Промышленность и производство потребительских товаров немыслимы без массовых пластиков, а те невозможно без катализаторов, превращающих отходы нефте- и газодобычи в основной материал современности. Как ученые участвуют в этом процессе, какова корпоративная наука в нефтехимии и какие возможности она открывает? Об этом мы поговорили с руководителем научно-исследовательского центра «СИБУР Инновации».
Научные открытия: Полимеры составляют 80% всего, что нас окружает. Это упаковка для еды и напитков, строительные материалы, детали машин, подошвы обуви и многое другое. Давайте рассмотрим основы: как создаются полимеры?
Ильназ Зарипов:Добывающие компании передают нам попутный нефтяной газ и другие отходы из процесса добычи нефти и газа. широкая фракция легких углеводородовЭто смесь пропана и бутана, а также углеводородов с пятью и более атомами углерода, прямогонным бензином и этаном, получаемые на газоперерабатывающих заводах. сжиженные углеводородные газыПропан, изобутан и н-бутан — важнейшее исходное сырье. Из них в ходе пиролиза или дегидрирования получают мономеры, в частности олефины. Найти их на Земле в свободном виде практически невозможно, поэтому искусственное получение из ископаемых углеводородов — первая и самая важная задача нефтехимической промышленности.
Данные вещества при определенных условиях могут соединяться в длинные молекулярные цепочки — полимеры. После особых превращений, характерных для каждого вида полимера, получаются полиэтилен (пленок, трубы, канистры), полипропилен (автомобильные детали, пленки, техника), поливинилхлорид (оконные профили, линолеум, подвесные потолки), синтетические каучуки (резинотехнические изделия, шины, подошвы) и множество других полимеров.
Когда разрабатывают новый катализатор, оттачивая технологический процесс для массового продукта, например, гексена, какая задача ставится? Заменить прежнюю технологию? Или ещё добиться новых результатов, ведь за последние 30 лет катализаторы в нефтехимии серьёзно эволюционировали. Какие задачи стоят перед отечественной нефтехимией? Заменить ушедшие продукты и технологии или есть уникальные продукты?
Ильназ Зарипов:Существуют задачи по обеспечению технологической устойчивости и суверенитета: разработка катализаторов и специальных компонентов, без которых остановились бы существующие производства. При этом при создании собственных катализаторов возможно улучшить их характеристики, выполнить fine tuning отдельных параметров для повышения эффективности производства или качества получаемого продукта. Над такими проектами активно работаем с научными партнерами: МГУ и институтами Российской академии наук. Доработка позволит снизить затраты на производство, но главная задача — предотвратить остановку производства, несмотря на имеющиеся угрозы.
Второй класс задач — создание новых для нашей компании продуктов, ранее не выпускавшихся и не использовавшихся. Такие продукты могли производиться где-то в мире, но в Россию поступали только ввозимыми партиями. Примеры: суперконструкционные пластики, новые марки полимеров, полиэтилена или полипропилена с улучшенными свойствами, новые поликарбонаты.
Потребление полимеров на человека в России сейчас меньше, чем в развитых странах, но спрос растет: из-за импортозамещения и широкого применения эффективных полимерных решений во многих отраслях. В тесной связке с партнерами отраслей находим оптимальные решения для замены импортных или улучшения марок под конкретные запросы. Например, доля полимерных решений в ЖКХ России — до 40%, а в Европе — до 85%. Эксперты прогнозируют, что к 2028 году потребление базовых полимеров в России может увеличиться на 35–40% и достигнуть 6 миллионов тонн.
Существуют задачи третьего класса, над которыми мы совместно с научными партнёрами интенсивно трудимся. Речь идёт о технологиях и продуктах, которые ранее никогда не создавались. Такие продукты способны радикально преобразить целые отрасли промышленности.
Например, это может быть суперпрочный пластик, ранее не существовавший, с набором механических свойств, позволяющим конкурировать с металлами и их сплавами там, где раньше применялись только металлы. У нас также есть поисковые задачи, технологии будущего. Более сложные из них решаются позже остальных.
Полиэфиркетонкетон (PEKK) — быстро набирающий популярность термопластик, полимер ароматического кольца с повторами эфирных и кетоновых связей в основной цепи. Из него 3D-принтеры производят изделия для требовательных отраслей. Материал отличается хорошим соотношением прочности к удельному весу. СИБУР разработал собственную технологию производства полиэфиркетонкетона (ПЭКК / PEKK), одного из самых современных и востребованных на мировом рынке суперконструкционных пластиков. Пилотная установка мощностью 1,5 тонны запущена в научно-исследовательском центре «СИБУР-Инновации» в Томске.
