
воздуха
или
азота
—
2020
Полисульфидными
соединениями
Экструзия,
сушка
и прокалка
Гидротермальный синтез
Приготовление единого
раствора
вольфрамникель
Одностадийная
В дымовых
газах
—
5
9
9
4
17–22
х1
х1,04 х0,97
5
8
8
3
17–22
х1,03 х0,97
х1
х1
4
7
7
2
14–18
4
7
6
2
14–18
Сырьем,
содержащим
демитил
дисульфид
Процесс:
одностадийный
гидрокрекинг
2030
Технико-экономические характеристики
2010
2015
2020
2030
Производительность
х1
х1
х1
х1
Капиталоемкость
х1
х1
х0,98
х0,96
Трудоемкость
х1
х1
х1
х1
Энергопотребление
х1
х0,98
х0,96
х0,94
97–98
97–98
98
99
2020
Приготовление
цеолитного
компонента
х1
— Нормированная
оценка текущего
значения параметра.
По отношению
к ней приведены
оценки значений
данного параметра
в будущем для всех
представленных
комплексов
1
Гидротермальный синтез
Приготовление
носителя
Экструзия,
сушка
и прокалка
Приготовление
пропиточного
раствора
Приготовление платиносодержащего
раствора
Пропитка
Одностадийная
Сушка
Электросушка
в потоке
воздуха
или
азота
Прокалка
—
2015
Гидротермальный синтез
Экструзия,
сушка
и прокалка
Приготовление платиносодержащего
раствора
Одностадийная
В дымовых
газах
—
26–30
30–35
39–44
Ежегодное
потребление, тыс. т
25–30
30–35
35–40
45–50
х1,06 х0,97
9
9
9
9
20–24
х1,4
х1,04 х0,97
8
8
8
7
20–24
х1,4
х1,03 х0,97
7
7
7
5
16–20
6
7
6
4
16–20
х1
х1
Процесс:
двухстадийный
гидрокрекинг
Восстановление
(обработка для
перевода платины
в металлическое состояние)
2030
В потоке
водорода
2020
В потоке
водорода
2010
х1
х1,6
х1,2
875–1 050 1 050–1 220 1 220–1 400 1 575–1 750
Стратегические цели
российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
В России
не производится
В России
не производится
50%
российского
рынка
65%
российского
рынка
В области качества
х1,4
х1,4
2010
2015
2
22–26
—
—
Катализатор:
9
9
—
Разработка
российских
технологий
полного цикла
приготовления
катализаторов
Заимствование
технологий
за рубежом
Тип катализатора:
на основе аморфных и кристаллических
алюмосиликатов, содержащие сульфидные
наночастицы NiWS-фазы
на основе кристаллических
алюмосиликатов (цеолитов),
содержащих
наночастицы платины
10
Незначительное
отставание
от мировых лидеров
В области технологии
—
Основные стадии приготовления катализатора
— Технология
производства
высококачественной
продукции
Общая мощность
установок, тыс. т/г
Катализатор:
на основе кристаллических
алюмосиликатов (цеолитов),
содержащих сульфидные
наночастицы NiWS-фазы
Условные
обозначения:
— Технология
производства
с низкой
себестоимостью
2030
Катализатор:
х1,06 х0,97
х1
Технология приготовления катализаторов
на основе кристаллических алюмосиликатов (цеолитов), содержащие наночастицы платины
Выход годных, %
2020
на основе аморфных алюмосиликатов, содержащих
сульфидные наночастицы
NiWS-фазы
х1
х1
2015
2010
2
2015
Осернение
(перевод в сульфидную фазу)
алюмосиликата)
Приготовление единого
раствора
вольфрамникель
2010
Ежегодное
потребление, млн $
Основные стадии приготовления катализатора
Российские
исследования
и разработки
Тип катализатора:
на основе алюмосиликатов
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
2
4
5
7
Общая мощность
установок, тыс. т/г
5
10,4
12,4
17,4
10 20–24
х1
х1,57
х1,3
9
8
8
8
20–24
х1
х1,55
х1,4
8
7
7
7
16–20
Ежегодное
потребление, т
300
600
800
1 000
х1
х1,5
х1,5
7
7
6
6
16–20
Ежегодное
потребление, млн $
10,5
21
28
35
Оценки даны
по 10-балльной шкале
Российский рынок
Производительность
Цена, тыс. $/т
2030
Износоустойчивость
2020
Селективность
2015
Характеристики
катализатора
Активность
Оборудование
для стадии
пропитки
(закрепление
биметаллических
комплексных
соединений
на поверхности
носителя)
2010
Производительность
(объем пропущенного
сырья, т)
Технико-экономические характеристики
Энергопотребление
Технико-экономические
харак теристики
процесса
Технология приготовления катализаторов на основе аморфных или кристаллических алюмосиликатов,
содержащих сульфидные наночастицы NiWS-фазы
Направления
импорта
технологий
Рынки катализаторов
Мировой рынок
Процессы и катализаторы (комплексы)
Прочность
Технологии приготовления катализаторов
Капиталоемкость
Научнотехнологическое
развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Переработка попутных нефтяных газов (ППНГ) – часть I
Получение обратных микроэмульсий
Выпаривание воды из микроэмульсии
Термическая обработка в токе водорода
Производство
диметилового эфира
2
Получение водных растворов
Получение обратных микроэмульсий
Выпаривание воды из микроэмульсии
Термическая обработка в токе оксида углерода
3
Получение органических растворов
2030 0,7
х0,8
х0,9
х0,8
90
<5
—
25
0,5
х0,9
х0,9
х0,9
87
8
—
25
0,4
х1
х1
х1
85
8
—
20
0,3
х1
х1
х1
80
10
—
20
2020
Выпаривание воды из микроэмульсии
Термическая обработка в токе водорода
2015
4
Получение обратных микроэмульсий
