Интересные факты

История нефтепереработки

Сегодня нефть стала основой энергетики и ряде отраслей промышленности. Но использовалась она еще в глубокой древности — по данным археологов, с VI тысячелетия до нашей эры.

Отдельные применения нефти, в древности считавшиеся несомненными, могут удивить нас сегодня. Например, средневековыми врачами нефть прописывалась и как внутреннее и как наружное средство.

Давно было замечено, что нефть на поверхности земли подвергается превращениям. Лужи нефти высыхали и оставляли темную густую жидкость, которая впоследствии затвердевала и превращалась в битум и асфальт.

В древней Шумерии асфальт употреблялся для изготовления сосудов, украшений, скульптур, как строительный и гидроизоляционный материал. В Вавилоне асфальт применялся как одна из главных составных частей цементирующего и облицовочного материала при строительстве крепостных стен, дворцов, триумфальных арок, жилых зданий. Основным компонентом состава для бальзамирования в Древнем Египте служила нефть и опять же асфальт.

Нефть издавна применялась как горючий материал для освещения. Правда, светильники на нефти сильно коптили. Еще сильнее коптил при горении и издавал неприятный запах асфальт.

Получать хорошее горючее для светильников позволила перегонка нефти. О том, как ее перегоняют, писал еще римский врач Кассий Феликс. Можно сказать, что в те времена река нефти и начала делиться на рукава, которых сегодня множество: бензин, керосин, мазут, гудрон и т. д.

Наша страна является родиной промышленной переработки нефти. Федор Прядунов на базе ухтинской нефти в 1745 году построил первый нефтеперегонный завод, дававший ежегодно до тысячи пудов «чистого прозрачного масла». Оно представляло широкую фракцию в количестве до 60 процентов от сырой нефти, похожую на керосин. Эту жидкость употребляли для медицинских целей и как лампадное масло.

До наших дней сохранились подлинные чертежи завода пионеров нефтепереработки — братьев Василия, Герасима и Макара Дубининых, крепостных крестьян графини Паниной. Завод был построен в 1823 году в Моздоке и успешно работал на грозненской нефти. Основой завода был перегонный куб периодического действия емкостью 40 ведер (около 500 литров). Выход керосина составлял около 40 процентов на нефть.

Чертеж завода братьев Дубининых (1823 год) с нефтеперегонным кубом периодического действия.

Сильный толчок дальнейшему развитию нефтепереработки в середине прошлого века дало появление керосиновой лампы с фитилем и резервуаром. Оказалось, что нефтяной керосин значительно лучше по своим качествам, чем фотоген (топливо для ламп), получаемый из каменноугольного, древесного, торфяного и других дегтей. Керосин не коптит, содержит мало серы и других примесей и поэтому не отравляет воздух в помещении.

Переработчики нефти концентрируют свое внимание на керосиновом производстве, а такие продукты, как бензин и мазут, сжигаются, выливаются в море или специальные пруды.

Переработка бакинской нефти на керосин началась в 1860 году. В 1873 году здесь было уже 80 заводов мощностью свыше 16 тысяч тонн керосина в год. Растут не только объемы перерабатываемой нефти, но также расширяется и ассортимент нефтепродуктов. Во второй половине 70-х годов XIX века на нефтяных заводах в Баку и в других районах все шире производятся смазочные масла, гудрон и другие нефтепродукты.

В исследовании нефти и технологии ее переработки в то время большую роль сыграли работы Д. И. Менделеева, который предлагал «обратить особое внимание на необходимость переработки бакинской нефти не только на керосин, но и на смазочные масла». Богатый промышленник В. И. Рагозин по совету Д. И. Менделеева в 1879 году в Константиновке, близ Ярославля, пустил нефтеперерабатывающий завод. (Этот завод работает и поныне, естественно, по современной технологической схеме и на современном технологическом оборудовании.) Завод был рассчитан на ежегодную переработку 20 тысяч тонн нефтяных остатков — мазута и бензина. Его продукция отличалась высоким качеством, вывозилась за границу и успешно вытесняла с рынков стран Европы американские нефтепродукты. «Русские масла» в те времена слыли лучшими в мире.

Д. И. Менделеев советовал также разработать способы непрерывной перегонки нефти, отказаться от кубов периодического действия.

Аппарат для непрерывной перегонки нефти в 1873 году разработал бакинский нефтепромышленник А. А. Тавризов, а десять лет спустя непрерывная перегонка нефти была осуществлена в Баку на заводе братьев Нобель.

Долгое время предметом забот инженеров была проблема сжигания нефтяных остатков. Например, в Баку для промышленных топок использовались брикеты из сухого навоза, пропитанного нефтяными остатками или густой нефтью.

В 1866 году русский инженер А. Шпаковский изобретает «пульверизатор», при помощи которого жидкое топливо распылялось воздухом. Эта идея нашла широкое распространение как в России, так и за границей. Впоследствии вместо воздуха стали применять водяной пар, и появилось множество известных и сейчас форсунок для сжигания жидкого топлива как в стационарных установках, так и на пароходах и паровозах. Тяжелые остатки нефти, такие, как мазут, стали очень важным продуктом переработки нефти, и спрос на них резко увеличился.

Большое скопление нефтяных остатков в Баку и их дешевизна направили поиск ученых и инженеров на разработку и других методов их утилизации. Перспективной оказалась их переработка в светильный газ путем термического разложения. Большую роль в развитии метода сыграли работы русского ученого А. А. Летнего по глубокому термическому разложению нефти и мазута, которые он выполнил в 70-х годах прошлого столетия. В Казани и Киеве были построены первые в мире газовые заводы, которые работали на нефтяных остатках. Казанский завод питал нефтяным газом около тысячи больших уличных фонарей.

