Ранние страницы истории нефтяного производства

Восстановительный этап в нефтедобыче после революции 1917 г. и гражданской войны

Иностранный капитал в нефтяной промышленности дореволюционной России

Ранние страницы истории нефтяного производства

ТЕМА 1. ИСТОРИЯ НЕФТИ В ДОРЕВОЛЮЦИОННОЙ РОССИИ

Трансляция и ее фазы

Собственно трансляция начинается с лексического анализа программы. Лексика языка программирования - это правила «правописания слов» программы, таких как идентификаторы, константы, служебные слова, комментарии. Лексический анализ разбивает текст программы на указанные элементы. Особенность любой лексики -ее элементы представляют собой регулярные линейные последовательности символов. Например, Идентификатор - это произвольная последовательность букв, цифр и символа "_", начинающаяся с буквы или "_".

Синтаксис языка программирования - это правила составления предложений языка из отдельных слов. Такими предложениями являются операции, операторы, определения функций и переменных. Особенностью синтаксиса является принцип вложенности (рекурсивность) правил построения предложений. Это значит, что элемент синтаксиса языка в своем определении прямо или косвенно в одной из его частей содержит сам себя. Например, в определении оператора цикла телом цикла является оператор, частным случаем которого является все тот же оператор цикла.

Семантика языка программирования - это смысл, который закладывается в каждую конструкцию языка. Семантический анализ - это проверка смысловой правильности конструкции. Например, если мы в выражении используем переменную, то она должна быть определена ранее по тексту программы, а из этого определения может быть получен ее тип. Исходя из типа переменной, можно говорит о допустимости операции с данной переменной.

Генерация кода - это преобразование элементарных действий, полученных в результате лексического, синтаксического и семантического анализа программы, в некоторое внутреннее представление. Это могут быть коды команд, адреса и содержимое памяти данных, либо текст программы на языке Ассемблера, либо стандартизованный промежуточный код (например, P-код). В процессе генерации кода производится и его оптимизация.

Вопросы:

Несмотря на то, что можно насчитать уже несколько миллионов лет со времен зарождения нефти, нефтяная промышленность начала развиваться сравнительно недавно. Латинское название нефти - petroleum - означает буквально "масло камня". Происхождение слова «нефть» имеет отнюдь не российские корни, а связано с первоначальным способом добычи. Так, в древней Персии назывались колодцы (nephtai), из которых языческие жрецы извлекали горючую жидкость для священного огня.

Это вторая наиболее распространенная жидкость на Земле. Нефть и природный газ обеспечивают две трети мировых запасов природных источников энергии. Нефть и газ относятся также к невосстанавливаемым ресурсам, и из-за масштабов их использования не может не тревожить вопрос, как надолго их хватит. Однако развитие современных технологий в нефтяной и газовой промышленности позволяет в наши дни ежегодно находить больше нефти, чем используется за тот же период.

Сначала уголь, а в последнее время и природные углеводороды (к которым относятся нефть и природный газ) сыграли важную роль в превращении сельскохозяйственного общества в индустриальное. Практически нет ни одного синтетического материала, в производстве которого не применялась бы на той или иной стадии нефть или нефтепродукты.

Существуют данные о том, что люди использовали природные углеводороды и их производные на протяжении всей своей истории. Нефть, которая просачивалась на поверхность земли, образовывала при испарении битумы - смолообразные компоненты смеси углеводородов, входящих в состав нефти. Уже тысячи лет они используются как водонепроницаемые материалы при сооружении водопроводов, в судостроении, строительстве.

Есть ссылки на то, что битумы применялись для пропитки корзины, в которой был найден Моисей, и что Ноев ковчег изнутри и снаружи был просмолен ими. Американские индейцы собирали нефть для лекарственных целей. Первопоселенцы Америки обнаружили следы нефти, загрязнявшие источники воды, но научились собирать ее и использовать как горючее для светильников.

Значимым источником энергии нефть стала в девятнадцатом веке. Китобойная промышленность не могла обеспечить для всех стран мира нужное количество китового жира, применявшегося тогда для освещения, и был необходим новый источник энергии. Первая нефтяная скважина, пробуренная в августе 1859 года Эдвином Дрейком в Пенсильвании, ознаменовала новую эру в истории человечества.