Получение органических растворов
Автоклавы для проведения
кристаллизации цеолитов
в непрерывном режиме
Выпаривание воды из микроэмульсии
Термическая обработка в токе оксида углерода
2010
2010
2015
2020
2030
Производительность
х2
х0,5
х0,5
х0,3
90
х2
х0,5
х0,5
х0,3
90
х4
х0,4
х0,4
х0,2
95
х6
х0,4
х0,3
х0,2
95
Трудоемкость
Энергопотребление
Российские исследования
и разработки
Выход годных, %
2020
2015
2010
Процесс Фишера-Тропша
Создание эффективных
методов регенерации наноразмерных катализаторов
и их возвращения в цикл
Смешение и прессование мембраны
Соосаждение совместного гидроксокарбоната
Со и Аl и промотирующих компонентов
Подготовка порошков ГОК Со-Al, металлической
меди и малахита определенного фракционного
состава и влагосодержания
Cмешение и прессование мембраны сложной
формы, определяемой геометрией реактора
Соосаждение совместного гидроксокарбоната
Со и Аl и промотирующих компонентов
Технико-экономические характеристики
Спекание мембраны и активация катализатора
Пассивация мембраннокаталитического элемента
Спекание мембраны и активация катализатора
Пассивация мембраннокаталитического элемента
2015
2020
2030
х1
х1
х1
х1
70
х0,8
х1
х1
х1
70
х0,7
х1
х0,8
х0,8
80
х0,7
х1
х0,8
х0,8
95
Капиталоемкость (средняя по стадиям приготовления)
Трудоемкость
Энергопотребление
Выход годных, %
Разработка технологии
гранулирования катализатора без связующего
Кристаллизация
в автоклавах
85
8
1,5
40
0,7
х0,9
х1
х1
80
15
1
50
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
2030
2020
Промывка, фильтрация,
утилизация сточных вод
Ионный обмен,
модификация
Нанесение благородного металла
Грануляция
со связующим
Cушка,
прокалка
Периодическая пропитка
(возможно, совмещенная
с ионным обменом)
Грануляция в шнековых экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
7
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Периодическая
Фильтрация на нутч-фильтрах
или фильтр-прессах
Многократный периодический ионный
обмен в аппаратах с перемешиванием и
подогревом при атмосферном давлении
8
Механическое измельчение на шаровых
мельницах (подготовка воды – технический конденсат, электрообессоливание)
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Периодическая
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Периодическая пропитка
(возможно, совмещенная
с ионным обменом)
Грануляция в шнековых экструдерах, совмещенных со смесителями с z-образными лопастями
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
9
Механическое измельчение на планетарных мельницах (подготовка воды – дистилляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Непрерывная пропитка по
аналогии с приготовлением
катализаторов риформинга
Жидкостная формовка
шарикового катализатора
в масляной колонне
Периодическая в муфельных
печах / периодическая или непрерывная в печах шахтного типа
Механическое измельчение на планетармельницах (подготовка воды – дистил10 ных
ляция, ионообменные смолы), возможно
ультразвуковое измельчение затравки
Растворение солей в воде,
механическое смешение
Непрерывная
Фильтрация на непрерывных шнековых центрифугах / периодическая фильтрация на центробежных центрифугах
Однократный периодический ионный
обмен в автоклавах под давлением
и при повышенных температурах
Непрерывная пропитка по
аналогии с приготовлением
катализаторов риформинга
Жидкостная формовка
шарикового катализатора
в масляной колонне
2010
2015
Непрерывная в обычных
или вакуумных ленточных
печах
2010
Условные
обозначения:
металлоксидный на основе оксида алюминия
для синтеза диметилового эфира из СИ-газа
—
—
>2
2,2
>3
30
—
—
—
>2
2,2
>3
25
—
—
—
>2
2,2
>3
25
—
—
—
>2
2,2
>3
20
Катализатор:
в одноконтурном
двухреакторном модуле
2020
на основе цеолитов
типа ZSM–5
для синтеза бензина
из диметилового эфира
0,8
х0,8
170
>2
1,4
>3 120
0,8
х0,8
170
>2
1,4
>3 115
0,7
х0,9
185
>2
1,4
>3 110
0,7
х1
185
>2
1,2
>3
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
х1
100–200
Ежегодное
потребление, т
—
—
2
6–10
Ежегодное
потребление, млн $
—
—
0,02
0,1–0,15
Тип катализатора:
наночастицы кобальта или железа
2010
2015
2020
2030
Общая мощность
установок, тыс. т/г
2 000
3 000
3 000
4 000
Ежегодное
потребление, т
1 000
1 500
1 500
1 500
20
30
30
40
Ежегодное
потребление, млн $
р ы н о к
2030
20
М и р о в о й
2020
—
Стратегические цели
российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
5%
10%
20%
В России
российского российского российского
не
производится
рынка
рынка
рынка
В области качества
—
Мировое лидерство
В области технологии
—
Разработка российских технологий
полного цикла приготовления
катализаторов
Тип катализатора:
наночастицы кобальта или железа
—
Процесс:
2030
Характеристики
катализатора
Катализатор:
в одноконтурном
двухреакторном модуле
