Галина Бухтиярова: преодоление барьеров между наукой и промышленностью возможно только на основе взаимного доверия

Сегодня у нас в гостях Галина Александровна Бухтиярова, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Института катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН – участника комплексного научно-технического проекта полного инновационного цикла «Нефтехимический кластер». Команда Галины Александровны создала инновационную технологию переработки низкотоварного ацетона в экологически безопасный изопропиловый спирт, который имеет широкую сферу применения. Хотя изопропиловый спирт можно получать из нефти, при переработке ацетона получается значительно более чистый продукт, который отвечает строгим требованиям высокотехнологичных производств.

‒ Галина Александровна, проект, над которым вы работаете, направлен на импортозамещение изопропилового спирта. Где он используется и почему сегодня так важно наладить его производство в России?

‒ Изопропиловый спирт, или изопропанол — это действительно уникальное химическое вещество. У него масса полезных свойств: он отлично растворяет, не замерзает при низких температурах и обладает антисептическим действием. Благодаря этому спектр его применения очень широк. Например, в лакокрасочной промышленности он служит растворителем, в строительстве — обезжиривателем и антисептиком, в медицине используется для дезинфекции. Не обойтись без него и в автомобильной отрасли: он входит в состав антифризов и стеклоомывателей, используется при оклейке кузова пленкой и улучшает качество бензина. А в электронной промышленности с его помощью очищают платы и контакты.

И этим перечень применения не исчерпывается. Бесперебойные поставки изопропанола ‒ необходимое условие работы для многих отраслей экономики. Однако с введением санкций катализаторы для гидрирования ацетона, которые применяются при производстве высококачественного изопропилового спирта, попали под эмбарго. Поэтому развитие в России собственного производства стало стратегической необходимостью, и наш проект осуществляется именно для этого.

‒ Как именно будет организован производственный процесс по вашей технологии и какие особенности делают его экологически безопасным?

Суть технологии в переработке ацетона (побочного продукта производства) с помощью водорода и никелевого катализатора. В результате почти весь ацетон превращается в изопропиловый спирт, а вредных выбросов практически нет. Это делает процесс экологичным.

Главный элемент нашей технологии ‒ высокопроцентный никелевый катализатор. Мы разработали малоотходную технологию производства такого катализатора, практически без отходов и вредных выбросов. Поэтому вся цепочка ‒ от катализатора до готового спирта ‒ получается безопасной для окружающей среды. Кстати, этот подход можно применить при производстве катализаторов для гидрирования не только ацетона, но и других соединений, например, фенола или альдегидов.

– Расскажите о ходе работы над проектом: какие этапы уже пройдены и чем вы занимаетесь сейчас?

Созданный нами катализатор представляет собой наночастицы металлического никеля, нанесенные на гранулы оксида алюминия с заданными физико-химическими свойствами. Чтобы катализатор был эффективным, массовая доля никеля в нем должна составлять не менее 21 %. При этом важно, чтобы частицы никеля, которые образуются на поверхности носителя после этапов нанесения, термообработки и восстановления имели размер 3–5 нанометра.

Такой продукт имеет одну особенность: он самовоспламеняется на воздухе. Поэтому перед отправкой потребителю его необходимо пассивировать, то есть покрыть поверхность наночастиц тонкой пленкой оксида никеля. Мы подобрали щадящие условия пассивации, при которых катализатор можно легко восстановить до активной формы уже при 160–180°C, в соответствии с требованиями заказчика.

Задача решалась поэтапно: сначала мы научились наносить наночастицы никеля, затем отрабатывали методику восстановления и пассивации катализатора. Сейчас проходит этап апробации созданной технологии на действующих катализаторных производствах.

В ходе выполнения проекта было зарегистрировано 3 ноу-хау и поданы заявки на 8 патентов, еще 2 заявки находятся на рассмотрении. Интерес со стороны предприятий вселяет уверенность в том, что проект удастся реализовать в промышленных масштабах.

Однако производство такого катализатора — сложный многоступенчатый процесс, где каждый этап требует специального оборудования и строгого контроля. Поскольку в России раньше подобные производства не существовали, организовать полный цикл на одном предприятии крайне затруднительно. На мой взгляд, в этой ситуации не обойтись без государственной поддержки: создание новых технологических линий (например, для восстановления катализаторов) часто требует инвестиций, непосильных для отдельной компании.

– Как проявила себя в деле научная молодежь?

– Над проектом работала команда, объединившая специалистов разных направлений: от синтеза катализаторов и анализа их свойств до проектирования оборудования и теоретических расчетов. Значительную часть коллектива составлял инженерно-технический персонал, что обусловлено большим объемом технологических работ.

На начальной стадии соисполнителем проекта выступили специалисты РТУ МИРЭА, что позволило выдержать высокий темп работ и не выбиться из графика. К исследованиям активно привлекались молодые сотрудники, их доля в команде достигла 40%. Целеустремленные, открытые к новым знаниям, они проявили готовность и интерес к сотрудничеству со старшими коллегами. Надо отметить, что «сплав» их опыта со способностью молодежи быстро находить информацию и обрабатывать данные сработал на «отлично».