Диапазон способов использования нефти возрастал по мере обнаружения все новых ее запасов. Изобретение двигателя внутреннего сгорания привело к тому, что бензиновая фракция нефти стала жизненно важна для работы транспорта. Затем расцвет авиации потребовал нового горючего, которое также наилучшим образом смогло быть выработано из нефти.

Бензин в качестве горючего был использован только в конце XIX века, когда Г. Даймлер создал бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Бензиновый мотор заменил лошадь в первых автомобилях. Популярность машин быстро росла, поэтому их производство постоянно набирало обороты. Следствием этого стало увеличение объемов производства бензина. Получаемое при перегонки нефти топливо не могло удовлетворить все возрастающий спрос. Перед нефтеперерабатывающей промышленностью встала серьезная задача – найти дополнительные источники получения бензина.

В 1891 г. русский инженер Шухов изобрел крекинг (от англ. cracking – расщепление). Это процесс разложение углеводородов нефти на более летучие вещества. Крекинг дает возможность значительно повысить выход бензина из нефти. Способность этого топлива противостоять детонации характеризуют так называемым октановым числом: чем оно выше, тем бензин лучше. Этот параметр определяет сорт бензина.

В 1940-х годах изобретение синтетических материалов (таких как нейлон и полиэтилен), производимых из нефти, привело к развитию индустрии производства пластмасс, для которой нефть и газ стали сырьем.

Начало истории нефтяных богатств России скрыто в седой древности. Первые письменные сведения о практическом использовании “каменного масла” на Руси можно отнести к XV веку. Так, в Двинской летописи указано, что племя чудь, населявшее Печорский край на берегу реки Ухты, собирало нефть в ямах – этих своеобразных древних “нефтехранилищах”. В 1692 году Ухта упоминается в книге бургомистра города Амстердама Н. Витсена: «Река Ухта отстоит от Печоры на одни сутки, на этой реке в 1,5 мили от волока есть мелкое место, где из воды выделяется жир, представляющий нефть…».

В Московском государстве, с первых дней его образования и присоединения Казанского и Сибирского ханств во второй половине XVI в., нефть активно использовалась в быту для смазки колес, лечебных целях, а также для приготовления художественных красок. Первое документальное свидетельство датируется периодом правления Ивана Грозного. Так, в 1582 г. в “списках” (отчетах) русских посланников Ф. Писемского и подьячего Н. Ховралева о посещении Англии говорится: “Королева Елизавета велела гдрю (государю) нашему пропускати и привозити и серу, и нефть …”.

Более ясные свидетельства в последующие времена встречаются в «Росписи пушечных запасов» за 1637 год: “Да в нынешнем же во 145 году всяких пушечных запасов в приходе … казанской “черной нефти 43 пуда 35 гривенек с полугривенкою…”.

О выходах в бассейне Оби битумных сланцев – спутников нефти – писал в 1662 году сосланный в Тобольск хорватский мыслитель Ю. Крижанич. В 1684 году иркутский воевода Леонтий Кислянский сообщал князю К. Щербатову о “сущей нефти”, найденной в окрестностях острога, где “из горы идет жар неведомо отчего и на том месте зимой снег не живет и летом трава не растет”. Во время посещения одной из московских аптек в 1689 году наставник юного Петра, думный дьяк Никита Зотов, показывая на нефть, говорил: “она зело горящая, к питию непригодная… нефть эту добывают наши вологодские купцы из реки Ухты”. “Желтое масло” (то есть широкая фракция углеводородов), поставлялось в Москву и Санкт-Петербург и использовалось в лампадах икон в смеси с растительным.

Хотя доставка каменного масла с окраин Сибири в центр по тем временам была весьма сложной: зимой – на оленях и на лошадях, летом – по рекам, уже в русском “Лечебнике”, изданном в Москве в середине XVII в., находим уже типичные “столичные” советы: “Аде нефтию помажем… тогда болезнь отъеметь коя была от студености… Черная же нефть немного приятная по рассуждению кашель отъимет…”.