Основные стадии приготовления цеолитсодержащего катализатора синтеза бензина из диметилового эфира
Приготовление
растворов
х1
Процесс:
2015
Подготовка сырья
Отработка технологии
жидкостной формовки
шарикового катализатора
с использованием масляной колонны
Пассивация мембраннокаталитического элемента
2010
Расход ценного сырья
Производство
диметилового эфира
Разработка более эффективных методов модификации цеолитов с целью увеличения их селективности
Cмешение и прессование мембраны сложной
формы, определяемой геометрией реактора
Спекание мембраны
и активация катализатора
Технология приготовления катализаторов на основе цеолитов типа ZSM–5 для синтеза бензина из диметилового эфира
Создание устойчивых
микроэмульсий
Отработка технологии
непрерывного синтеза
среднепористых цеолитов
типа ZSM–5
Подготовка порошков ГОК Со-Al, металлического
алюминия и малахита определенного фракционного
состава и влагосодержания
х1
(бензиновой фракции) / л катализатора
6
Подготовка порошков
х0,7
Производительность, кг продукции
5
Соосаждение
1
Технико-экономические
характеристики процесса
Основные стадии приготовления мембранно-каталитического катализатора для процесса Фишера-Тропша
Совершенствование методов промотирования наноразмерных катализаторов
мембраннокаталитический
Энергопотребление,
кВт/час /т сырья
Капиталоемкость
2030
с текущим значением для процесса
Фишера-Тропша (ORYX –1,5 млн т
продукции в год,
капзатраты = 1000 $ на т в год))
Оборудование для
жидкостной формовки
шарикового катализатора
Технико-экономические характеристики
Капиталоемкость (по сравнению
Шнековые центрифуги для
непрерывной фильтрации
2015
—
Катализатор:
Процесс:
Фишера-Тропша
Технология приготовления мембранно-каталитического катализатора для процесса Фишера-Тропша
(по сравнению с ZSM–5 для ароматизации)
2010
Общая мощность
установок, тыс. т/г
100
— Нормированная оценка текущего значения
параметра. По отношению к ней приведены
оценки значений данного параметра в будущем
для всех представленных комплексов
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
1
5
20
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
20
100
1 000
Ежегодное
потребление, т
—
4
20
200
Ежегодное
потребление, млн $
—
0,13
0,5
5
Тип катализатора:
мембранно-каталитический
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
—
1
2–3
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
—
10
50–60
Ежегодное
потребление, т
—
—
1
3–5
Ежегодное
потребление, млн $
—
—
0,02
0,06–0,1
2030
Тип катализатора: на основе
цеолитов типа ZSM–5
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
1
5
20
Общая мощность установок, млн.м3 ППНГ/год
—
100
500
2 000
Общая производительность
установок, тыс. т бензина/год
—
60
300
1 200
Ежегодное
потребление, т
—
36
180
720
Ежегодное
потребление, млн $
—
3,6
18
72
2030
Тип катализатора:
металлоксидный
2010
2015
2020
2030
Ежегодное
потребление, т
—
72
360
1 440
Ежегодное
потребление, млн $
—
1,5
7,5
30
р ы н о к
Электрические и магнитные
фильтры
Получение водных растворов
Разработка эффективных
методов отделения наноразмерных катализаторов
от продуктов синтеза
наночастицы
кобальта или железа
Фишера-Тропша
1
Ленточные прокалочные печи
для непрерывной прокалки
при температурах до 600°С
Катализатор:
Процесс:
Получение обратных микроэмульсий
Цена, тыс. $/т
Активация катализатора
Смесительное оборудование
Тип катализатора:
мембранно-каталитический
Р о с с и й с к и й
Формирование суспензии
Цена, тыс. $/т
Формирование микроэмульсии
Межрегенерационный пробег, мес.
Подготовка растворов солей
Прочность, кг/см2
Основные стадии приготовления наночастиц кобальта или железа, используемых в процессе Фишера-Тропша
Селективность по метану, %
Шнековые центрифуги для
непрерывной фильтрации
Прочность, кг/мм2
Выход годных, %
х1
х1
х0,8
х0,8
95
Селективность по С5+, %
Энергопотребление
2030
х1
х1
х0,8
х0,8
80
Рынки катализаторов
Характеристики
катализатора
Срок службы катализатора, лет
Трудоемкость
2020
с текущим значением для процесса
Фишера-Тропша)
Капиталоемкость
Автоклавы с перемешиванием для проведения
разложения в органических средах при высоких
температурах (до 350°С)
х1
х1
х0,9
х0,9
70
Энергопотребление (по сравнению
Процесс Фишера-Тропша
2015
х1
х1
х1
х1
60
значением для процесса Фишера-Тропша)
2010
Трудоемкость (по сравнению с текущим
Технико-экономические характеристики
Технико-экономические
характеристики процесса
(по сравнению с текущим значением для
процесса Фишера-Тропша (ORYX –
1,5 млн т продукции в год, капзатраты =
1000 $ на т в год))
Технология приготовления наночастиц кобальта или железа, используемых в качестве катализатора в процессе Фишера-Тропша
тонн сырья / т катализатора в час
Направления
импорта
технологий
Расход ценного сырья
Процессы и катализаторы (комплексы)
Удельная капиталоемкость
