Водородная уборка: российский стартап хочет приучить нефтяников чистить трубы перекисью
В офисе на территории бывшего советского НИИ бытового обслуживания населения, недалеко от павильонов ВДНХ, по радио играет рок. Виктор Семенихин проводит опыт: в колбы с фосфорной кислотой, соляной кислотой и разработанным им составом он опускает одинаковые оцинкованные пластины. Детали покрыты толстым слоем “накипи” — такая оседает в трубах теплообменников в системах охлаждения. Через несколько секунд колба с составом по рецепту ученого желтеет, над поверхностью идет пар. Через 15 минут пластинка из этого сосуда полностью очищена, а в двух других или накипь “не взялась”, или металл разъелся вместе с отложениями. «Жидкость “кипит”, потому что в ней — производные перекиси водорода, которые, разлагаясь с выделением газов, “взрывают” отложения изнутри», – объясняет Семенихин, технический директор компании «Ангара-Сервис». Изобретение химика, композиция AlfaPerox, проходит испытания на нефтеперерабатывающих заводах, на теплообменниках ЖКХ и даже на молочном заводе. На что рассчитывает ученый с технологией, которой придется конкурировать с десятками производителей реагентов для очистки?
Идея с историей в 40 лет
В 1980-х сотрудник одного из НИИ Минобороны Семенихин основательно вникал в фундаментальные исследования вузов и подразделений Академии наук по всему СССР. Он перелопачивал горы научных статей из разных разделов химии, физики, материаловедения. Однажды ему на глаза попалось описание технологии для очистки оборудования атомных станций от радиоактивных отходов — с помощью соединений… перекиси водорода. Семенихин задумался: такой состав мог бы очищать любые промышленные трубы, внутри которых отложения оседают и в конечном счете “убивают” оборудование. Правда, в тот момент ученый не планировал разработку — раствор сильно разъедал трубы.
После распада СССР Семенихин работал в фирмах по производству химических реагентов, но идея бороться с “накипью” в трубах с помощью перекисных соединений его не оставляла. Больше 20 лет он следил за научными публикациями по этой теме. За это время появились новые вещества, снижающие скорость коррозии. Ученый решил, что они смогут сдержать агрессию перекиси водорода против материалов труб. Семенихин стал вечерами заниматься опытами на химфаке МГУ. В 2014 году ученый как-то вечером разговорился с Данилом Базановым, аспирантом химфака. Чем больше экспериментировали два химика разных поколений, тем эффективнее были результаты их исследований.
Приручить водород
Партнер фонда FPI Александр Тимофеев никогда бы не узнал об успехах Базанова и Семенихина, если бы не любовь к вузу. В апреле 2015 года он поехал на «Матч века» — ежегодный футбольный турнир выпускников МФТИ. Тимофеев разговаривал с учеными и предпринимателями, сменившими деловые костюмы и лабораторные халаты на футбольную форму и экипировку болельщиков. Один из старых знакомых обронил пару слов о проекте Семенихина и Базанова. Тимофеев взял его «на карандаш» — к нему уже обращались несколько стартапов с похожими разработками, но их изобретения оставляли желать лучшего. Вскоре Семенихин и Базанов уже демонстрировали Тимофееву «шипучку». “У Виктора было много идей, мы много чего обсуждали и в конечном счете остановились именно на очистке теплообменников, – вспоминает Тимофеев. – Тут огромный рынок”.
Чем привлек инвесторов рынок средств для очистки теплообменников? Теплообменники — это система труб, внутри которых проходит жидкость-теплоноситель, она передает тепло (или холод) другому веществу. Теплообменники, например, поддерживают нужную температуру сливок или соков при пастеризации. Они же используются при нагревании и охлаждении нефтепродуктов, красок, лаков и эмалей, растительного масла или спиртов. Радиатор в квартире — это тоже теплообменник, только с воздухом.