XVIII век принес много нового в "нефтеразведку". В 1700 г. высочайшим указом Петра I был учрежден Приказ рудокопных дел, которому надлежало ведать недрами Российской Империи. По всей России Петром предпринимались розыски рудных богатств, коими «русское государство преизобилует перед иными землями».

2 января 1703 г. в первой русской печатной газете «Ведомости» появилось сообщение о нефти, найденной на территории современной республики Татарстан: «Из Казани пишут: на реке Соку нашли много нефти…». Хотя в ответ на новость государь и высказался, что «сей минерал, если не нам, то нашим потомкам полезен будет», до ее разработки в то время руки не дошли.

Первые признаки нефти были обнаружены русскими и на Апшеронском полуострове в 1723 г.: В приказе Петра I генералу Матюшкину предлагалось: “… прислать белой нефти тысячу пудов, или сколько возможно, и поискать мастера”. С древнейших времен на южном побережье Каспия горели факелы природного газа – спутников нефти, рядом с храмами огнепоклонников. Отсюда местные жители вывозили нефть для заполнения глиняных светильников «чигар» и для лечебных целей – при кожных заболеваниях.

Спустя 10 лет, в 1733 г. известный в те времена врач Иоанн-Якоб Лерхе, посетил Баку в составе русского посольства в Персии. Он записывал в дневнике: “30 июля 1733 года проехал я пять верст от неугасимого огня до Балахан, к черным нефтяным ключам… Нефть не скоро начинает гореть, она темно бурого цвета, и когда ее перегоняют, то делается светло-желтою. Белая нефть (по словам Д.И. Менделеева – “чистый керосин”) несколько мутна, но по перегонке так светла, что делается спирт, и сия загорается весьма скоро”. Это свидетельствовало о том, что бакинские мастера 250 лет тому назад уже осуществляли перегонку нефти. Всего же на территории Балахан в 1735 году, по данным врача, было вырыто 52 колодца, из которых черпали нефть, а её годовая добыча достигала 3,276 тонн.

Едва ли не первое свидетельство об использовании нефти в быту встречается у очевидца-академика «физика-профессора» Г.В. Крафта при описании «потешного ледяного дворца» императрицы Анны Ивановны: «Все здание было из воды. Самый чистый лед, наподобие больших квадратных плит, разрубали, циркулем и линейкою размеривали, рычагами одну ледяную плиту на другую клали и каждый ряд водой поливали, которая тотчас же замерзала и вместо крепкого фундамента служила…У ворот дома стояли два дельфина. Сии дельфины помощию насосов огонь от зажженной нефти из челюстей выбрасывали, что ночью приятную потеху представляло…Освещали дворец «несколько шандалов со свечами, которые по ночам, будучи нефтью намазаны, горели…».

Между тем, в 1741 г. в ходе многочисленных опытов по подтверждению теории органического происхождения нефти в лабораторных условиях великим русским ученым М.В. Ломоносовым была осуществлена неоднократная перегонка нефти, результаты которой оказались зафиксированы в его книге “Курс истинной физической химии”: “Масло – жидкое горючее, тело, отказывающее смешиваться с водой. Оно или природного происхождения, или искусственного, природное выделяется из недр Земли, как то нефть, петролеум и так далее, искусственное – выжатое или перегонное”.

Идею перегонки нефти подхватил известный “рудообыскатель” Федор Савельевич Прядунов. Достоверно установлено, что 18 ноября 1745 года Берг-коллегия дала разрешение Прядунову на строительство нефтеперегонного завода. И уже в августе 1746 года завод был построен и выпустил первую продукцию. В качестве нефтеперегонной основы своего детища Прядунов использовал приемы и оборудование процессов винокурения и смолокурения, широко распространенные на Севере. Как известно, винокурение на Руси было одним из самых древних массовых производств, включавших перегонку жидкостей. Первые письменные сведения о получении винного спирта путем перегонки были приведены в “Вятской летописи”, относящейся к XVII в. Смолокурение и получение скипидара, дегтя, канифоли путем перегонки древесной смолы и живицы, появившиеся вслед за винокурением, были широко распространены в северных губерниях России в XVIII в.

