Масло из газа: как получить, и зачем оно нужно

Концерн Shell первым в мире освоил синтез моторных масел не из нефти, а из природного газа. Мы посетили центр исследований компании, чтобы познакомится с уникальной технологией поближе

«Это новаторская технология, и говорить о ней можно много. Но резюмировать я могу коротко: это невероятно! И то, о чем мы хотим вам рассказать, является настоящим прорывом в области производства моторных масел», — так эмоционально начал представление нового продукта вице-президент Shell Lubric NTS Marketing Эндрю Хепхер. Заинтриговал Эндрю…

Пилотная установка GTL Технологического центра в Амстердаме

 

ОТ ИДЕИ ДО ОСНОВЫ

С точки зрения массового потребителя, моторные масла делятся на хорошие и плохие. Любая дорогая «синтетика» — это хорошо. А внутри линейки находящегося на слуху бренда — все масло масляное. Притом что инженеры-разработчики подобных продуктов готовы часами рассказывать о нюансах процессов. И специалисты Технологического центра концерна Шелл, находящегося в Амстердаме (всего концерн имеет 6 подобных центров), исключением не являются. А что касаетсясамой работы, то ежегодно концерн Шелл инвестирует в научно-технические разработки более $1 млрд. Столь высокие инвестиции — вещь во многом вынужденная. Считается, что к середине текущего века спрос на энергоносители вырастет вдвое. А чем больше будет использовано энергоносителей, тем больше будет выбросов в атмосферу. Поэтому в концерне Шелл взят курс на использование новых, более чистых источников энергии. Так, в поисках тех самых источников, более пристальное внимание было обращено на природный газ. И это не сиюминутное изменение вектора. Еще в 1970-х годах в концерне Шелл начались работынад технологией Gas-To-Liquid («газ в жидкость»), сокращенно GTL. Это было реакцией производителей на нефтяной кризис на Ближнем Востоке. Но тогда, на лабораторном уровне, удавалось производить лишь несколько граммов базового масла в день. Десять лет спустя была построена пилотная установка и оптимизирован процесс превращения природного газа в жидкие углеводороды с использованием катализаторов. Реальность коммерческого использования этой революционной технологии была доказана в 1990-х, когда в Малайзии была запущена первая промышленная установка концерна, работающая по технологии GTL. А в 2012 году в Катаре введен в строй крупнейший завод Pearl GTL. Сегодня концерн Шелл выводит на рынок новую линейку полностью синтетических моторных масел, но речь в амстердамском Технологическом центре шла не столько о готовом продукте, сколько о базовом масле, произведенном по уникальной технологии Shell PurePlus. Технология действительно уникальная: буквально каждый шаг разработки был запатентован, и на выходе готового продукта в концерне Шелл насчитали более 3500 патентов только по этой теме. А что касается столь пристального внимания к базовым маслам, то в этом нет ничего удивительного — в формуле современных высококачественных масел 90 % составляет именно «база».

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

«Если вы услышите сигнал тревоги, следуйте моим указаниям», — технолог лабораторной установки, работающей по процессу GTL, начал с инструктажа по технике безопасности. Вообще, вопросам безопасности в Технологическом центре уделяется особое внимание. А затем был урок химии, преподанный в столь популярной форме, что так и хотелось спросить: а почему конкуренты не додумались до подобного процесса? Правда, тут же вспомнилась и 40-летняя история разработок концерна Шелл… Что же касается самого принципа процесса GTL, то все начинается с подачи в установку природного газа метана и кислорода (преимущество газовых ингредиентов состоит и в том, что в метане нет примесей, характерных для сырой нефти), после чего происходит этап газификации с производством синтез-газа, представляющего собой смесь монооксида углерода и водорода. Затем синтез-газ поступает в реактор, где при посредстве катализатора происходит синтезирование жидких углеводородов (процесс синтеза Фишера — Тропша). На выходе из реактора жидкость при температуре окружающей среды превращается в воскообразную массу, имеющую длинную молекулярную цепочку. Следующим процессом в цепи GTL является гидрокрекинг, в результате которого та самая длинная цепь углеводородов делится на более короткие цепочки, представляющие собой разные фракции: собственно базовое масло, дизель, керосин и т. п. Побочными продуктами производства могут быть и моющие средства, и «исходники» для производства пластика, и материалы для косметической промышленности… Преимущество подобного процесса еще и в том, что здесь можно избирательно, на молекулярном уровне, определять качественный состав продукта. «Качество базового масла является ключом и к качеству конечного продукта, — говорит Селда Гюнсел, возглавляющая отдел технологий. — Базовое масло, произведенное по нашей технологии Shell PurePlus, обладает высокими качествами из-за химического состава, созданного на молекулярном уровне. Оно очень стабильно как при крайне высоких, так и при очень низких температурах, отличается низкой летучестью. Добавив к нему наши запатентованные активные присадки, мы получили полностью синтетическое моторное масло Helix Ultra, изготовленное с использованием технологии Shell PurePlus, обладающее прекрасными качествами по защите от износа и очистке самых мощных на сегодняшний день двигателей. Есть и еще одна причина, по которой мы столь тщательно работаем над качеством масел: чем выше их свойства, тем большей экономии топлива мы можем добиться. С нашей линейкой Helix Ultra с технологией Shell PurePlus мы рассчитываем снизить этот показатель на 3 %. Скажете, немного? Но если учесть, сколько автомобилей ездит по нашим дорогам, цифры будут впечатляющими».