Технологии приготовления катализаторов
Производительность,
Научно-технологическое развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Переработка попутных нефтяных газов (ППНГ) – часть II
средняя
средняя
Энергопотребление
среднее
среднее
среднее
среднее
2
Механическое
измельчение
на шаровых мельницах (подготовка
воды – технический
конденсат, электрообессоливание)
3
Механическое
измельчение
на шаровых мельницах (подготовка
воды – технический
конденсат, электрообессоливание)
Распылительная
сушилка
Российские исследования
и разработки
4
Отработка
технологии непрерывного синтеза
цеолитов ZSM-5
Механическое
измельчение на планетарных мельницах
(подготовка воды
– дистилляция,
ионообменные смолы),
возможно ультразвуковое измельчение
затравки
Растворение
солей в воде,
механическое
смешение
Растворение
солей в воде,
механическое
смешение
Растворение
солей в воде,
механическое
смешение
Растворение
солей в воде,
механическое
смешение
Кристаллизация
в автоклавах
Промывка,
фильтрация,
утилизация
сточных вод
Фильтрация
на нутчфильтрах
или фильтрпрессах
Периодическая
Периодическая
Периодическая
Непрерывная
Фильтрация
на непрерывных
шнековых
центрифугах /
периодическая
фильтрация на
центробежных
центрифугах
Фильтрация
на непрерывных
шнековых
центрифугах /
периодическая
фильтрация на
центробежных
центрифугах
Фильтрация
на непрерывных
шнековых
центрифугах /
периодическая
фильтрация на
центробежных
центрифугах
Ионный
обмен,
модификация
Грануляция
со связующим
Нанесение
дегидрирующего
компонента
Периодический ионный
обмен в аппаратах
с перемешиванием
и подогревом при
атмосферном
давлении
Грануляция
в шнековых
экструдерах,
совмещенных
со смесителями
с z–образными
лопастями
Периодическая пропитка
(возможно,
совмещенная
с ионным
обменом)
Периодическая
в муфельных
печах / периодическая или
непрерывная
в печах шахтного типа
Периодический
ионный обмен
в автоклавах
под давлением
и при повышенных
температурах
Грануляция
в шнековых
экструдерах,
совмещенных
со смесителями
с z–образными
лопастями
Периодическая пропитка
(возможно,
совмещенная
с ионным
обменом)
Периодическая
в муфельных
печах / периодическая или
непрерывная
в печах шахтного типа
Периодический
ионный обмен
в автоклавах
под давлением
и при повышенных
температурах
Грануляция
в шнековых
экструдерах,
совмещенных
со смесителями
с z–образными
лопастями
Непрерывная
пропитка
по аналогии
с приготовлением катализаторов
риформинга
Непрерывная
пропитка
по аналогии
с приготовлением катализаторов
риформинга
Жидкостная
формовка
шарикового
катализатора
в масляной
колонне
Периодический
ионный обмен
в автоклавах
под давлением
и при повышенных
температурах
Процесс:
Сушка,
прокалка
ароматизации попутных нефтяных
газов в адиабатических реакторах
с неподвижным слоем катализатора
2030 0,5 – 1,5
2020
2015
2010
Непрерывная
в обычных
или вакуумных
ленточных
печах
Технико-экономические характеристики
Разработка более
эффективных методов
модификации цеолитов
с целью увеличения
их селективности
2010
2015
низкая
средняя
х1
Капиталоемкость
2030
2020
высокая
х1
х0,9
2020
0,5 – 1,5
х0,1
0,2 – 0,3 0,3 – 0,4 40 – 45
32,7
0,5 – 1,5
х0,1
0,2 – 0,3 0,3 – 0,4 40 – 45
32,7
много50 – 80 разовый
х0,9
х0,9
95
1
30 – 50 разовый
90
1,4
х01
одно30 – 40 разовый
80
Трудоемкость
х1
х1
х0,8
х0,6
Энергопотребление
х1
х1
х1
х1
х1
одно20 – 30 разовый
Выход годных, %
80
80
90
95
х1
2010
много-
Процесс:
Основные стадии приготовления оксидных катализаторов пиролиза
углеводородов для ППНГ в УНВ
Оптимизация режимов
механо-химического
синтеза катализаторов
пиролиза ППНГ
Подготовка композита
5
6
7
Загрузка композита
в мельницу–активатор
Механическое смешение
оксидов металлов
и носителя катализатора
Смешение оксидного композита
с (возможно керамическими)
мелющими телами в заданном
соотношении (масса мелющих
тел / масса смеси)
Механическое смешение
оксидов металлов
и носителя катализатора
Смешение оксидного композита
с (возможно керамическими)
мелющими телами в заданном
соотношении (масса мелющих
тел / масса смеси)
Механическое смешение
оксидов металлов
и носителя катализатора
Смешение оксидного композита
с (возможно керамическими)
мелющими телами в заданном
соотношении (масса мелющих
тел / масса смеси)
Механо-химическая
активация
В планетарной мельнице
Формовка
Термообработка
2030
Формование порошка
катализатора
на распылительной
сушилке
Прокаливание
сформованного
катализатора
в определенном режиме
2020
2015
В планетарной мельнице
В планетарной мельнице
(приготовление катализатора
в одну стадию – порошок после
активации не требует сушки
и прокалки)
Формование порошка
катализатора
на распылительной
сушилке
—
—
—
2010
80
1,6
1,6
много70 – 90 разовый
х0,9
х1
много50 – 80 разовый
80
1,4
х1
х1
одно30 – 50 разовый
70
1
—
—
—
—
—
—
80
1,6
Условные обозначения:
