Вся жизнь – сплошная химия…

«Посмотрите вокруг: наша жизнь — сплошные химические превращения!» — не устаёт повторять студентам и аспирантам заместитель директора Института нефти и газа СФУ, заведующий базовой кафедрой химии и технологии природных энергоносителей и углеродных материалов, доктор химических наук Владимир Павлович ТВЕРДОХЛЕБОВ. Профессор уверен, что судьбоносную роль в его жизни сыграла учительница, которая так душевно и увлекательно преподавала химию в одной из самых обычных школ Талды-Кургана (Казахстан), что многие её ученики поступили потом в институты на специальности, связанные с этим предметом.

Секретная кафедра

— Владимир Павлович, слышала, что вы обожаете классику, а «Евгения Онегина» можете прочитать наизусть…

— Это правда. Но стремление к химии пересилило любовь к литературе, тем более в середине 60-х, когда я окончил школу, физика и химия были вне конкуренции! Я приехал в Красноярск, выдержал конкурс и поступил в Сибирский технологический институт на кафедру химии и технологии азотосодержащих соединений (так завуалированно называлась кафедра взрывчатых веществ).

Вместе со мной приехала моя бывшая одноклассница и будущая жена. Она поступила на химико-технологический факультет, а я на инженерно-химико-технологический.

На третьем курсе предстояло определиться с выбором специальности. Можно сказать, что я оказался в нужное время в нужном месте. Нигде в стране нельзя было найти такие авторитетные научные журналы по химии, как Chemical Abstract или Journal of the Chemical Society, а у нас в институте — в свободном доступе! Дело в том, что во время Великой Отечественной войны из Ленинградского технологического института им. Ленсовета (ЛТИ), где преподавали Дмитрий МЕНДЕЛЕЕВ и Семён ВУКОЛОВ, и базировалась классическая школа российских химиков, в Сибирский технологический институт была перевезена часть знаменитой научной библиотеки. В журналах имелись интереснейшие методики получения тех или иных веществ, это были ценные первоисточники, которые давали богатую пищу для ума. К тому же нас обучали молодые преподаватели ЛТИ, ученики ведущих учёных, и это также считаю большой удачей. Я всегда подчёркиваю, что когда между преподавателем и студентом небольшая разница в возрасте — легче идёт восприятие материала, быстрее устанавливается контакт, и обе стороны пребывают на одной волне. Молодые преподаватели не боялись поручать нам рискованные эксперименты.

В то время гонка вооружений набирала обороты, и учёные должны были форсировать получение всё новых и новых видов взрывчатых веществ. Однажды мой научный руководитель профессор Борис Яковлевич ВЕРЕТНОВ доверил мне получить одно вещество путём вакуумной перегонки. Как только я завершил работу, все удивились: почему вещество не жёлтого цвета (как обычно), а кристально белого? Помню, профессор тоже удивился, а когда пришёл в себя, посоветовал мне серьёзно заняться наукой...

— Что же такого вы сделали?

— У меня, по признанию коллег, «лёгкая рука». Новизна — именно в чёткости и скрупулёзности проведения эксперимента. Вещество оказалось настолько чистым, что в корне отличалось по свойствам от тех, которые были получены ранее. Это общеизвестно: чистый нитроглицерин, полученный ещё в позапрошлом веке, хранится в запаянных пробирках до сих пор, а если взять сегодняшний, не настолько «стерильный» нитроглицерин и капнуть его на пол — он тут же взорвётся! Свойства зависят от чистоты вещества. Или ещё: абсолютно чистое железо не окисляется, не подвергается атмосферным воздействиям, но даже мельчайшие примеси способны в корне изменить его характеристики и катализировать всевозможные процессы.

О роли случая в судьбе

В 70-х годах XX века в СССР стали производить «дефицит» — искусственную чёрную икру. Разработкой технологии руководил академик, химик-органик Александр Николаевич НЕСМЕЯНОВ. Именно этот человек в своё время предопределил тему диссертации аспиранта Твердохлебова.

— Предыстория такова, — рассказывает Владимир Павлович. — Я защитил диплом и был оставлен на кафедре старшим лаборантом, параллельно готовил диссертационную работу. В те годы все идеи крутились вокруг одного вопроса: как получить новое взрывчатое вещество с хорошими свойствами или компонент ракетного топлива. Моя научная статья уже готовилась к печати, как вдруг один из преподавателей приносит свежий академический журнал и говорит мне: «Вот твоя статья!». Автором работы оказался столичный академик.

— Аспирант и академик независимо друг от друга достигли одного результата?

— Получается, так. Но академик успел опубликовать свой труд первым, и я потерял приоритет. Моя диссертационная тематика была закрыта. Но нет худа без добра. В то время моего куратора пригласили на работу в Ленинградский технологический институт, и я уехал вслед за ним. Поступил в очную аспирантуру в ЛТИ к известному академику Борису Вениаминовичу ГИДАСПОВУ. Учёный с мировым именем был чрезвычайно занят наукой и внимания своим аспирантам уделял не много.