Однако было бы неправильно считать, что первый нефтеперегонный куб, созданный Прядуновым, явился простым механическим воспроизведением и перенесением опыта винокурения и смолокурения в нефтепереработку. Сама идея перегонки нефти, этого неизвестного по своим свойствам продукта, явилась по-настоящему революционной, обогнав западную инженерную мысль почти на столетие. Как свидетельствовал сам Прядунов: “понеже означенного минерала до сего в России во изыскании не было и оной в заведении состоит первой”. Согласно имеющимся данным он получал в первые годы работы завода до 40 пудов готового “желтого масла” ежегодно, а затем производительность завода была доведена до нескольких сотен пудов в год с отбором его в объеме 60% сырья. В сутки его установка перерабатывала 134 л. нефти – продукта светло-желтого цвета, представлявшего собой широкую фракцию углеводородов.

По сохранившимся описаниям можно воссоздать технологическую схему установки: в нее входили медный котел вместимостью около 200 л, медная труба для отвода паров из котла, печь-топка из окварцованного известняка. Нефтеперегонный куб был расположен на крытом дворе под навесом. В производстве широко использовались деревянная посуда “лагуны”, “полубочье”, “ушаты”. После перегонки получаемый продукт светло-желтого цвета продавался в аптеках Москвы и Санкт-Петербурга, а также широко использовался в смеси с растительным маслом в качестве осветительного (лампадного) масла.

В 1748 году нефтеперегонный завод в результате небывалого весеннего паводка был разрушен, однако благодаря усилиям Прядунова был восстановлен и вновь стал давать продукцию. В 1749 г Прядунов через гамбургского купца Р. Фабрина направил в Гамбург образцы ухтинской нефти и продукта ее перегонки для последующего исследования. Вскоре он получил заключение, подписанное тамошними химиками Д. Миллером и М. Лосау, о высоком качестве нефти и продукта перегонки и пригодности их использования. Данное заключение имело решающее значение для реализации готовой продукции завода Прядунова в Москве и Санкт-Петербурге. Доставка готовой продукции завода в России требовала организации весьма сложной схемы транспортировки. Зимой отправка проводилась на оленях до села Ижмы, а затем на лошадях до Москвы. Был и другой маршрут – на Архангельск, расположенный за тысячу верст, а далее по Северной Двине и другим рекам до Москвы.

В том же году Берг-коллегия обязала Прядунова доставлять в московскую главную аптеку “для аптекарских потреб на расходы” вместе с продуктом нефтеперегонки и сырую нефть, но по ценам ниже цены “заморской” с Апшеронского полуострова. Поставленный в весьма жесткие условия и пытаясь найти выход из сложного финансового положения, Прядунов попытался организовать розничную торговлю нефтью в качестве лекарственного препарата, однако по жалобе Главной медицинской канцелярии был арестован. После его освобождения последовали новые аресты, теперь за неуплату десятины. Последнее заключение Прядунов уже не смог вынести. Пробыв более года в московской долговой тюрьме, он скончался в марте 1753 года.

После его смерти нефтеперегонный завод неоднократно менял хозяев. Сначала вологодского купца Андрея Нагавикова, а в 1760 году – поступил во владение крестьянина Ивана Мингалева. С 1765 г. владельцем становится яренский купец Михаил Баженов, а затем, после успешно выигранного судебного иска, его более удачливый конкурент – Степан Прядунов, младший сын Ф. Прядунова, который около 7 лет вел производство. Однако после его смерти не нашлось продолжателей дела, и первый российский нефтеперегонный завод прекратил свое существование.

В архивных документах Берг-Коллегии того времени сохранились сведения о попытке создания производства по перегонке нефти в районе реки Сок, Карамал, Сургут в Уфимском уезде Оренбургской губернии.

16 июня 1754 года Берг-Коллегия приняла “Определение о разрешении башкирам Казанской дороги Надыровской волости старшине Надыру Уразметову с сыном построить нефтяной завод”, используя в качестве сырья для него нефть из естественных выходов. На сохранившейся до наших дней, по сути, самой древней карте будущего Волго-Уральского нефтеносного района нанесены пункты нефтедобычи и место строительства завода Уразметовых. К сожалению, сам старшина успел при жизни построить лишь складской амбар для нефти: вскоре он тяжело заболел и скончался. Вместе с ним умерло и его дело.