— Технология производства
с низкой себестоимостью
70
600
3 000
10 000
Ежегодное
потребление, млн $
0,5
4
20
80
Тип катализатора: порошкообразные микронные
системы, состоящие из наночастиц никеля или железа
2010
2015
2020
2030
Общая мощность установок, тыс. т/г
0,8
8
40
200
Ежегодное
потребление, т
0,4
3
12
50
2
20
100
500
Ежегодное
потребление, млн $
Тип катализатора:
на основе среднепористых цеолитов типа ZSM–5
2010
2015
2020
2030
Общая мощность установок, тыс. т/г
—
200
2 500
12 500
Ежегодное
потребление, т
—
60
750
3 800
Ежегодное
потребление, млн $
—
2,1
26
110
Стратегические цели российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
В России
не
производится
российского
рынка
— Технология производства
высококачественной продукции
х1
2020
5%
2030
20%
10%
российского
рынка
российского
рынка
В области качества
Мировое лидерство
—
В области технологии
Разработка российских технологий
полного цикла приготовления катализаторов
Тип катализатора:
на основе цеолитов типа ZSM-5
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
2
20
50
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
100
1 000
2 500
Ежегодное
потребление, т
—
20
200
500
Ежегодное
потребление, млн $
—
0,65
6,5
16,5
железный или никелевый
нанодисперсные
х0,9
х0,8
2030
Тип катализатора: порошкообразные микронные
системы, состоящие из наночастиц никеля или железа
Катализатор:
каталитический
пиролиз ПНГ
с получением УНВ
40
Ежегодное
потребление, т
—
Катализатор:
порошкообразные микронные системы,
состоящие из наночастиц никеля
или железа
х0,8
х1
2015
Характеристики
катализатора
х0,9
х0,7
Производство УНВ
Разработка метода
приготовления
катализаторов
с использованием
массивных
металлических
изделий и сплавов
на основе металлов
8-ой группы
32,7
2030
высокая
32,7
0,2 – 0,3 0,3 – 0,4 70 – 72
каталитический
пиролиз ПНГ
с получением УНВ
Те х н о л о г и я приготовления оксидных катализаторов пиролиза углеводородов
для ППНГ в углеродные нановолокна (УНВ)
Производительность
0,2 – 0,3 0,3 – 0,4 70 – 72
Технико-экономические характеристики
процесса
Непрерывная
в обычных
или вакуумных
ленточных
печах
на основе
цеолитов
типа ZSM–5
х0,1
Процесс:
Отработка технологии
жидкостной формовки
шарикового катализатора с использованием
масляной колонны
Разработка технологии
механо-химического
синтеза катализаторов
пиролиза ППНГ
х0,1
8
Катализатор:
0,5 – 1,5
(по сравнению с текущим значением
для процесса Фишера-Тропша
(ORYX – 1,5 млн т
продукции в год, капзатраты =
1000 $ на т в год))
Высокопроизводительная
планетарная мельница
Механическое
измельчение
на шаровых мельницах (подготовка
воды – технический
конденсат, электрообессоливание)
Приготовление
растворов
2020
1,5
— Нормированная оценка текущего
значения параметра. По отношению
к ней приведены оценки значений
данного параметра в будущем для
всех представленных комплексов
р ы н о к
средняя
2015
0,2
М и р о в о й
средняя
2010
Общая мощность установок, тыс. т/г
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
2
8
100
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
0,4
2
50
Ежегодное
потребление, т
—
12
50
1 000
Ежегодное
потребление, млн $
—
0,02
0,07
1
Тип катализатора:
железный или никелевый нанодисперсные
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
2
8
100
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
0,4
2
50
Ежегодное
потребление, т
—
12
50
1 000
Ежегодное
потребление, млн $
—
0,02
0,07
1
р ы н о к
Трудоемкость
Тип катализатора:
железный или никелевый нанодисперсные
Р о с с и й с к и й
высокая
Цена, тыс. $/т
высокая
Цена, тыс. $/т
высокая
по углеродным волокнам
определенной морфологии, %
высокая
(по сравнению с текущим значением
для процесса Фишера-Тропша)
Капиталоемкость
Энергопотребление
средняя
Регенерируемость катализатора
средняя
(по сравнению с текущим значением
для процесса Фишера-Тропша)
средняя
Капиталоемкость
1
Ароматизация ПНГ
средняя
Подготовка
сырья
Производство УНВ
Оборудование
для термообработки
Производительность
Основные стадии приготовления катализатора ароматизации попутных газов
на основе цеолитов типа ZSM-5
Оборудование для жидкостной формовки шарикового катализатора
Оборудование для
классифицирования
сыпучих материалов
2030
Трудоемкость
Шнековые центрифуги
для непрерывной
фильтрации
2020
Выход УНВ, г на 1 г катализатора
Автоклавы для
проведения кристаллизации цеолитов в непрерывном режиме
2015
Капиталоемкость
2010
Производительность,
тонн сырья /т катализатора в час
Ароматизация ПНГ
(по сравнению с текущим значением
для процесса Фишера-Тропша
(ORYX – 1,5 млн т
продукции в год, капзатраты =
1000 $ на т в год))
Технико-экономические характеристики
Рынки катализаторов
Характеристики
катализатора
Технико-экономические
характеристики процесса
Селективность, % мас.