Теплообменник работает хорошо, если теплопередача идет интенсивно. А когда стенки трубок изнутри покрываются отложениями, то разница температур двух рабочих веществ уменьшается — эффективность теплопередачи падает. Приходится “гонять” жидкость дольше. Вскоре теплообменник вообще может выйти из строя. Можно разобрать теплообменник и почистить его механически. Но простой оборудования невыгоден, а некоторые теплообменники и не разбираются. Поэтому появились химические методы очистки — прокачка через трубы химических растворов (обычно с кислотами), разрушающих накипь. Но здесь свои минусы — засорения удаляются только частично, материал труб истончается, а некоторые отработанные растворы еще и токсичны. Часто реагенты не “пробивали” затвердевшие отложения, многие владельцы теплообменников разочаровались в химических методах и просто списывали оборудование.
“Идея очистки теплообменного оборудования с помощью перекисных соединений не нова”, – признает Семенихин. Но ученый сделал ее дешевле. За счет чего? Первые реагенты с перекисью водорода не завоевали массовый рынок не только из-за агрессивности, объясняет ученый. Вторым их недостатком был большой расход составов. Перекись водорода — активное вещество: она интенсивно разлагается, особенно если в растворе есть примеси. Поэтому составы не проникали вглубь образований на стенках труб, реакция проходила в толще раствора или в объеме отложений. Приходилось заливать в трубы больше жидкости и делать больше прогонов. На это уходило больше времени и денег — из-за дорогих (более мощных) установок для промывки. Композиции в порошках Семенихина и Базанова управляли реакцией лучше —и потому “забирались” в пористые отложения глубже.
Инвесторов FPI покорила настойчивость Семенихина и его помощника и то, как глубоко они разобрались в теме. “Когда я познакомился с Виктором Семенихиным, сразу подумал: въедливый технарь, которому даже с учетом его богатого жизненного опыта хочется чего-то эдакого”, – говорит Илья Родин, партнер FPI.
Основатели фонда зарегистрировали компанию “Ангара Сервис”. FPI не забирает долю у стартапа, а становится соучредителем в новой фирме и берет на себя большинство проблем начинающего бизнеса, объясняет Родин. По данным СПАРК, ему принадлежит 100% в компании “Ангара Сервис”. Реальные доли расписаны в структуре капитала компании в английском праве, а отношения авторов проекта и FPI регулируют внутренние бенефициарные договоры, говорит инвестор. FPI вложил в новый бизнес уже почти $400 000.
Инвесторы пригласили в проект предпринимателя Станислава Бецера. У Бецера до этого был бизнес с эксклюзивной дистрибуцией автомобильной электроники. «Химическое производство казалось темным лесом, – говорит Бецер. – Но я понимал: поставлять аудиосистемы — это просто перепродавать, а тут есть шанс изменить стандарты в целой нише».
Семенихин, Базанов и Бецер доработали состав, который назвали AlfaPerox. Одни его вещества (подбираемые под каждый тип отложений) делают отложения более пористыми. Дальше специальные катализаторы инициируют разложение перекиси — отложения дробятся на мелкие кусочки. Через некоторое время активируются другие вещества, которые, наоборот, сдерживают новые реакции разложения. Дальше вступают в работу вещества, которые предотвращают перенос отложений из одной части теплообменника в другую вместо их удаления. Еще две составляющие — антикоррозийные реагенты и специальные добавки против набухания прокладок внутри теплообменников.
К маю 2015 года у “Ангара-Сервис” был набор “рецептов” на разные случаи. В августе инженеры поехали на первый “полевой” эксперимент в Домодедово. Управляющие одним из тепловых пунктов пригласили стартап на промывку теплообменника в составе систем отопления. “Мы приехали с установкой для прокачки состава, собранной “на коленке” на даче у знакомых”, - вспоминает Бецер. Нервничал Бецер, как оказалось, зря: удачные прокачки первого теплообменника впечатлили инженеров теплосетей, и они попросили стартап прочистить еще две установки. Суммарно AlfaPerox удалил из труб 15 кг отложений солей жесткости.
