Если нефтехимическая компания хочет двигаться вперед, то ей нужно внимательно следить за идеями талантливых разработчиков и вовремя брать их на вооружение. Такова специфика этого рынка – без постоянного совершенствования технологий развитие невозможно. Именно ради этого СИБУР в 2010 году организовал конкурс IQ-CHem, на который за первые пять лет его существования поступило свыше тысячи проектов. Отчасти из-за высокого интереса к конкурсу было принято решение его переформатировать. Теперь IQ-CHem стал глобальной площадкой, где стартаперы и инвесторы могут наладить прямой контакт друг с другом.
Конкурс IQ-CHem теперь поддерживает не только СИБУР, но и другие крупные химические корпорации: Sinopec, The Dow Chemical Company, DuPont, Solvay, 3M, AkzoNobel, BASF, LG Chem, Henkel, Linde, Technip и Honeywell UOP.
Участником IQ-CHem может стать любой разработчик–возрастных и региональных ограничений нет. Более того, финалистам оплачивают визит в Москву для очных этапов соревнования. Итоги также подводят в российской столице: в начале июня их огласили в «Сколково» на конференции Startup Village, которая является одним из крупнейших форумов инновационных предпринимателей в Восточной Европе.
Мусор в микроволновке
Лучшим был назван канадский проект Pyrowave, создатели которого предложили кардинальное решение проблемы свалок. Доля пластика в общем объеме бытовых отходов, по разным оценкам, колеблется от 5 до 15. Пластик – один из наиболее многофункциональных материалов, он применяется повсеместно и может быть вторично использован. Но перерабатывается сейчас лишь 14 от всего объема выпускаемых в мире пластмасс. Это связано со сложностями, возникающими при построении системы сбора и сортировки мусора, а также с необходимостью строительства предприятий, специализирующихся на работе с конкретным видом полимеров. Команда Pyrowave предлагает упростить данную схему, начав переработку смешанных пластиковых отходов с помощью микроволновых блоков.
Процесс каталитической микроволновой деполимеризации (так это правильно называется) позволяет расщеплять смешанные пластмассы до исходных компонентов, которые могут быть повторно использованы. Каждая машина Pyrowave способна обрабатывать до 100 кг отходов за один получасовой цикл, а ее годовая производительность, по словам разработчиков, может достигать 1,2 тыс. т. При этом оператор может поставить столько «микроволновок», сколько ему нужно исходя из масштаба задачи. «В финал конкурса попало два проекта, связанных с утилизацией отходов: российский и канадский. Мне кажется, это само по себе говорит об актуальности темы», – отметил Максим Бардин, старший проектный менеджер фонда «Сколково» и эксперт менторской сессии IQ-CHem.
Российский проект также интересен, ведь он может существенно повысить эффективность действующих систем обращения с отходами. Идея, которую предложила НПК «ПОФ», касается улучшения технологии обращения с сильно загрязненными пластиками, которые зачастую вовсе не берут в переработку. Разработчики предложили особый кассетный фильтр для расплава, который ими уже был опробован в условиях опытного производства. «Его отличительной особенностью является большая площадь фильтрации (2,5 м2 против 700 см2 у лучших аналогов), достигаемая за счет трехмерной схемы построения. Наша система имеет преимущество по количеству улавливаемых примесей. Таким образом, из тех отходов, которые ранее не подвергались переработке, теперь можно будет извлекать до 95 качественного пластика», – говорит Сергей Капинос, исполнительный директор НПК «ПОФ».
Простой реформинг
Итоги конкурса подвели в «Сколково» на конференции Startup Village
Были представлены и другие идеи по повышению эффективности традиционных процессов. Так, в числе призеров IQ-CHem был назван проект российско-швейцарской команды ученых по одностадийной переработке метана в метанол. Этот спирт имеет много вариантов применения: его используют для изготовления лаков, красок, растворителей и даже биотоплива. В природе метанол практически не встречается. Технология производства прямо влияет как на объемы получаемого вещества, так и на стоимость создаваемой с его помощью продукции.
Сейчас на предприятиях данный процесс идет в две стадии: вначале происходит паровой реформинг метана с образованием монооксида углерода и водорода, затем эта смесь проходит очистку и отправляется на синтез метанола. «Наша технология подразумевает одностадийную конверсию метана в метанол, которая происходит в одном реакторе и при более мягких условиях (давление и температура в разы ниже), что позволяет сократить перечень необходимого оборудования и энергозатраты. Таких результатов нам удалось достичь за счет нестандартного состава катализатора», – говорит Виталий Сушкевич, сотрудник лаборатории кинетики и катализа химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, представляющий Россию в этой международной команде.
Сама по себе тема переработки метана очень актуальна. Большое количество этого ценного ресурса сжигается при добыче других полезных ископаемых – все же представляют себе, например, «факелы» на нефтяных месторождениях. Чем больше будет вариантов эффективного применения этого газа, тем меньше будет тратиться его впустую, не говоря уже о значении для экологии. Современные нефтехимические предприятия (например производства СИБУРа) уже заняты в процессе переработки попутного газа. Но чем больше будет вариантов его использования, тем лучше.