Те х н о л огия приготовления катализатора ароматизации попу тных газов
на основе цеолитов типа ZSM-5
(по сравнению с текущим значением
для процесса Фишера-Тропша)
Направления
импорта
технологий
Процессы и катализаторы (комплексы)
Селективность
Технологии приготовления катализаторов
Энергопотребление
Научно-технологическое
развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Алкилирование изобутана бутиленами
100
Энергопотребление
(эксплуатационные затраты,
$ на 1 т алкилбензина в год)
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывному
ионному обмену
средняя
низкая
—
190
180
средний
средний
низкий
низкая
170
Процесс:
стандартный
низкий
2030
2020
Подготовка
сырья
Приготовление
растворов
Кристаллизация
Ионный
обмен
Грануляция
с добавкой
связующего
Сушка
и прокалка
6
4
7
10
96
0,05
7
6
4
7
10
96
0,05
6
7
2010
6
5
7
6
2015
2020
2030
7
9
9
9
1 100
1 600
1 600
1 600
Ежегодное потребление,
тыс. т
78–112
113–162
113–162
113–162
Ежегодное потребление,
млн $
5
7
7
7
Число установок, шт.
Общая мощность
установок, тыс. т/г
Катализатор:
серная кислота
7
7
2015
Основные стадии приготовления катализатора
2010
7
96
10
2010
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
1
1
1
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
250
250
250
Ежегодное
потребление, т
—
15–25
15–25
15–25
Ежегодное потребление,
млн $
—
0,001
0,001
0,001
0,05
96
10
Тип катализатора: фтористый водород
0,05
Тип катализатора: Y (фожазит)
Периодический
Со средней
долей
связующего
2030
2
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Периодическая
Периодический
С низкой
долей
связующего
2020
Контактная
2015
2010
3
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Непрерывная
Непрерывный
Со средней
долей
связующего
Катализатор:
фтористый
водород
Процесс:
стандартный
Контактная
7
6
4
7
6
4
7
10
96
0,05
7
6
5
7
10
96
0,05
7
6
6
7
10
96
0,05
Бесконтактная
Энергопотребление
С низкой
долей
связующего
Трудоемкость
Периодический
Капиталоемкость
Периодическая
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
1
3
9
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
50
550
1 750
Ежегодное
потребление, т
—
10–15
110–165
350–525
Ежегодное потребление,
млн $
—
0,5
6
18
Стратегические цели российских производителей
В области освоения рынка
Производительность
Активация
сырья с помощью
ультразвука
или магнитного
излучения
2010
Контактная
(по 10-балльной шкале)
Ультразвуковое
дробление
0,05
7
Технико-экономические
харак теристики
4
96
10
Характеристики
катализатора
Процесс:
стандартный
Исследования
по подбору
эффективного
связующего
2030
5
8
4
Цена, тыс. $/т
Периодическая
Селективность
(октановое число,
пункты)
Механическое
смешивание
Прочность
на раздавливание,
кг/мм2
Механическое
дробление
Активность (внешнее
мольное отношение
изобутан:бутилен)
1
2010
2015
2020
2030
В России
не производится
50%
российского
рынка
60%
российского
рынка
80%
российского
рынка
Катализатор:
типа Y (фожазит)
В области качества
8
10
1,4
98
40
Мировое лидерство
—
2020
Исследования
по применению
СВЧ-излучения
для бесконтактной
прокалки
2015
«Введение наноразмерного прекурсора в реакционную систему с последующим выделением прекурсора из продуктов реакции и возвратом в цикл»
В соответствии со способом
получения соли платины
Преимущество
Снижение себестоимости продукции
8
4
8
10
1,4
98
40
В области технологии
5
8
5
8
10
1,4
98
40
—
Технология
Стадии приготовления
5
2010
—
—
—
—
—
—
—
—
Разработка российских технологий
полного цикла приготовления
катализаторов
Время появления
2030 год или далее
Условные обозначения:
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
р ы н о к
110
Тип катализатора: серная кислота
Р о с с и й с к и й
115
(по 10-балльной шкале)
Рынки катализаторов
Характеристики
катализатора
Цена, тыс. $/т
—
Технико-экономические
харак теристики
Селективность
(октановое число,
пункты)
2030
Активность (внешнее
мольное отношение
изобутан:бутилен)
2020
средняя
Трудоемкость
% брака при производстве
Исследования
по влиянию
ультразвука или
магнитного излучения, в частности
технологии MRET
(Molecular
Resonance Effect
Technology),
на процесс
активации сырья
и в дальнейшем
на активность
катализатора
2015
Капиталоемкость
($ на 1 т алкилбензина в год)
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывной
кристаллизации
Исследования
по применению
современных
универсальных
дезинтеграторовактиваторов
2010
Энергопотребление
Технико-экономические характеристики
Трудоемкость
Российские исследования и разработки
Процессы и катализаторы (комплексы)
Капиталоемкость
Технологии приготовления катализаторов
на основе цеолитов
Производительность
Научно-технологическое
развитие
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Производство изопропилбензола
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывному
ионному обмену
низкая
низкая
1,4
1,2
1,2
1,2
средний
низкий
низкий
Кристаллизация
Ионный
обмен
Грануляция
с добавкой
связующего
2030
Сушка
и прокалка
2020
Исследования
по применению
современных
универсальных
дезинтеграторовактиваторов
2015
1
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Непрерывная
Непрерывный
Со средней
долей
связующего
Контактная
2010
7
6
4
7
8
1,4
85
50
7
6
4
7
8
1,4
85
50
7
6
5
7
10
1,4
85
50
7
6
6
7
10
1,4
85
50
—
2 700
680
—
8 000
2 000
—
Общая мощность
установок, тыс. т/г
5 400
Ежегодное потребление , т
16 000
Тип катализатора: цеолитные
12 600
Ежегодное
потребление, т
Катализатор:
цеолит БЕТА
2030
3
9
2010
средний
2020
2015
18
Общая мощность
установок, тыс. т/г
Основные стадии приготовления катализатора
Приготовление
растворов
2010
Число установок, шт.