Нефтяникам и молочникам
Но важнее было впечатлить промышленных заказчиков. Через компанию “Миррико”, как следует из документов, предоставленных Forbes стартапом, “Ангара-Сервис” получила заказ на теплообменнике нефтесервисной “Танеко”. Судя по профилю Виктора Семенихина в Facebook, он тоже работал в “Миррико”. Разработчики и инвесторы не комментируют, как именно был получен “пилот”. “Сеть контактов партнеров FPI очень обширна, “Ангаре” это сильно пригодилось, многое ускорило, хотя, конечно, команда тоже многое сделала для работы с заказчиками”, – говорит Родин о том, как стартапу удалось заполучить заказчиков даже для тестовых внедрений. Так или иначе, 20 октября 2015 года команда стартапа отправилась в Нижнекамск. Бецер хорошо запомнил эту дату. Это была пятница, и, заперев лабораторию с канистрами с AlfaPerox, он пошел отмечать 45-летие. В понедельник его разбудил звонок на мобильный. “Крышки выбило газом, на полу пены по щиколотку”, – услышал он в трубке. Бецер кое-как успокоил сотрудников (они пытались собрать пену с перекисью тряпками) и помчался в лабораторию — “месить” новые растворы.
В теплообменнике “Танеко” тепло передавали тонкие гофрированные пластины. По трубкам одного контура внутри теплообменника идет горячая нефть с температурой выше 200°C, по трубкам другого — тягучий гудрон с температурой выше 340°C. “Когда мы заглянули в трубу, казалось, там просто асфальт”, – вспоминает Семенихин. Вначале на сотрудников стартапа смотрели косо, вспоминает Бецер. “Когда мы пришли на промывку, в глазах инженеров читалось: это вряд ли вам по зубам”, – говорит он. Люди из цеха с недоверием смотрели на новенькие шланги, через который состав загоняли в трубу, на насосную установку, которой Базанов управлял с планшета. А на следующее утро, когда уже были видны первые результаты обработки, Бецера, Базанова и Родина уже засыпали вопросами. “В общем, уже смотрели с уважухой”, – говорит он. Вскоре на пластинах кокса уже не было, перепады давления упали почти вдвое, а разница температур выросла в несколько раз.
Следующий тест провели на Новолипецком металлургическом комбинате (НЛМК) - теплообменник, который должен был охлаждать воздух, забился соляными отложениями и слизью из ила. “По контуру шла речная вода, так что в теплообменник даже рыба заходила”, – морщится Семенихин. «Их технология действительно новая — промывка производится кислым раствором перекиси водорода, – говорит Сергей Чеботарев, вице-президент по энергетике НЛМК. – Качество промывки достигается за счет присутствия сильного окислителя (перекись водорода), его авторазложения и, как следствие, обработки поверхности пузырьками кислорода. Применение такой технологии приводит к минимальной коррозии металла». Хотя результаты испытаний НЛМК оценила как удовлетворительные, использовать новую технологию на постоянной основе пока не решили.
Самый необычный заказчик стартапа — Останкинский молочный комбинат. В его теплообменнике нагревают паром трубы, по которым идет молоко. При разных температурных режимах оно превращается в сметану, ряженку, кефир и йогурт. При такой пастеризации частицы молочных продуктов оседают на стенках, производство идет медленнее. После промывки AlfaPerox затраты времени на производство молочных продуктов сократились на 5-6%.
Всего за полгода пилотных внедрений стартап заработал около 1 млн рублей, говорит Родин. Бецер только три месяца назад организовал отдел продаж, который обзванивает потенциальных заказчиков. Предприниматель рассчитывает и дальше развивать сервисный бизнес, а не продавать AlfaPerox массово. Сумма заказа может варьироваться от сотен тысяч до сотен миллионов рублей — все зависит от объемов теплообменников и сложности отложений.
