СИБУР применил уникальную для России технологию, которая позволяет с высокой точностью моделировать физико-химические процессы на нефтегазохимическом производстве. Пилотный проект запущен на ООО «Томскнефтехим», где цифровая модель реактора полиэтилена высокого давления позволила значительно оптимизировать операционные издержки при его производстве.
Полимеризация этилена происходит при давлении 2400 атмосфер – это в два с лишним раза выше, чем на дне Марианской впадины. Долгое время моделирование этого процесса оставалась предметом изысканий исключительно академической науки. СИБУР стал одной из первых компаний в мире, кто на базе собственного R&D подразделения перевёл эту работу в практическую плоскость.
Одна из наших ключевых целей — достижение максимально возможной экономической эффективности производства, что становится особенно важным в свете растущей конкуренции на мировых рынках, говорит куратор R&D-блока, член правления – управляющий директор СИБУРа Дарья Борисова. «Компания уже давно занимается моделированием и оптимизацией сопутствующих производственных процессов и общий экономический эффект от этой работы исчисляется сотнями миллионов рублей в год, — напоминает Борисова. — Успешное начало моделирования «реакционных» процессов – а это сердце технологии нефтегазохимического производства – свидетельство выхода СИБУРа на принципиально новый уровень научно-технологической экспертизы, что позволяет нам на равных конкурировать с лидерами отрасли в мировом масштабе. Кроме того, это яркий пример восстановления научно-производственной базы российской промышленности и «интеллектуального импортозамещения».
На непрерывных нефтегазохимических производствах внесение даже небольших изменений в технологический процесс может дать как хороший эффект, так и принести убытки. Среди рисков — выпуск несоответствующей, некачественной продукции, упущенный маржинальный доход. Разработанная специалистами НИОСТ цифровая модель газохимического реактора позволяет экспериментировать в поисках оптимального, максимально эффективного с точки зрения экономики бизнеса режима работы без остановки коммерческого производства.
В общей сложности на цифровой модели томской установки было протестировано 139 сочетаний различных параметров работы оборудования, расхода сырья и инициаторов реакции. В результате был определен оптимальный режим, позволяющий сократить удельный расход дорогостоящих добавок на 12% без потери качества продукции. Прогнозная оценка ожидаемой экономии в масштабах предприятия составляет 50-60 млн рублей в год.
«Другое направление оптимизации — подбор параметров процесса для увеличения производительности. При этом проведение такого количества физических экспериментов заняло бы около 10 лет и, в теории, с учётом возможных потерь они обошлись бы компании в сумму около 1 млрд рублей. Обсчёт «в цифре», с учётом разработки самой модели, занял около полутора лет и стоил около 15 млн рублей, — рассказывает исполнительный директор НИОСТ Владимир Бушков.
Модель уникальна для каждой установки, но успешный опыт пилотного проекта в Томске позволяет планировать разработку цифровых моделей и для других производств СИБУРа, в том числе крупнотоннажных, говорит руководитель Функции «Исследования и разработки» Сергей Тутов. В перспективе цифровая модель может быть использована при определении параметров ведения режима для новых марок продукции. «Кроме того, заводы СИБУРа – разного возраста, некоторые производства были запущены ещё в прошлом веке, томский реактор, например, — в 1993 г. Цифровые модели позволяют им приблизиться к мировым бенчмаркам в области нефтехимии без глубокой реконструкции».