Когда горит магний
Победители IQ-Chem
1-е место: Pyrowave (Канада) – переработка пластиков микроволновым излучением.
2-е место: Compact Membrane Systems (США) – инновационные мембраны для разделения олефинов и парафинов; New Sky Energy (США) – высокоэффективная технология очистки углеводородов от сернистых соединений.
3-е место: Rebel Inc. (США/Россия) – новые синтетические материалы на основе метакрилатных волокон; Qpinch (Бельгия) – технология утилизации остаточного тепла для энергосбережения. Также 3-е место занял совместный российско-швейцарский проект по технологии прямого получения метанола из метана.
Одной из ярких идей, представленных на конкурсе, стал состав для тушения щелочных, щелочно-земельных и легких металлов и сплавов на их основе. При обработке магниевых деталей (это делают на оборонных предприятиях) стружка может легко загореться. Тушить пожар сложно: контакт с обыкновенной водой чреват взрывом, песок может усилить горение, при использовании флюсов будет наблюдаться искрение и выделение опасных веществ. Словом, естественным действием при магниевом пожаре до сих пор считалось дать выгореть ему до конца. Но, например, на заводе «Авангард» (производитель ракет для систем противоракетной обороны) из-за этого случился крупный пожар.
Представленный на конкурсе состав может решить эту проблему. Это раствор особого соединения, макромолекулы которого выглядят наподобие клешни. При взаимодействии с горящим магнием они «блокируют» атомы металла, не позволяют им входить в реакцию с кислородом (на поверхности создается надежная пленка), и горение прекращается. Дополнительным плюсом является то, что состав делается на основе воды, которая хорошо отводит тепло от очага пожара. «Эта жидкость уже используется на заводе «Авангард». Можно сказать, она поступила на вооружение. А после прохождения сертификационных испытаний в МЧС (они должны завершиться в сентябре) у нас будет еще больше возможностей для продвижения продукта на российский рынок. Думаю, при должном распространении наш состав будет способен повысить безопасность изготовления деталей из магния и тем самым снять барьеры для его более широкого распространения», – говорит Игорь Зельманов, директор инновационно-технического центра «Гиперион». Сам по себе магний обладает положительными качествами: он легче и прочнее алюминия, а потому способен стать его альтернативой также в ряде гражданских отраслей.
Цинк против серебра
Большие перспективы обещает и представленный на конкурсе проект по созданию антимикробных полимеров, разработка и производство которых пока не сильно развиты в России. Причем отечественная команда предложила новое решение в данной области. Антимикробные пластики обычно всегда делают с использованием серебра. Финалисты IQ-Chem научились использовать вместо него хелатные соединения цинка, который не уступает благородному материалу по своим антимикробным свойствам, но стоит дешевле.
«Специалисты нашей лаборатории научились вводить хелатные соединения цинка в несколько видов полимеров (AБС, полиэтилен, поливинилхлорид), из которых можно изготавливать широкий спектр изделий. Особенно актуальны антимикробные материалы для медицины: из них можно изготавливать столешницы, детали оборудования и инструментов, дезинфекция которых затруднена. Также они полезны для пищевой промышленности. Нами уже проведены испытания упаковки из антимикробного пластика, удалось увеличить срок хранения мяса, фруктов и овощей вдвое по сравнению с тарой из стандартных материалов», – рассказал Антон Буренков, менеджер по продвижению компании «Лаборатория БИО Зет».
Единая база
Конкурс IQ-Chem, как отметил Виталий Сушкевич, предоставил разработчикам уникальную возможность громко заявить о своих проектах. В этом смысле в плюсе остались все участники. «Я хотел бы сказать исследователям: «Не стесняйтесь присылать свою заявку на конкурс». Перед нефтехимией сейчас стоят очень разнообразные задачи, и одна разработка вполне может иметь сразу несколько возможных применений», – говорит он.
Помимо поощрения научных коллективов организаторы ставили перед конкурсом другую важную задачу – формирование механизма, дающего возможность выстраивать эффективные международные технологические партнерства. Развитие конкурса показывает потребность крупных промышленных компаний в дополнительных идеях и технологиях, а также дает интересным стартапам возможность перейти к стадии масштабирования, став партнером одного из лидеров.
«Деятельность компаний, работающих в нефтехимической отрасли, невозможна без постоянного развития технологий. Его драйверами все чаще становятся не корпорации, а небольшие компании, стартапы, сосредотачивающие усилия на одном конкретном решении. Количество и качество заявок, которые мы получили в 2017 году, подтверждают огромный потенциал привлечения открытых инноваций в развитии нефтехимии. Площадка IQ-CHem была создана именно для того, чтобы этот потенциал был транслирован в реальные проекты», – отметил Дмитрий Степкин, директор по корпоративному НИОКР СИБУРа.
Александр Буланов