"Оживить" теплообменник
“Ангара” предложила идею физико-химического, в том числе кавитационного, воздействия на отложения действительно не первой, говорит Павел Морозов, курирующий стартап как резидента Сколково в энергетическом кластере. “Однако подтвердить работоспособность технологии вне стен лаборатории удалось только “Ангаре”, – говорит он. Препарат с похожим “взрывным” принципом на основе перекиси водорода есть, например, у стартапа из Мордовии. Резидент “Центра нанотехнологий и наноматериалов Республики Мордовия” тоже научился управлять скоростью разложения композиции и кавитации частиц, следует из материалов на сайте наноцентра. Пока проект проходит стадию патентной экспертизы, значится на портале наноцентра. «Если “Ангаре” удастся решить вопрос полной очистки теплообменных аппаратов и при этом исключить существенное коррозионное воздействие, то будет решена задача повышения КПД эксплуатирующихся теплообменников (приращение до 20%) и существенной экономии по топливу и косвенно на электрической энергии, которые часто составляет заметную долю в себестоимости продукции», – резюмирует Морозов.
«Если команда стартапа действительно нашла способ сдержать разрушительное действие пероксидных соединений (а они "едят" все подряд, с чем соприкасаются), ей обеспечен быстрый захват рынка», – уверен Джомарт Алиев, председатель Бизнес Школы МИРБИС, ранее входивший в топ-менеджмент "дочек" "Лукойла" и "Росатома". "Возможно, состав не подойдет для силикатных отложений или некоторых органических, но карбонатные отложения (самые распространенные) точно будут ему по зубам, - говорит Алиев. - Разработчики большие молодцы, что не "куксили" разработку, а пошли раскручивать пилоты и общаться с потенциальными заказчиками".
Как следует из сертификационных документов на сайте стартапа, задача стабилизации перекисной группировки решалась несколькими путями: с помощью ЭДТА — комплексного соединения широкого класса многовалентных ионов металлов, с помощью стабилизаторов перекиси водорода на основе производных фосфорной кислоты и благодаря входящему в состав реагента сульфанолу. Всех их можно считать классическими, говорит Константин Мотовилов, старший научный сотрудник Лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ. Уксусная и муравьиная кислоты (тоже входят в состав AlfaPerox) также являются классическими мягкими растворителями окислов железа и ряда других металлов, отмечает Мотовилов. Реагент не представляется трудно воспроизводимым и, скорее всего, очень скоро будет вынужден конкурировать с аналогами, говорит ученый.
А команда "Ангары-Сервис" рассчитывает быстрее занять место на рынке за счет того, что в кризис производители стали внимательнее к проблемам очистки теплообменников. “Раньше было так: больше не работает — все, выбрасываем, ставим новый, – говорит Бецер. – Сейчас сто раз подумают, прежде чем списать оборудование за сотни тысяч евро”. Чистка от “Ангара-Сервис” обходится в 10-15% от стоимости нового теплообменника.
Основные продажи основатели и инвесторы “Ангара-Сервис” ждут в 2017 году — в рамках тендеров, которые разыграют за осень 2016 года. За 2017 год компания рассчитывает на 10-20 проектов, общая сумма заказов пройдет отметку в 50 млн рублей. “Мы верим в перспективность ниши, которую выбрал проект, так что не ставим жестких планов по выручке”, -поясняет Илья Родин. По его мнению, важнее быстрого роста выручки наработать новые партнерства, чтобы AlfaPerox стал “ксероксом” на рынке безразборной очистки теплообменников. Родин планирует, что в ближайшие годы “Ангара-Сервис” выйдет на европейский рынок, где из-за высокой стоимости рабочей силы, разборная очистка оборудования от нереакционных отложений стоит гораздо дороже, чем в России. А пока стартап рассчитывает продать франшизу партнеру в Казахстане, который уже собирает предзаказы от нефтеперерабатывающих заводов.
А Семенихин не жалеет, что сменил лабораторию НИИ на стартап. “Для того, чтобы увлеченно заниматься наукой, нужно идти либо в R&D-подразделение в корпорации, либо в крупный научно-исследовательский центр, оба сценария, увы, ведут за пределы России”, – говорит химик. По его словам, наукоемкий бизнес — один из немногих способов для российского ученого продолжать научную работу и обеспечить детей и внуков.