Как-то раз Гидаспов, возвращаясь из очередной командировки, встретился в самолёте с академиком Несмеяновым Они разговорились на актуальную тему. В 60-х годах американцы открыли новый класс металлоорганических соединений — так называемых ферроценовых производных. Эти производные нашли широкое применение и в ракетном топливе (в качестве регуляторов горения), и в медицинских препаратах (в нашей крови есть железо, и оно служит переносчиком кислорода от тканей лёгкого в организм).

По возвращении Гидаспов поручил мне заняться ферроценом и ввести туда группировки, которые придавали бы этому веществу взрывчатые свойства. Я в тот момент испытал стресс. В российских учёных кругах тема была представлена очень слабо. Но перечить Гидаспову я не стал, закрылся в публичной библиотеке и полтора месяца оттуда не выходил. «Прокаруселил» два года, но всё же нашёл способы и методы введения группировок в ферроценовый «скелет». Удалось быстро запатентовать открытие и защитить кандидатскую и докторскую диссертации (мне было тогда 39 лет).

Как утописты «помогали» химикам

— Владимир Павлович, в 70-е годы не только искусственную чёрную икру создавали, но и таблетки, продлевающие жизнь, и другие чудеса в решете, якобы работающие на будущее. Вы тоже были к этому причастны?

— История — одна на всех. Хотя это были утопические идеи, но при их выполнении нам удавалось сделать такие открытия и получить знания, которые позже помогли нам пережить смутный период. Вспоминается один случай. Нам поступило задание правительства получить взрывчатое вещество со скоростью детонации свыше 15 тысяч км в секунду. Учёные кафедры понимали, что задача невыполнима, ведь природа дискретна: энергия химических процессов заложена только в электроне, а у него — свой потолок, выше которого не прыгнешь. Энергия электрона не позволяла достигать скорости свыше 12 тыс. км в секунду. Со скоростью 15 тысяч км в секунду протекают ядерные процессы, а это не химия, а ядерная физика. Но под эту безумную идею выделяли большие деньги, и мы просто «закрыли глаза» на некоторые вещи и получали вещества, приближённые к заданным, но обладающие совершенно другими полезными свойствами. Самое главное, мы изучали химию и продвигали науку вперёд.

Учёные нашей кафедры продолжали активно работать на военно-промышленный комплекс, основная тема — корректировка ракетоносителя на орбите (от управления траекторией полёта зависит точность попадания). В сотрудничестве с такими ведущими центрами, как НПО «Союз», НПО «Алтай», мы уже готовились к этапу внедрения: работало опытное производство, были проведены пробные пуски. К тому времени мы опережали американцев по топливному компоненту, но уступали по системе наведения и автоматизации процессов. И надо же было такому случиться: именно в этот период происходит подписание договора ОСВ-2, и закрывается один из ключевых разделов, где ведущую роль играли разработки красноярских учёных. Финансирование прекратилось. Это был удар.

— Наступил тот самый «смутный период»?

— Наступил раздрай. Чем только мы не занимались! В ту пору крупные обувные фабрики края закупали импортную основу, но не имели нужного клея. Мы разработали специальный состав клея и помогли организовать его производство.

Параллельно — восполняли дефицит парфюмерии. Путём селективной экстракции извлекали из того, что давала сибирская природа, полезные вещества и делали кремы, бальзамы. Помню, все женщины в нашей творческой группе смазывали руки только кремом собственной разработки, включавшим биологически активные компоненты из лекарственных трав и норковый жир.

— Куда всё подевалось?

— Мы довели идею до внедрения, а организация производства — уже следующая ступень. Однако бизнес проигнорировал это направление. Предпринимателям проще закупить готовый товар, чем вкладываться в развитие. Пытались мы и различные полимерные плитки для полов разрабатывать (сейчас подобные массово выпускают за рубежом) и ещё много чего…

Есть контакт!

— С 1987 года, работая в должности заведующего кафедрой в Сибирском технологическом институте, я продолжал изучать уникальные свойства металлоорганических соединений. Железо — переходный металл, и с его помощью можно регулировать различные окислительно-восстановительные процессы. Горение — то же окисление. Я подумал: а почему бы это свойство не использовать в бензинах или других углеводородных топливах? Мы в своё время могли корректировать траектории баллистических ракет на орбите… В один прекрасный день я позвонил директору Ачинского нефтеперерабатывающего завода (ныне ОАО «АНПЗ ВНК») Егору Александровичу ДЕМЬЯНЕНКО, изложил свои соображения, и через три часа он уже сидел в моём кабинете. Директор сразу уловил идею. Мы быстро обсудили, как запустить новый сорт бензина с помощью производных, улучшающих его качество.