Процесс:
стандартный
Подготовка
сырья
Тип катализатора: H3PO4 (фосфорная кислота на носителе)
2015
2020
2030
15 300
17 300
18 000
800–1 300 1 000–1 500 1 100–1 700 1 200–1 800
Альтернативные
технологии
в мире
средняя
Рынки катализаторов
Мировой
рынок
(по 10-балльной шкале)
60
средняя
Энергопотребление
(расход теплоты, ГДж на 1 т
изопропилбензола в год)
% брака при производстве
65
Характеристики
катализатора
Цена, тыс. $/т
Трудоемкость
65
Технико-экономические
харак теристики
2030
Селективность
по изопропилбензолу,
% мас.
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывной
кристаллизации
70
2020
Прочность
на раздавливание,
кг/мм2
Капиталоемкость
($ на 1 т изопропилбензола в год)
2015
Производительность
2010
Активность (внешнее
мольное отношение
бензол:пропилен)
Технико-экономические характеристики
Энергопотребление
Российские исследования и разработки
Процессы и катализаторы (комплексы)
Трудоемкость
Технологии приготовления катализаторов
на основе цеолитов
Капиталоемкость
Научно-технологическое
развитие
Стратегические цели российских производителей
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
В России
не производится
50%
российского
рынка
50–80%
российского
рынка
100%
российского
рынка
В области качества
На уровне мировых лидеров
—
В области технологии
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Непрерывная
Непрерывный
С низкой
долей
связующего
Бесконтактная
Процесс:
cтандартный
3
Активация
Ультразвуковое
сырья с помощью
дробление
ультразвука
Периодическая
Периодический
или магнитного
2030
С низкой
Активация
сырья с помощью
ультразвука
или магнитного
излучения
8
5
4
6
5
1,4
90
60
8
5
4
6
5
1,4
90
60
2010
2020
Непрерывная
Непрерывный
С низкой
долей
связующего
Бесконтактная
2010
8
8
5
5
5
6
6
6
6
6
1,4
1,4
90
90
60
60
2015
2020
2030
Число установок, шт.
—
2
3
3
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
300
450
450
Ежегодное
потребление, т
—
19–30
29–45
29–45
Ежегодное
потребление, млн $/т
—
1,25
1,9
1,9
Тип катализатора: MCM–22
Исследования
по подбору
эффективного
связующего
Исследования
по применению
СВЧ-излучения
для бесконтактной
прокалки
Тип катализатора: цеолит БЕТА
связующего
2015
Ультразвуковое
дробление
Катализатор:
типа MCM–22
Бесконтактная
долей
излучения
4
Разработка российских технологий
полного цикла приготовления
катализаторов
—
В соответствии со способом
получения соли платины
Снижение себестоимости продукции
—
—
1
Общая мощность
установок, тыс. т/г
—
—
—
150
Ежегодное
потребление, т
—
—
—
9–15
Ежегодное
потребление, млн $/т
—
—
—
0,7
2010
«Введение наноразмерного прекурсора в реакционную систему с последующим выделением прекурсора из продуктов реакции и возвратом в цикл»
Преимущество
2015
—
2020
2030
Тип катализатора: хлористый алюминий (AlCl 3 )
Технология
Стадии приготовления
2010
Число установок, шт.
Число установок, шт.
Общая мощность установок,тыс. т/г
Время появления
2030 год или далее
Ежегодное потребление, т
Ежегодное потребление, млн $/т
Условные обозначения:
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
2015
2020
2030
4
2
1
—
600
300
150
—
4 200
2 100
1 050
—
23
11,5
5,7
—
Российский рынок
2
Альтернативные
технологии
в России
Исследования
по влиянию
ультразвука или
магнитного излучения, в частности
технологии MRET
(Molecular
Resonance Effect
Technology),
на процесс
активации сырья
и в дальнейшем
на активность
катализатора
Использование нанотехнологий в каталитических процессах нефтепереработки. Производство этилбензола
1,6
1,4
1,4
1,2
средний
средний
низкий
низкий
2020
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывной
кристаллизации
Создание
демонстрационных
стендовых установок
для проведения
исследований
по непрерывному
ионному обмену
Подготовка
сырья
1
2
Приготовление
растворов
Кристаллизация
Ионный
обмен
Грануляция
с добавкой
связующего
2015
Сушка
и прокалка
Механическое
дробление
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Механическое
смешивание
Периодическая
Периодическая
Периодический
Периодический
Со средней
долей
связующего
4
8
10
1,4
80
40
5
8
4
8
10
1,4
80
40
5
8
5
8
10
1,4
80
40
5
8
6
8
10
1,4
80
40
С низкой
долей
связующего
3
4
Механическое
дробление
Механическое
дробление
Механическое
смешивание
Механическое
смешивание
Непрерывная
Непрерывная
Непрерывный
Непрерывный
Со средней
долей
связующего
С низкой
долей
связующего
2030
5
Ультразвуковое
дробление
Периодическая
Периодический
С низкой
долей
связующего
Активация
сырья с помощью
ультразвука
или магнитного
излучения
Непрерывная
Непрерывный
С низкой
долей
связующего
2015
2010
2020
8
1,4
80
Число установок, шт.