НА ГРАНИ

Говоря о «самых мощных на сегодняшний день двигателях», Селда Гюнсел не погрешила против истины: еще в 1930-х годах началось сотрудничество концерна Шелл и Энцо Феррари, а когда в 1947 году с производственной линии фабрики в Маранелло сошли первые Ferrari, в их двигателях было масло Shell. И сегодня связи Шелл и Ferrari неразрывны, включая совместную работу в «Формуле-1». Посещение Технологического центра в Амстердаме проходило накануне Гран-при Испании, поэтому вопросы, задаваемые Марку Уэкаму, возглавляющему отдел, занимающийся разработкой «спортивных» масел, в большей степени были посвящены «королевским гонкам». Смысл своей работы в «Формуле-1» Марк сформулировал кратко: «Достичь победы, соблюдая все правила и технические требования». Что же касается разработки масел для двигателей, работающих на грани возможностей, то здесь особых трудностей для своего отдела Марк Уэкам не видит: «Мы были на сто процентов готовы к работе в условиях новых технических требований 2014 года. Турбированные моторы? У нас накоплен большой опыт по работе с такими двигателями. Высокие обороты? Еще в прошлом году двигатели «раскручивались» до 18 000 об/мин, а сейчас они достигают порядка 12 500… Действительно, производители моторов нередко ставят перед нами новые задачи, но мы с этим справляемся, так как всегда стараемся работать на опережение, прогнозировать тенденции. Более трудной задачей я считаю работу в условиях инноваций мощных двигателей дорожных автомобилей Ferrari и Maserati, еще одного партнера концерна Шелл. Здесь надо учитывать, что владельцы этих машин используют их не только на гоночных треках, но и для повседневной езды. И масло должно сохранять свои характеристики отнюдь не для 300 километров дистанции гонок «Формулы-1». Главное в том, что масло и для обычных машин, и для болидов «Формулы-1» не должно иметь компромиссов».

НА ПРОМЫШЛЕННОМ УРОВНЕ

В своем выступлении Селда Гюнсел много говорила о новых тенденциях в разработке масел, но закончила его фразой: «Одного новаторства недостаточно — нужно вывести разработки на коммерческий рынок. И практическое применение разработанного нами продукта является важнейшим компонентом». Подтверждением этих слов Селды является завод Pearl GTL, построенный два года назад в Катаре, промышленная установка GTL которого может производить в год 1 млн тонн базового масла. Это значит, что в год можно заменить масло в 250 млн двигателей. Снабжается завод природным газом из второго по величине месторождения, находящегося в 40 км от Катара, а восемь кислородных установок (самые крупные в мире) получают кислород из воздуха со степенью очистки 99,5 %. Вообще, рассказывая о заводе в Катаре, сотрудники концерна Шелл любят оперировать цифрами. Площадь, которую занимает завод, — 1,5 км х 1,5 км, а в заключительной стадии строительства там работало более 50 000 рабочих из 50 стран. Количества стали, использованной при строительстве, хватило бы для постройки десяти Эйфелевых башен, бетона было использовано в два раза больше, чем ушло на строительство самой высокой в мире башни в Дубаи… Но это уже так, к слову.