Не могли бы вы привести конкретные примеры самых значимых успешных историй «СИБУР-Инноваций» для наших читателей?
Ильназ Зарипов:Линейный полиэтилен — эластичный материал, важный для упаковки. Для придания ему линейной структуры и эластичности добавляют сомономеры, например, бутен или гексен (C6H12), самый распространенный из которых — именно гексен. Гексен получают тримеризацией этилена: соединение трех молекул этилена (3 С2H4 → C6H12).
В Томске в 2016 году создали собственную технологию получения гексена, тримеризацию которой запатентовали под названием HEXSIB. В Нижнекамске сейчас строят производство по этой технологии, которое будет выпускать 50 тысяч тонн гексена ежегодно. Запуск запланирован на следующий год. Поскольку гексен входит в состав линейного полиэтилена, эта мощность удовлетворит российскому спросу на этот материал для производства упаковки, например, стретч-пленки.
Ранее в России гексен не производили даже по лицензированным технологиям, это первый подобный случай. Было незначительное производство одного из компонентов линейных альфа-олефинов, но его масштабы не удовлетворяли рыночному спросу. Теперь будет большая промышленная мощность – полсотни тысяч тонн в год.
Не могли бы Вы привести конкретные примеры задач технологического суверенитета в сфере катализаторов?
Ильназ Зарипов:В процессе разработки катализаторов мы прошли первый этап: изучили аналоги из союзных государств. Это даёт возможность продолжать производство до конца всех этапов работы над нашими собственными решениями в данной сфере.
Вместе с партнёрами, например Институтом нефтехимического синтеза имени Топчиева РАН, а также рядом вузов ведётся работа над созданием отечественных катализаторов. Для некоторых из них пройдена лабораторная стадия, и сейчас занимаются созданием промышленных мощностей по массовому производству этих катализаторов.
80 % производственных процессов в нефтехимии построены на катализаторах, без которых невозможно получить полимеры нужных качеств. Например, автомобильный пластиковый бампер должен быть прочным, вязким и гибким — если его катализатор недостаточно совершенен, то вместо защиты остальной машины при ударе он станет легко раскалываться даже при небольших воздействиях, потеряет свои возможности. Неудивительно, что за разработку катализаторов получения полиэтилена и полипропилена — кстати, как раз тех, что сейчас интересуют СИБУР — химики Циглер и Натта получили Нобелевскую премию. Всего компания использует… больше сотниСуществовало множество катализаторов, большинство из которых до 2022 года поступало из-за рубежа.
Разработка и промышленное производство катализатора занимают длительный срок из-за сложности замены одного катализатором другим. Его создание начинается с тестирования в малых объемах в лабораториях, затем на опытно-промышленных установках, а только после этого – в массовом производстве. Только после испытаний готового изделия становится ясно его пригодность для конечного продукта.
В прикладных научно-исследовательских центрах «СИБУР-ПолиЛаб» работают коллеги, занимающиеся подобными разработками. Например, разработанный нами хромовый катализатор используют для производства полиэтилена, который применяют в выдувном формовании. Из такого полиэтилена делают разные емкости: флаконы для шампуня или канистры для автомобильных масел. У канистр много качеств (от устойчивости к некоторым жидкостям до способности переносить механические нагрузки без деформаций), без которых они не нужны покупателю.
Как уже говорилось, мы перешли от замены импортных решений к созданию собственных. Наш опыт, знания и стремления позволят разрабатывать новые решения. В связи с этим развивается научно-исследовательская база.
В Тобольске открылся Центр пилотирования технологий. Это первый в России и уникальный в мире мультифункциональный центр для испытания всех российских полиолефиновых производственных технологий. В нем можно будет испытывать новые катализаторы и технологии между лабораторией и промышленным производством. Благодаря более крупным по сравнению с лабораторными реакторам объемах, можно будет выпускать новые полимеры или полимеры с новыми катализаторами и проверять качества конечного продукта в различных практических применениях. Далее получится масштабировать полученную технологию или катализатор.
После 2022 года много компаний жалуются, что ранее не так активно искали научные кадры, как сейчас, но с поиском соответствующих специалистов возникают трудности. Как обстоит дело с Сибуром?
Ильназ Зарипов:Кадровый вопрос всегда был для нас важным, но сейчас приобрел ещё большую актуальность.
