Нефть сама создаёт фильтр. Что новая технология может дать казахстанским НПЗ

Подготовлено RD media

В мире ежегодно расходуется около 1 100 ТВт·ч энергии на дистилляцию сырой нефти — объём, равный годовой выработке примерно 130 атомных энергоблоков мощностью 1 ГВт. Причина — необходимость нагревать нефть выше 350 °C, чтобы разделить её на бензин, керосин, нафту и другие компоненты.

Но можно ли выполнять часть этого процесса при комнатной температуре?

24 июня 2026 года в журнале Nature опубликовано исследование учёных южнокорейского KAIST и американского Georgia Tech. Они разработали мембрану, которая использует тяжёлые компоненты самой нефти для формирования микроскопических фильтрационных каналов.

В начале ноября ScienceDaily вновь привлёк внимание к этой разработке. Для Казахстана потенциальная экономия энергии — не единственный интерес. Главный вопрос другой: как технология поведёт себя на нашей нефти?

Загрязнение, которое помогает фильтровать

Команда Донг-Ён Ко из KAIST и Райана Лайвли из Georgia Tech использовала мембрану из полиакрилонитрила (PAN).

Принцип работы необычный. Когда сырая нефть проходит через мембрану, тяжёлые углеводороды — включая высокомолекулярные парафины (воски) — оседают внутри её пор. Они формируют микроскопические каналы размером менее 2 нанометров.

Через эти каналы легче проходят лёгкие фракции — нафта, бензин и керосин, тогда как более тяжёлые компоненты задерживаются.

Таким образом, вещество, которое обычно считается загрязнением фильтра, становится частью механизма разделения.

Мембрану испытали на двух лёгких арабских сортах нефти — Arabian Extra Light и Arabian Light. Образцы предоставила компания HD Hyundai Oilbank.

Производительность достигла 0,591 л·м⁻²·ч⁻¹·бар⁻¹ — по данным авторов исследования, более чем в 23 раза выше прежних мембранных решений для сырой нефти. Стабильная работа была продемонстрирована в течение 28 дней.

Почти треть экономии — пока в модели

Следующий этап исследования — моделирование промышленной схемы, в которой мембранный модуль устанавливается перед традиционной атмосферной дистилляцией.

Расчёты показали потенциальное снижение:

• Энергозатрат — на 31,6%.
• Выбросов CO₂ — на 37,6%.
• Операционных затрат — на 36%.
• Потребления охлаждающей воды — на 20,7%.

Экономические и экологические показатели получены при моделировании технологической схемы и зависят от предпосылок. На действующих НПЗ эффект не проверялся.

Технология выполняет роль предварительного фильтра: снижает нагрузку на ректификационные колонны перед нагревом. Сами колонны она не затрагивает.

Казахстанский тест: мангышлакская нефть

В Казахстане три крупных НПЗ — Атырауский, Павлодарский и Шымкентский — имеют суммарную проектную мощность около 17,5 млн тонн переработки в год.

Именно масштаб существующей инфраструктуры делает новую технологию потенциально интересной для отрасли.

Но есть существенная особенность: учёные испытывали мембрану только на двух лёгких арабских сортах нефти.

Сырьё Атырауского НПЗ имеет другие характеристики. В кратком нетехническом резюме предприятия за 2024 год указано, что завод перерабатывает нефть Мангышлакского и Мартышинского месторождений.

Отдельное описание проекта Tazalyq характеризует мангышлакскую нефть как высокопарафинистую.

Парафины участвуют в формировании фильтрационных каналов мембраны. При другом составе нефти результат может быть иным: вместо рабочей структуры — чрезмерное сужение или закупорка пор.

Особенности казахстанского сырья могут оказаться и преимуществом, и ограничением.

Пока испытаний на казахстанской нефти не представлено.

Кто может проверить технологию в Казахстане?

Практический следующий шаг — испытать мембрану на образцах сырья, поступающего на наши НПЗ.

Такой пилотный проект мог бы объединить КазМунайГаз, Атырауский НПЗ и профильные научные организации. В качестве научного партнёра можно рассматривать KAIST, разработавший технологию.

Для начала необходимо сравнить результаты на нескольких сортах нефти с разным содержанием парафинов и тяжёлых углеводородов. Ключевые параметры — селективность разделения, производительность, устойчивость мембраны и необходимость её очистки.

Авторы указали патентную заявку на метод разделения углеводородных потоков KR-10-2026-0035893 в разделе Competing interests статьи Nature. Это подтверждает наличие патентной заявки, но само по себе не свидетельствует о промышленной готовности технологии.

Модернизация без замены всего оборудования

Главная ценность разработки — возможность дополнить существующую технологическую схему. Полная замена нефтеперерабатывающего завода не требуется.

Если мембрана подтвердит эффективность на разных сортах нефти, она может стать инструментом снижения энергетических затрат и выбросов на действующих предприятиях.

Для Казахстана это особенно интересное направление: при проектной мощности трёх основных НПЗ около 17,5 млн тонн в год даже небольшое повышение эффективности отдельных процессов может иметь существенное отраслевое значение.

Но сначала предстоит ответить на более конкретный вопрос: сможет ли мембрана, созданная для лёгкой арабской нефти, эффективно работать с казахстанским сырьём?

Именно этот эксперимент определит, насколько далеко технология сможет выйти за пределы лаборатории.

Источники:

1. Nature — оригинальное исследование
2. KAIST / EurekAlert — результаты исследования
3. ScienceDaily — публикация от 5 ноября 2026 года
4. Georgia Tech — описание технологии
5. КазМунайГаз — мощности нефтеперерабатывающих активов
6. АНПЗ — нетехническое резюме проекта 2024 года
7. Kyunghyang Shinmun — механизм формирования каналов