В конце XIX века нашлось применение и еще одному очень важному продукту, который получается из нефти,— бензину.

В 80-х годах прошлого века русский моряк О. С. Костович изобрел первый в мире бензиновый карбюраторный двигатель. Этот двигатель, предназначавшийся для дирижаблей, хранится ныне в Музее авиации и космонавтики имени М. Фрунзе. В 1885 году Г. Даймлер в Германии применил бензиновый двигатель для мотоцикла, а позже К. Бенц — для трехколесной тележки.

Двигатель О. С. Костовича (1852 год)

Встала задача — каким образом можно получать из нефти больше бензина. Еще в 1866 году англичанин Дж. Юнг патентует способ разложения нефти при нагревании под давлением. Этот способ, впоследствии названный крекингом, позволил получать бензин и керосин из тяжелых углеводородов.

В 1891 году В. Шухов и С. Гаврилов предложили установку для непрерывного термического крекинга под давлением, идея которой до настоящего времени является основой всех современных установок подобного рода.

Работы русских ученых Н. Д. Зелинского, Л. Г. Гурвича, С. В. Лебедева, Г. Г. Густавсона и других заложили основы химического направления в переработке нефти.

Как перерабатывается нефть?

Прежде чем нефть поступает на переработку, ее подвергают специальной подготовке. Нефть из скважины несет с собой тонко диспергированную воду. Поэтому прежде всего нефть отстаивают от воды на промыслах. Однако полностью освободиться от воды не удается.

Первым этапом переработки нефти является ее обработка на электрообессоливающих установках, которые почти нацело удаляют воду и растворенные в ней соли.

Обезвоженная и обессоленная нефть поступает затем на установку первичной перегонки. На этой установке нефть сначала подогревается, потом перегоняется под атмосферным давлением, после чего от нее остается мазут, который, если это предусмотрено схемой переработки, поступает в колонну, где производится его вакуумная перегонка до тяжелого остатка типа гудрона.

С этих двух ступеней первичной перегонки отбирают газ, компоненты бензина, керосина, дизельного топлива, масляных дистиллатов, тяжелых дистиллатов, идущих на вторичную переработку, и тяжелых остатков, являющихся сырьем для производства битума.

(Стоит обратить внимание на то, что, описывая перегонку нефти, мы называем ее продукты не знакомыми словами «бензин», «керосин» и т. д., а говорим пока лишь о компонентах этих веществ. Продукты перегонки нефти поступают в резервуарный парк предприятия, смешиваются там в необходимых пропорциях, и таким образом получаются и бензин, и керосин, и все другие вышеперечисленные вещества, соответствующие государственным стандартам.)

Чем глубже переработка нефти, тем больше от нее отбирается светлых нефтепродуктов. Этому содействует применение целого ряда технологических процессов, которые превращают тяжелые фракции нефти во фракции более легкие, применяемые как компоненты моторного топлива, а также газы, используемые в дальнейшем как сырье для нефтехимии.

На базе углеводородного сырья, которое дает переработка нефти, возникла новая огромная отрасль производства — нефтехимическая промышленность. Эта отрасль вырабатывает как чистые органические вещества, так и сырье для дальнейшего синтеза пластмасс, лекарств и разнообразных химических реактивов. От нее мы получаем альдегиды, кетоны, спирты, винилхлорид, водород, изопрен, капролактам, стирол, фенол и множество других необходимых для народного хозяйства химических продуктов.

Похожие публикации:

День взятия Бастилии
Ежегодно 14 июля французы отмечают один из самых значимых национальных праздников – День взятия Бастилии. Эта традиция существует с 1880 года, однако для жителей государства праздник давно уже утратил свое революционное значение. Во всех городах и деревнях Франции в этот день проходят веселые вечеринки, рестораны и ночные клубы едва вмещают всех желающих, а сами граждане проявляют готовность веселиться до утра. Ден...

География русской бани
Как ни странно, но бани в России, за исключением ее северо-западных районов, стали появляться относительно недавно. А до этого и в рязанских, и во Владимиро-Суздальских краях, и даже в Подмосковье широко практиковалось мытье в печи, которое, кстати говоря, и в самой Москве было распространено еще в прошлом веке. А вообще локализация разных банных традиций в России в значительной мере совпадала с зонами расселения ...

Английский астроном Уильям Гершель
Знаменитый английский астроном Уильям Гершель (Фридрих Вильгельм Гершель) вошел в историю как первооткрыватель планеты Уран. Но по профессии он был музыкантом. Гершель родился в 1738 году в Ганновере (Германия). Музыке его обучил, вероятно, старший брат, который был органистом в церкви. Семья перебралась в Лондон, и Гершель стал музыкантом в королевской гвардии. В возрасте семнадцати лет юноше впервые представилась в...

Золотые монеты Цезаря
Государство древних римлян приступило к чеканке золотых монет довольно поздно. Во времена Республики выпуск золотых монет носил случайный характер и выпускалось их немного. Массовые их эмиссии начались со времени правления Цезаря. Кроме надписи CAESAR, на этих монетах отчеканены цифры LII. Предполагается, что так мог указываться возраст Цезаря. Так как год рождения Цезаря спорен, то и датировать точно выпуск этих мон...

История герба Российской империи
Официальное описание российского государственного герба, просуществовавшего до 1917 года и канувшего в Лету с падением самодержавия, законодательно было оформлено в 1667 году царем Алексеем Михайловичем. Однако в общих чертах создание этого атрибута власти происходило и практически завершилось уже в XV веке, в период образования централизованного Русского государства. Сохранилась грамота 1497 года великого князя ...