Лекция 2
История добычи и применения нефти и газа
По-гречески «нафта» – горная смола, «петролеум» по-латыни означает каменное масло (петрос – камень, олеум – масло), нефть называют также «черное золото» (земляное масло) и др.
В те далекие времена люди пользовались нефтью, выходящей на поверхность Земли из расщелин и трещин. Затем для добычи нефти в местах её неглубокого залегания начали использовать колодезный способ. Для поднятия на поверхность скопившейся в колодцах нефти применяли бадьи или бурдюки, поднимали вручную или конной тягой. Хранили нефть в глиняных сосудах или бурдюках и в них же транспортировали гужевым транспортом. В XVII в. появляются первые хранилища нефти. Нефть хранилась в земляных ямах-амбарах глубиной 4–5 м, устроенных в глинистых грунтах, позднее нефть хранилась в подземных каменных амбарах, зацементированных особым цементом.
История нефтяной промышленности нашей страны тесно связана с Бакинскими месторождениями нефти. В первых столетиях нашей эры бакинская нефть была известна арабам и персам. Бакинская нефть доставлялась даже в Багдад.
В 1723 г. в Москве по приказу Петра I Бакинская нефть в Главной Московской аптеке была подвергнута перегонке для изготовления лекарственных бальзамов. В 1745 г. купец Фёдор Прядунов из Архангельска построил первый в мире нефтеперегонный завод на реке Ухте, на котором получали осветительную жидкость (керосин). Завод проработал до 1782 г., перерабатывая ежегодно 2000 пудов нефти. До 1000 пудов керосина в год отправляли в Москву. В 1823 г. на Кавказе вблизи крепости Моздок крепостные крестьяне братья Дубинины соорудили завод по перегонке нефти, просуществовавший 25 лет. На этом перегонном заводе получили светлую прозрачную осветительную жидкость – фотоген (от греческого «фотос» – свет, «гениао» – произвожу), а в остатке получили грязно-черную жидкость. За остатком закрепилось арабское слово «макзулат» – отброс, которое со временем преобразовалось в «мазут».
Изобретение Игнатием Лукасевичем керосиновой лампы и её широкое распространение по всему миру резко увеличило спрос на керосин (от английского «керозен» – под этим названием позднее из Америки доставляли в Россию керосин) [4].
В 1846–1847 гг. производство осветительного масла из каменного угля организовал в СШ. Он назвал полученную жидкость «керосин ойл» (греч. «керос» – воск, восковое масло). Когда в 50-х годах XIX в. осветительное масло в США начали получать из нефти, то его также назвали керосином.
В настоящее время керосином называют фракцию нефти, которая выкипает в температурных пределах от 175 до 300 оС. Различают керосин:
1) для освещения;
2) применяемый в качестве горючего для тракторов;
3) керосин авиационный – топливо для реактивных двигателей.
Теплота сгорания нефти больше, чем у других видов топлива: антрацита – в 1,5 раза, торфа – в 2 раза, дров – в 4 раза. Её не умели, да и не могли сжигать в обычных топках. Только великое изобретение Владимира Григорьевича Шухова в 1888 г. (тогда Шухов был студентом 3 курса) позволило сжигать нефть в особого рода горелках – форсунках. Идея форсунки Шухова лежит в основе всех современных горелок для жидкостей и газов, и даже твердых веществ. Также были изобретены: двигатель внутреннего сгорания (изобретатель – француз Этьен Ленуар, 1860 г.), дизель (немецкий инженер Рудольф Дизель, 1897 г.), реактивные двигатели (Константин Эдуардович Циолковский, 1883 г.), работающие на продуктах переработки нефти.
Нефть в России в начале XX века добывалась главным образом в районе города Баку и на Северном Кавказе (Грозный, Майкоп). Эксплуатация месторождений конкурирующими фирмами велась хищническим путем, а хранение нефти в открытых ямах-амбарах вело к большим потерям и частым пожарам.
В то время добыча нефти велась двумя методами: фонтанным и с помощи желонки. Желонка – это длинное ведро малого диаметра с открывающимся внутри донным клапаном, свободно проходящее в скважину. При подъеме желонки клапан плотно закрывал вход, и порция нефти поднималась на поверхность. В 1913 г. таким способом в России было добыто 95% всей нефти.
В начале при перегонке нефти применение находил только керосин (фотоген). Однако при этом получали два побочных продукта: один из них – более легкая фракция нефти получил название «бензин» (от арабского «любензави» - горючее вещество), а другой – густая грязно-черная жидкость, получаемая в остатке и названная «мазут» (от арабского – отброс). Долгое время они оставались ненужными продуктами.
Сжигание мазута в топках – это не лучшее его применение. При консультации около Ярославля строится первый завод по получению смазочных масел из мазута (1879 г.). В 1890 г. предложил способ расщепления тяжелых углеродов мазута с целью получения светлых нефтепродуктов. В 1891 г. и С. Гаврилов изобрели способ получения легких углеводородов расщеплением тяжелых углеводородов при высоких температуре и давлении. Этот способ получил название «термический крекинг» (от англ. крекинг – расщепление) и успешно применяется в наше время. В 1926 г.
в содружестве с инженером , изобретателем турбобура, была создана крекинговая установка.