Позднее места, указанные Уразметовым, посетили академик П. Паллас и член-корреспондент Российской академии наук П. Рычков. А в 1770 году была организована экспедиция Академии наук, возглавленная знаменитым путешественником академиком И. Лепехиным. На берегу реки Белой (Агидель) он обнаружил небольшой источник “горной нефти”– “густой асфальт”. Правда, рекомендации ученого: так и остались без внимания “… без сомнения заключить можно, что руд и иждивение не потеряются, если сии места надлежащим образом разработать приказно будет”.

Очередная попытка создания российского нефтеперегонного предприятия была осуществлена лишь в первой четверти XIX века на Северном Кавказе братьями Дубиниными. Характерно, что вплоть до 1872 года все бакинские земли сдавались царской казной каждые 4 года в краткосрочную аренду очередному откупщику – надсмотрщику за плату от 111 до 162 тыс. руб. После присоединения Кавказа к России братья Дубинины в 1817 г. были отпущены на оброк с ежегодной выплатой графине С.В. Паниной значительной денежной суммы. Анализируя свойства кавказской нефти доступными им бытовыми приемами и методами, они приходят к “передваиванию” черной нефти на основе использования собственного опыта смолокурения и получению готового продукта – “белой нефти”. Сохранилось описание нефтеперегонной установки братьев Дубининых: “Железный куб вмазан сверху кирпичной печи, в оный куб наливается черная нефть, 40 ведер в один раз. Медная крышка накрывается на куб в налитии в оный черной нефти. От крышки проведена сквозь деревянный пересек с водой медная труба с одним оборотом в пересеке. Возле пересека поставлено деревянное ведро против трубы. При проведении топки внизу кирпичной печи, устроенной в поддувалом, нефть из куба вытягивается через воду в трубу, в которой очищается и делается “белой нефтью” и таковою вытекает трубою же в ведро, коей получается из 40 ведер черной нефти 16 ведер, а в кубе остается за угаром четырех ведер 20 ведер густой черной нефти”.

Оставаясь крепостными и выплачивая непосильный оброк, братья Дубинины не имели возможности развить свое производство, поскольку вынуждены были покупать нефть только у откупщиков. Настойчивые обращения братьев Дубининых в различные чиновнические инстанции не принесли ни разрешения на безвозмездный отпуск нефти из казенных источников, ни крайне необходимой денежной ссуды на развитие производства. Серебряная медаль “За полезное” для ношения в петлице на Владимирской ленте, которой был награжден старший брат Василий, не смогла помочь решению финансовых проблем перед предприятия братьев Дубининых. Получив в 1847 году очередной официальный отказ от царских чиновников на свое обращение, Дубинины еще некоторое время пытались найти выход, однако, вскоре очередной набег горцев с последующим пожаром, уничтожившим завод, подвели черту 25-летней деятельности первого нефтеперегонного завода на Северном Кавказе.

Технологическая схема процесса перегонки нефти Прядунова, братьев Дубининых и ее аппаратное обеспечение были впоследствии творчески развиты горным инженером Н.И. Воскобойниковым. Выпускник горного кадетского корпуса в Санкт-Петербурге, окончивший его в 1823 году с золотой медалью, он был направлен на работу на Кавказ, где имел все возможности ознакомиться с деятельностью братьев Дубининых. В 1834 году он был назначен директором Бакинских и Ширванских минеральных и солевых промыслов. В 1837 году в селе Балаханы у подножья горы Бог-Бога по его проекту построили нефтеперегонный завод, где использовался природный газ, из ближайших газовых источников. На заводе Воскобойникова из легкой сураханской нефти получалось 83,9% перегнанного продукта, 12,5% остатка и 3,6% терялось от испарения. Тяжелая балаханская нефть давала лишь 10% перегнанного продукта, 85% остатка, 5% терялось.