Я думаю, что для молодого ученого участие в таком проекте в начале карьеры – огромное везение. Работа в большой междисциплинарной команде над нетривиальной задачей в контакте с индустриальным партнером расширяет кругозор, позволяя выйти за рамки чистой науки и получить ценный практический опыт.

– Как было выстроено сотрудничество с индустриальным партнером и какова ваша роль на этапе внедрения?

– Нашим индустриальным партнером выступает ГК «Титан» под руководством Михаила Александровича Сутягинского. Следует отметить, что компания сыграла важную роль на начальной стадии проекта, фактически инициировала его, обозначив стратегическую важность развития отечественного производства изопропилового спирта и объединив усилия науки, бизнеса и государства.

Наше сотрудничество строится эффективно: мы регулярно проводим семинары, обсуждаем результаты и возникающие вопросы. На производственной площадке АО «Омский каучук» размещена опытная установка, где в 2024 году прошли испытания образцы нашего катализатора. В этом году предстоит тестирование укрупненных опытных партий, произведенных на промышленном оборудовании.

На этапе внедрения наши специалисты обеспечивают информационную поддержку, контролируют качество катализатора и разрабатывают технологические инструкции. Мы договорились об участии в пуске установки и о сопровождении процесса в течение первого года эксплуатации. Уверены, что наше успешное партнерство откроет возможности для совместной работы над другими прикладными проектами.

– Галина Александровна, как вы пришли в науку и почему выбрали химию?

– Мой путь в науку сложился, я бы сказала, довольно необычно. Я росла в деревне. У нас в доме всегда было много периодики, за что я благодарна своим родителям (папе-агроному и маме-экономисту). Я полюбила читать. Училась я легко, но об университетах тогда не задумывалась, и, вероятно, пошла бы учиться в сельскохозяйственный вуз.

Все изменила олимпиада, где я показала хороший результат. Затем были физико-математическая школа, Новосибирский государственный университет и наконец – Институт катализа СО РАН. Почему именно химия? Честно говоря, до сих пор не могу объяснить. А вот выбор Института катализа был осознанным: меня привлекли харизматичные преподаватели с факультета естественных наук НГУ, которые провели в свое время настоящую «рекламную кампанию» по привлечению студентов.

Если говорить о научных ориентирах, то главными для меня стали люди, с которыми свела судьба. Прежде всего это Георгий Константинович Боресков – я начинала работу в его лаборатории под руководством Тамары Михайловны Юрьевой. Также считаю большой удачей личное знакомство с Валерием Васильевичем Луниным и Саламбеком Наибовичем Хаджиевым, которые значительно повлияли на мое мировоззрение и во многом сформировали мои представления о том, каким должен быть настоящий ученый.

– Как вы считаете, насколько эффективно взаимодействие науки и бизнеса реализуется в рамках таких инструментов, как КНТП?

– Основываясь на личном опыте, могу сказать, что такие проекты создают важную площадку для диалога. Ученые и промышленники в каком-то смысле говорят на разных языках: у них разная подготовка, разные масштабы задач, разные цели. КНТП, выполняемые для реального сектора экономики, помогают преодолевать терминологические и концептуальные барьеры.

При этом важно понимать, что преодоление барьеров между наукой и промышленностью возможно только на основе взаимного доверия. Предприятия неохотно делятся своими внутренними проблемами, а ученые не всегда понимают производственные реалии. Но когда возникает осознание, что наши компетенции взаимодополняемы, сотрудничество становится продуктивным.

Однако есть и организационные сложности. Например, в структуре расходов КНТП отсутствует отдельная статья на командировки в период опытно-конструкторских работ, когда активное взаимодействие с предприятиями особенно важно для эффективной совместной работы. Это существенно ограничивает возможности кооперации.

– Что для вас значит – заниматься наукой в России сегодня?

– Для меня очень важно, что я живу и работаю в России. И хотя в настоящее время заниматься наукой непросто, на мой взгляд, мы переживаем уникальный момент. С одной стороны, мы сталкиваемся с трудностями: Институт катализа с 2020 года находится под санкциями, что создает проблемы с поставками оборудования, публикациями в международных журналах и т.п. При этом требования к эффективности работы остаются прежними, что, на мой взгляд, не вполне справедливо.

С другой стороны, в последние годы заниматься наукой стало даже интереснее, появилась особая мотивация. Активный интерес к сотрудничеству проявляет промышленность, и мы видим реальное применение своих разработок. Это придает нашей работе актуальность и осмысленность. Наш проект ‒ тому подтверждение. В 2026 году запланирован выпуск первой опытной партии катализатора по разработанной нами технологии. А в перспективе она позволит не только заместить импорт, но и выйти на внешние рынки.

Для меня очень важно передавать свой опыт – те знания и подходы, которые я приобрела за годы работы – молодежи. Когда видишь, как молодые коллеги подхватывают идеи и начинают сами генерировать решения, понимаешь, что твой труд продолжается. В этом я вижу свою миссию сегодня.