Переработка нефти

XIX век ознаменовался развитием промышленной добычи нефти и процессов ее переработки. В 70-х годах Д. И. Менделеев указывал на нецелесообразность использования нефти как топлива. Он говорил: "Нефть не топливо, топить можно и ассигнациями".

Процессы перегонки нефти в кубах периодического действия в целях получения из нее керосина были начаты еще в 1823 г. В 1859 г. был построен большой нефтеперегонный завод в Сураханах близ Баку.

В 80-х годах началась эксплуатация кубовых батарей непрерывного действия, заслуга в создании которых принадлежит бакинским инженерам. Эти батареи состояли из десяти и более кубов, расположенных террасообразно и соединенных трубами. Нефть поступала в первый куб и перетекала из одного куба в другой. Противоточно движению нефти подавались горячие дымовые газы, которые обогревали снаружи перегонные кубы. Из кубов по ходу нефти отбирали фракции перегонки (из последнего куба вытекал мазут).

Одновременно с освоением кубовых батарей проводились работы по созданию менее громоздких аппаратов и с более четким разделением нефти. В этих работах принимали участие Д. И. Менделеев и В. Г. Шухов. Предложенные ими конструкции явились прообразом появившихся впоследствии установок с трубчатыми печами и ректификационными колоннами.

В 1876 г. при участии Д. И. Менделеева началась переработка мазута с получением смазочных материалов.

Внедрение в практику легких двигателей, для которых потребовались большие количества бензина, вызвало быстрое развитие процессов переработки нефти. Бензин из отброса производства превратился в ценнейший продукт. Сначала его получали в процессе перегонки нефти. Однако при этом выход бензина был невелик - всего 15-20% перерабатываемого сырья. Начались исследования крекинга нефти, который позволяет повысить выход бензина до 50%. Основы этого процесса были разработаны в 1886-1890 гг. В. Г. Шуховым, предложившим первую в мире крекинг-установку. Нагрев сырья на ней осуществлялся в трубчатых печах при повышенном давлении, и предусматривалась циркуляция непрореагировавшего сырья. Принцип промышленного крекинга, предложенный В. Г. Шуховым, используется и в современных установках.

В работах, опубликованных в 1878 г. в отечественной и иностранной периодической печати, А. А. Летний сообщил о своих исследованиях процессов пиролиза нефти и мазута в лаборатории и на заводах, в результате которых он установил, что при этом образуются ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксилол, нафталин, антрацен и фенантрен.

А. А. Летний исследовал каталитическое влияние на этот процесс древесного и платинированного углей, установил влияние условий процесса на выход смолы при пиролизе и соотношение в ней различных ароматических углеводородов. Им была разработана технологическая схема пиролиза нефтяных остатков, на основе которой был построен завод около Ярославля. Работы А. А. Летнего послужили основой процесса пиролиза нефти в целях получения толуола. Этот процесс был осуществлен в годы первой мировой войны.

Ю. В. Лермонтова разработала способ увеличения выхода антрацена при пиролизе; ею был также предложен аппарат для перегонки нефти. В. И. Рагозин в 1881 г. приступил к осуществлению этого способа на нефтеперегонном заводе в Нижнем Новгороде.

В 1895 г. А. Н. Никифоров впервые применил повышенное давление при крекинге нефтепродуктов. Он показал, что повышенное давление приводит к увеличению выхода ароматических углеводородов.

Химизм термохимических превращений углеводородов нефти под давлением для выяснения возможности получения из нефти ароматических углеводородов изучал в 1889-1901 гг. Н. Д. Зелинский. Он показал возможность каталитической дегидрогенизации циклогексана и его гомологов и производных. Позднее, в 1915 г., Н. Д. Зелинский опубликовал результаты своих исследований процесса получения толуола из фракций грозненского, бакинского и сураханского бензинов.

Во время первой мировой войны, когда обнаружился недостаток взрывчатых веществ, перед нефтяной промышленностью была поставлена задача увеличить выход сырья для их производства. В 1915 г. на Казанском газовом заводе была пущена установка для получения бензола на военные нужды. Там были поставлены четыре вертикальные шамотные реторты системы Пикеринга, на которых перерабатывалось до 410 т нефти в месяц. Толуол вырабатывали с 1917 г. на заводе Нобеля в Баку, где имелось 18 печей по 7 реторт в каждой. Месячная переработка нефти или солярового масла на этом заводе составляла 1600-2460 т. В Баку же на одном из заводов производили пирогенетическое разложение керосина в количестве до 1,6-2 тыс. т, с получением бензола, толуола, ксилола. На другом заводе в Баку перерабатывали на толуол до 410 т керосинового дистиллята. Такой же мощности завод был построен под Красноводском; в Грозном была пущена установка по переработке лигроина в бензол и толуол [1, с. 252-253].