Завод, построенный по проекту Воскобойникова, функционировал с ноября 1837 года по август 1838 года. За это время было произведено свыше 900 пудов “осветительного масла”, которое отправлялось в Астрахань. Но поскольку продукт перегонки нефти не подвергался дальнейшей химической обработке, то при хранении и транспортировке оставшиеся в нем кислоты вызывали коррозию железных бочек, что в свою очередь ухудшало горючие свойства продукта. Вследствие этого, а также из-за высоких производственных издержек и значительной стоимости транспортировки готовой продукции дело не получило необходимой правительственной поддержки, и завод вскоре был закрыт. Думается, что технические решения, найденные инженером Воскобойниковым, оказали самые непосредственное и большое влияние на все последующее развитие нефтеперегонного производства в России.

Как и следовало ожидать, богатый технологический опыт, накопленный Прядуновым, братьями Дубиниными, Воскобойниковым небезуспешно применялся уже в середине XIX века за рубежом. С 1849 г. начал работу первый американский нефтеперегонный завод С.М. Кира в Пенсильвании. С 1850 года ведется отсчет истории британской нефтеперерабатывающей промышленности. Их технология и оборудование в течение долгих лет отставали от российских. Об этом писал в 1876 году после посещения США великий русский ученый Д.И. Менделеев в своей книге “Нефтяная промышленность в Северо-Американском штате Пенсильвания и на Кавказе”: “Это можно сказать, самая примитивная форма перегонки. В ней не видно и следов изучения, внимания и стремления к совершенству… Все устройства нефтяных заводов, назначенных для перегонки, отличаются чрезвычайной, можно сказать, примитивной простотой”. По проекту немецкого химика Ю. Либирха его ассистент Мольденгауэр к концу 1860 года завершил строительство нефтеперегонного завода. Однако первый керосин был получен только в начале 1861 года, после того, как перешел во владение к В.А. Кокореву. В 1861 г. в Сураханах заработал его керосиновый завод, перерабатывающий более полутора тысяч нефти в год - объем по тем временам небывалый. Справедливости ради следует заметить, что керосин Кокорева отличался более светлым качеством в отличие от импортного «чадящего» американского.

Используя отечественный метод переработки сырья, магистр Московского университета В.Е. Эйхлер полностью отказался от немецкой технологии и оборудования. На площадке завода было установлено новое оборудование по схеме Прядунова – Дубининых, железные кубы периодического действия, кроме того, была введена очистка готового продукта слабым раствором соляной кислоты. В качестве топлива использовался природный газ, источники которого находились на территории завода. Результаты работы переоборудованного завода оправдали ожидания владельцев – выпуск готовой продукции увеличился в 3 раза.

В то время спрос на керосин с изобретением керосиновой лампы повышался с революционной быстротой. Повсеместно развивалось и городское уличное керосиновое освещение. Новые светильники входили в дома и публичные учреждения. До этого, например, в Большом театре зала освещалась огромной люстрой в 40 ламп, в которых горел олеин – переработанный продукт при изготовлении стеариновых свечей из животного жира. От такого освещения в театре стояли копоть и чад, а случалось, что во время действия лампы лопались, и на головы театралов падали стекла…

Но в первое время, несмотря на богатый передовой опыт отечественных нефтепромышленников, российский рынок в немалой степени насыщался импортным американским керосином: дешевизна американской нефти резко повысила экспортные возможности дешевого (за счет низкого перегона) американского керосина, а с 1860 г. он появился на внешнем рынке. Почти одновременно начался экспорт керосина в Россию, т.к. по добыче нефти, наша страна отставала от США в 13 раз, а к бурению в России долгое время вообще не приступали, добывая нефть из примитивных копаных колодцев, в которых она теряла легкие фракции, давая небольшой выход керосина. Лишь с принятием в 1872 году новых “Правил о производстве нефтяного промысла”, в которых откуп заменялся открытыми торгами на долгосрочную, практически вечную, аренду отдельных нефтеносных участков, позволил открыть широкую дорогу отечественным и зарубежным инвесторам и предпринимателям в российскую нефтяную промышленность.

Дата добавления: 2014-01-13