В Кузбассе создают базу для развития углехимии

В Кемеровской области создается Центр инженерных разработок "Межрегиональный центр глубокой переработки угля в продукты органического синтеза" (ЦИР). Площадка замкнутого цикла - от рождения научной идеи до ее коммерциализации - должна помочь и внедрению инновационных проектов молодых ученых.

- ЦИР официально открыт в октябре 2025 года на базе Кузбасского государственного технического университета имени Т. Ф. Горбачева при поддержке минпромторга России, - напомнил руководитель центра Андрей Ушаков. - За счет гранта в четыреста миллионов рублей, направленного на развитие углехимических технологий, мы закупили оборудование и программное обеспечение, повышаем квалификацию специалистов. Сделать предстоит очень многое. Хоть углехимия в России и на слуху, промышленных внедрений еще недостаточно много. И наша цель - довести существующие технологии до решающей стадии. Это непросто: нужен заказчик, который должен понимать, что именно он приобретет, за какие деньги и когда эти средства окупятся. Производственникам пока сложно сориентироваться, они добывают уголь, а что из него можно делать - задача ученых. И мы планируем реализовать различные технологии получения продуктов с высокой добавленной стоимостью. Так, уголь можно превратить в жидкость, а затем в синтетическое топливо, его можно газифицировать с последующим выделением различных углеводородов и даже с получением высокоэффективных удобрений. Словом, будущее Кузбасса - за углехимией.

Один из двух инфраструктурных блоков ЦИР - аналитический. В лабораториях собрано самое современное оборудование, включая хроматографы, термогравиметрические анализаторы, петрографический комплекс для анализа углей под микроскопом, высокотемпературные печи, спектрометры, электронный сканирующий микроскоп. Оно позволяет решать весь спектр задач - начиная от поступления сырья и заканчивая получением продуктов. И это вполне сопоставимо с возможностями лабораторий научного института углехимии в городе Тайюань провинции Шаньси в Китае. Кузбасские ученые уже дважды посетили эту угольную провинцию, а в Кемерове побывали их коллеги из Поднебесной. Там технологии глубокой переработки угля развиваются при серьезной поддержке государства и частных инвесторов, отметил Андрей Ушаков.

В технологическом блоке ЦИР, который должен заработать в этом году, продолжается реконструкция помещений. Скоро в нем разместят полупромышленные установки, способные перерабатывать от десяти до пятидесяти килограммов сырья. Кемеровская область - бессменный лидер по накоплению техногенных отходов. Почти сорок процентов их общероссийского объема, согласно недавно принятой региональной программе перехода к экономике замкнутого цикла, образуется именно в Кузбассе. Основной вклад вносят добывающие предприятия, а также угольные теплоэлектростанции. Над тем, как превратить отходы в доходы, сегодня работают в том числе и молодые ученые КузГТУ.

- В 2022 году в вузе стартовал комплексный научно-технический проект по переработке отходов углеобогащения с целью извлечения из них редких металлов. Параллельно мы начали развивать тему получения из каменноугольной смолы электродного пека и сырья для производства углеволокна. На средства гранта было создано сразу несколько лабораторий, оборудованных по последнему слову, - рассказал аспирант кафедры химии, технологии неорганических веществ и наноматериалов КузГТУ Денис Баранцев. - Скажем, рентгенофазовый и рентгенофлюоресцентный анализаторы позволяют определить в образцах отходов обогатительных фабрик содержание кварца, алюмосиликатов, гематита и других минералов, а также элементов - от натрия до урана. На этих двух приборах мы провели и основные исследования редкоземельных элементов. А еще один прибор предназначен для анализа содержания углерода, водорода, кислорода, серы и азота, которые содержатся в каменноугольной смоле.

Но вместо того, чтобы получать из этой самой смолы углеволокно, Кузбасс продавал ее за границу. До 2022 года сырье по низким ценам скупали европейские компании, чтобы транспортировать за тысячи километров. На своих заводах, разделив смолу на составляющие, они выпускали в том числе фармацевтические препараты, экспортируемые в Россию.

- Нам тоже нужно ставить и решать задачи по извлечению ценных компонентов. Начать с полупромышленной установки, а потом перейти на промышленные объемы, - продолжает Денис Баранцев. - Мы и бензол-сырец производим в больших количествах, но до сих пор не научились перерабатывать его в продукты высокой степени очистки, используемые в тонком органическом синтезе. Хотя для этого по большому счету необходимо всего лишь избавить сырье от серы. Это не такая уж большая проблема, учитывая то, что серы в качественных кузбасских углях немного.

Пожалуй, одно из самых доступных уже сейчас решений - добавлять золошлаки с отвалов ТЭЦ и ГРЭС к цементу и строительным смесям. Но и это в Кузбассе пока не поставили на поток, а делают лишь в качестве экспериментов. Тем временем химики из политеха находят все новые варианты использования золы-уноса. Из нее, сжигаемой при высокой температуре, получают, например, пористые гранулы оксида железа - магнетитовую начинку для углеродных сорбентов. Последние (в том числе созданные из отходов угледобычи и углеобогащения) помогают ликвидировать разливы нефти. Но если обычные сорбенты зачастую малоэффективны в суровых условиях Арктики, то магнитоуправляемые, как губка, впитывают нефтяную пленку с поверхности водоемов.

Ноу-хау, уже завоевавшее многочисленные награды на всероссийских и международных конкурсах, совершенствуют участники молодежного общества "Химик", которым руководит доцент кафедры химической технологии твердого топлива КузГТУ Елена Ушакова. В прошлом году студенческое научное общество успешно представили на федеральном уровне ребята из института химических нефтегазовых технологий Алена Конышева и Илья Гусаров.

Илья полюбил химию еще в школе. После колледжа и службы в армии работал на химико-фармацевтическом заводе. А в вузе начал заниматься наукой с первого курса. На третьем получил на экспериментальной установке экологически чистый сор-бент из древесных гранул и заинтересовался темой безопасной регенерации и переработки использованных "нефтепоглотителей". Стипендиат правительства РФ только что защитил на пятерку диплом по органической химии, а в магистратуре намерен дальше развивать свои научные направления.

- Мы получили запрос от предприятия, которое выпускает конопляное масло, на технологию утилизации соломы конопли технической. И нам уже удалось получить из этого сырья эффективные сорбенты, но, правда, с меньшей нефтеемкостью, чем у магнитоуправляемых, - пояснила Елена Ушакова. - Так что продолжаем работать над улучшением свойств продукта. Нашими разработками активно интересуются и отечественные нефтяные компании, и представители Китая. Но бизнесу нужны не лабораторные, а опытные образцы. Когда ЦИР начнет действовать в полную силу, надеемся выпустить более крупные партии сорбентов, чтобы испытать их в полевых условиях.

Справка "РГ"

В состав ЦИР также входят Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Донбасский государственный технический университет, Сибирский государственный индустриальный университет и Научно-образовательный центр (НОЦ) "Кузбасс-Донбасс". Планируется, что экономический эффект от внедрения научных разработок составит не менее 800 миллионов рублей к 2030 году.