Это связано с тем, что число задач увеличилось в разы, а их сложность тоже возросла многократно. Для решения вопроса с сотрудниками мы используем несколько путей.
Для развития компании мы готовим существующий персонал: организуем дополнительные учебные курсы и стажировки у партнёров по России, а также обмен опытом с коллегами из других стран.
Второе направление — это привлечение специалистов с нужной квалификацией.
Третий способ — подготовка специалистов с самого начала. Необходимо демонстрировать полный спектр доступных возможностей. поддерживаемВ рамках партнерства с университетами реализуем специальные программы и практические стажировки, где участники смогут решать актуальные задачи, осваивать навыки работы и определять направление своей профессиональной деятельности.
В этом году в Казанском национальном исследовательском университете стартовала первая в России магистерская программа по полиолефинам. Студенты смогут изучить полный цикл получения полипропилена и полиэтилена — самых популярных полимеров, спрос на которые постоянно растет. Программа предполагает погружение в разработку катализаторов, технологических процессов и получение всех необходимых знаний для создания новых материалов и внедрения инноваций в производство.
Можно с уверенностью утверждать: у нас много талантливой молодежи. Ее нужно поддерживать, находить и вовлекать в деятельность.
Сколько у вас точно специалистов со степенью доктора наук?
Ильназ Зарипов:Как я ранее указывал, в нашей компании проводятся прикладные исследования с помощью системы «СИБУР». ПолиЛабСуществуют и инновационные, революционные системы, например, «СИБУР-Инновации», направленные на создание новых катализаторов, технологий и продуктов.
Более 500 человек заняты в обеих сферах. При этом не менее значимо количество привлеченных российских коллег — ученых и технологов для сотрудничества.
В области разработки катализаторов для полиолефинов у нас есть небольшие команды из двадцати человек. Партнёры — вузы и прочие организации — работают над аналогичными задачами силами более пятидесяти учёных, чтобы удовлетворить нашим потребностям. Наша цель не переманивать к себе всех лучших специалистов, мы считаем, что взаимовыгодное развитие компании и партнеров куда эффективнее.
За последние два года, сколько учёных приняли на работу, чтобы оценить приблизительно темпы пополнения кадров?
Ильназ Зарипов:В рамках инновационных исследований и разработок строим новый исследовательский центр в Казани. Он станет флагманским отраслевым центром нефтехимических технологий России. Строительство началось в этом году, а завершится в декабре 2026 года. Для центра уже формируется команда: только за текущий год привлекли несколько десятков научных сотрудников. «СИБУР-Инновации»Для создания инновационных товаров и разработок.
В течение 2023 года инновационные разработки осуществлялись в Томске. При принятии решения о строительстве центра в Казани начался переезд сотрудников. В настоящее время 40% разработчиков размещаются в Казани, включая работу в совместных лабораториях с научными партнёрами.
Сколько лет вашим учёным-исследователям в среднем?
Ильназ Зарипов:Наша команда молодая, средний возраст — 32 года. Меньше, чем в наших производственных отделах. Это закономерно: наука — сфера, где особенно ценят молодых специалистов.
Важным вопросом при привлечении молодых специалистов является заработная плата. Встречаются случаи, когда студенты после практики на предприятиях узнают о предлагаемых им после выпуска зарплатах (50–70 тысяч рублей) и утрачивают желание заниматься наукой в России. В итоге они работают не по специальности. Что вы предлагаете молодым ученым до 30 лет?
Ильназ Зарипов:Важность индивидуального подхода к молодым специалистам очевидна. Уровень подготовки и вклад сотрудника играют ключевую роль. Тридцать пять процентов молодых специалистов получают повышение уже через два года работы. Руководители лабораторий, которым менее тридцати лет, — яркий пример. Начинавшие с практики или стажировок ещё в университете, за полтора-два года после выпуска смогли добиться значительного роста. Такой путь не только повышает статус, но и существенно увеличивает уровень дохода: зарплата может удвоиться и даже больше всего за такой короткий срок.
Научно-исследовательские центры компании функционируют в различных городах России, поэтому для сотрудников разработана программа релокации. СИБУР покрывает расходы на переезд и оплату аренды жилья в новом городе.
Помимо зарплаты многих молодых ученых вдохновляют задачи, требующие нестандартного подхода и дающие возможность увидеть результаты работы в реальных технологиях, производственных процессах или инновационных продуктах. Мы создаем такие условия, чтобы каждый почувствовал, что его работа действительно меняет мир вокруг.