В нашем институте при поддержке АНПЗ в 1992 году было создано опытное производство. Учёные провели исследования, выбрали из массы веществ оптимальные с точки зрения дешевизны, простоты технологии и т.д. Провели тестовые испытания, получили заключения Госстандарта СССР. Буквально за полтора года удалось внедрить в качестве добавки к бензинам вещество, улучшающее эксплуатационные характеристики топлива во много раз. Требовалось всего 50 граммов нашей добавки на тонну продукции.

Сразу же меня пригласили на завод, где я и работаю до сих пор в должности заместителя технического директора по науке. В течение 10 лет АНПЗ работал с использованием нашей присадки и перестал её применять, только когда мы перешли на более совершенные технологии. За эти годы сменилось несколько собственников завода, а наши изобретения используются и по сей день. В середине 90-х в институте мы впервые начали готовить нефтепереработчиков. Сейчас многие мои выпускники работают на ведущих должностях на Ачинском заводе, в компаниях «Ванкорнефть» и «Роснефть».

— С 2009 года вы работаете в СФУ, и ваши коллеги иногда шутят: мол, чтобы везде успевать, у завкафедрой под окном — вертолётная площадка…

— В каждой шутке есть доля правды: автомобиль у меня всегда в «боевой» готовности. Каждый понедельник в Ачинске — директорская планёрка.

Скованные одной цепью…

— Владимир Павлович, в Институте нефти и газа СФУ вы буквально с нуля создали базовую кафедру. Удалось ли выстроить цепочку: образование — наука — производство?

— У нас заключён договор о сотрудничестве c ОАО «АНПЗ ВНК». Студентам читают лекции ведущие специалисты предприятия. Обычно первого августа ребята садятся в автобус и едут на практику в Ачинск, где завод им предоставляет общежитие, и с каждым студентом ведущие специалисты предприятия работают по индивидуальному графику. Университет даёт общие знания, а завод — более конкретные, применительно к данному производству. Раньше, чтобы перейти на инженерную работу, молодому специалисту требовалось полтора года стажировки на заводе, а наши выпускники уже в течение первых трёх месяцев начинают самостоятельную работу. Также наши студенты проходят практику и в ЗАО «Ванкорнефть» и ОАО «РУСАЛ».

Сотрудники кафедры проводят фундаментальные разработки для нефтегазовой и химической промышленности. Только с ачинским заводом у нас — три хоздоговорные темы. Есть фундаментальные, а есть и текущие. Приведу простой пример. В весенний паводок природоохранные организации предъявили НПЗ большой штраф за то, что он якобы загрязняет реку Чулым. Завод находится ниже по течению реки, чем Ачинский глинозёмный комбинат, к тому же имеет современные очистные сооружения. Пришлось провести экспертизу: взяли пробу воды до входа и на выходе — оказалось, что воду НПЗ сбрасывает ещё чище, чем получает при входе. Когда акты предъявили — огромный штраф был отменён.

Сейчас в стадии аккредитации независимый экспертный центр российского масштаба на базе СФУ. В него входят две лаборатории: качества нефтепродуктов и качества буровых растворов. Потребителем услуги станет не только Ачинский НПЗ, но и любые АЗС и горюче-смазочные перевалочные станции, например, Красноярскнефтепродукт и т.д.

— Участвует ли молодёжь в грантовых и хоздоговорных проектах?

— А как же! Взять хотя бы тему «Улучшение качества нефтяного кокса». Она важна для наших алюминиевых заводов, поскольку СаАЗ и КрАЗ работают на привозном каменноугольном коксе, а он имеет очень много отрицательных свойств, в частности, большое содержание металлов и серы. Поэтому и алюминий у нас получается второсортный, почти как лом, и мы вынуждены продавать его на порядок дешевле. Кстати, у меня три студента третьего курса работают в лаборатории ОАО «РУСАЛ» по этой тематике, и компания выплачивает им стипендию.

На сегодняшний день мы лидируем в России по разработке новых катализаторов для процессов нефтепереработки. Сейчас на базе Института нефти и газа СФУ совместно с ОАО «Роснефть» создаём Инновационный центр превосходства.

— Центр превосходства — это прорыв?

— Объясню на примере. Сейчас мы закупаем катализаторы для нефтепереработки за рубежом. Как показал опыт, нам продают вчерашний день. На первом этапе вроде бы дёшево, но катализатор через три года придётся менять, а технология разработана именно под этот вид — значит, мы только у конкретной фирмы должны приобрести замену, а цена-то уже изменилась — она выше прежней раз в пять — вот нас и подловили! Другая беда — мы и на этом дорогостоящем катализаторе опять не достигаем нужного результата. Нам свои разработки надо развивать, не зависеть от импортных поставок и получать качественную продукцию! Думаю, что в Институте нефти и газа у нас есть все предпосылки, чтобы добиться успеха: приобретено новейшее оборудование мирового уровня, сформирован работоспособный коллектив, с которым можно горы свернуть…

Вера КИРИЧЕНКО
Средняя оценка: 4.7 (проголосовало: 12)