Общая мощность установок, тыс. т/г
4
9
8
1,4
80
40
8
5
5
9
8
1,4
80
40
8
5
6
9
8
1,4
80
40
7
6
4
Катализатор:
цеолит БЕТА
7
5
1,4
85
50
7
6
4
7
5
1,4
85
50
7
6
5
7
6
1,4
85
50
2500
—
82,8–103,5
58,8–73,5
30–37,5
—
5,5
5,5
5,5
—
2010
2015
2020
52
58
64
2030
70
21 700
23 700
26 200
28 700
660
720
800
870
В области освоения рынка
2010
2015
2020
2030
В России
не производится
20%
российского
рынка
50%
российского
рынка
80%
российского
рынка
В области качества
—
На уровне мировых лидеров
—
Разработка российских технологий полного
цикла приготовления катализаторов
В области технологии
Тип катализатора: трансалкилирования типа Y
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
2
3
5
Общая мощность установок, тыс. т/г
—
450
545
1100
Ежегодное потребление, т
—
8–10
9–12
19–24
Цена, тыс. $/т
—
40
40
40
2030
Тип катализатора: ZSM–5
2010
2015
2020
2030
1
—
—
—
Общая мощность установок, тыс. т/г
230
—
—
—
Ежегодное потребление, т
7–8
—
—
—
Цена, тыс. $/т
40
—
—
—
2030
Число установок, шт.
2015
7
6
7
6
Процесс:
стандартный
Бесконтактная
2015
Время появления
6
2010
8
5
4
1,4
85
50
Катализатор:
типа MCM–22
6
3
1,4
90
60
8
5
4
6
3
1,4
90
60
8
5
5
6
4
1,4
90
60
8
5
6
6
4
1,4
90
60
Тип катализатора: БЕТА
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
2
3
3
Общая мощность установок, тыс. т/г
—
450
542
542
Ежегодное потребление, т
—
8–11
11
11
Цена, тыс. $/т
—
50
50
50
Тип катализатора: MCM–22
2010
2015
2020
Число установок, шт.
—
—
—
2
Общая мощность установок, тыс. т/г
—
—
—
545
Ежегодное потребление, т
—
—
—
11–13
Цена, тыс. $/т
—
—
—
60
2030 год или далее
Число установок, шт.
Общая мощность установок, тыс. т/г
Цена, тыс. $/т
Условные обозначения:
— Технология производства
с низкой себестоимостью
— Технология производства
высококачественной продукции
2030
Наименование технологии: AlCl 3
Ежегодное потребление, т
Снижение себестоимости продукции
4900
Стратегические цели российских производителей
40
5
—
6900
Бесконтактная
«Введение наноразмерного прекурсора в реакционную систему с последующим выделением прекурсора из продуктов реакции и возвратом в цикл»
В соответствии со способом
получения соли платины
9
8
Бесконтактная
Технология
Преимущество
4
Процесс:
стандартный
2030
Стадии приготовления
5
Контактная
2010
Ультразвуковое
дробление
8
Контактная
2030
Активация
сырья с помощью
ультразвука
или магнитного
излучения
Катализатор:
типа ZSM–5
(пентасил)
Процесс:
стандартный
2020
Исследования
по применению
СВЧ-излучения
для бесконтактной
прокалки
8
Контактная
2020
6
Исследования
по подбору
эффективного
связующего
5
Основные стадии приготовления катализатора
2010
Исследования
Исследования
по
по влиянию
влиянию
ультразвука
ультразвука или
или
магнитного
магнитного излуче
излучения,
ния, в
в частности,
частности
технологии
технологии MRET
MRET
(Molecular
(Molecular
Resonance
Resonance Effect
Effect
Technology)
Technology),
на
на процесс
процесс
активации
активации сырья
сырья
и
и вдальнейшем
в дальнейшем
на
на активность
активность
катализатора
катализатора
трансалкилирования
типа Y
6
Тип катализаторов: цеолитные катализаторы
Ежегодное потребление, т
2030
Исследования
по применению
современных
универсальных
дезинтеграторовактиваторов
Катализатор:
Процесс:
стандартный
Цена, тыс. $/т
2030
12
Альтернативные
технологии
в мире
низкая
Ежегодное потребление, тыс. т
2015
р ы н о к
низкая
Общая мощность установок, тыс. т/г
2020
17
Р о с с и й с к и й
средняя
2010
Число установок, шт.
2010
2015
2020
2030
3
2
1
—
575
440
345
—
6 900–8 600
5 250–6 600
4 150–5 200
—
5,5
5,5
5,5
—
Альтернативные
технологии
в России
% брака при производстве
Российские исследования
и разработки
60
средняя
Энергопотребление
(расход теплоты,
ГДж на 1 т этилбензола в год)
Оборудование
для ультразвукового
дробления
65
(по 10-балльной шкале)
Цена, тыс. $/т
Трудоемкость
70
Наименование технологии: AlCl 3
Характеристики
катализатора
Активность (внешнее
мольное отношение
бензол:этилен)
75
Технико-экономические
харак теристики
2030
Энергопотребление
Капиталоемкость
($ на 1 т этилбензола в год)
2020
Трудоемкость
Оборудование для активации сырья с помощью
ультразвука или магнитного излучения
2015
Производительность
2010
Селективность
по этилбензолу,
% мас.
Технико-экономические характеристики
Направления импорта технологий
Рынки катализаторов
Мировой
рынок
Процессы и катализаторы (комплексы)
Прочность
на раздавливание,
кг/мм2
Технологии приготовления катализаторов
на основе цеолитов
Капиталоемкость
Научно-технологическое
развитие