НЕФТЬ В РОССИИ: ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА НА СЛУЖБЕ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Вопрос перспектив развития нефтяной промышленности в России, добычи и использования ее запасов, освоения все новых источников энергии чрезвычайно актуален. Располагая гигантскими запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, наша страна занимает ведущие позиции на мировом нефтяном рынке. Большая часть бюджетных средств государства поступает от экспорта нефти.

Одним из первых и самым страстным поборником развития нефтяной промышленности в стране был великий ученый, гений земли тобольской, Дмитрий Иванович Менделеев [1]. Сегодня мы признаем факт финансово устойчивого, экономически эффективного и динамично развивающегося российского ТЭК, не задумываясь, порой, о вкладе великого ученого в эту отрасль, его неоспоримую заслугу. Для знакомства с нефтяным делом Менделеев выезжал в США. В докторской диссертации «Стекло и стеклянное производство», в работах «Уральская железная промышленность в 1899 году» и «Учение о промышленности», «Где строить нефтяные заводы?», «Нефть», «Границ познанию предвидеть невозможно» [2] он детально изучал способы добычи нефти и дал много ценных рекомендаций по их усовершенствованию.

Тема исследования, его цели и задачи исходят из вышеизложенного. Хочется отметить и тот факт, что 2019 год объявлен ООН Международным годом периодической таблицы Менделеева, которой исполнится 150 лет. Именно Д.И. Менделеев, как автор этого фундаментального открытия, повлиял и внес неоценимый вклад в дальнейшее развитие химических наук.

Цель исследования заключается в следующем: изучив идеи Д.И. Менделеева, через историю развития нефтяной промышленности в России рассмотреть вклад ученого в ее перспективное развитие. Поставленная цель определила задачи: выяснить, какую из существующих теорий происхождения нефти поддерживал Менделеев;  охарактеризовать состояние отечественной нефтяной промышленности конца XIX – начала XX века с точки зрения ученого; проанализировать актуальность его предложений; оценить вклад Д.И. Менделеева в развитие нефтяной промышленности России; изучить материалы о новейших разработках и их использовании в ПАО «НК «Роснефть».

Гипотеза: благодаря внедрению научных идей в нефтяную промышленность создавались условия для экономического развития России.

Для решения задач в работе использовались методы исследования, исторический, изучение результатов работы ученого, анализ и синтез, классификация, сравнение и описание, систематизация и обобщение, поиск информации в Интернете, встречи со специалистами, экскурсия на месторождение ООО «РН-Пурнефтегаз».

По существу исследования можно констатировать, что в XIX веке существовало несколько теорий происхождения нефти. Одна из них – биогенная - теория органического происхождения, которой придерживались отечественные и зарубежные ученые [3]. В наше время многие ее положения расширены и дополнены. Большинство геологов придерживается этой теории.

Академик И.М.Губкин в своей книге «Учение о нефти», впервые увидевшей свет в 1932 году, наиболее обстоятельно и полно подвел научный итог тогдашней истории нефтяного и газового дела. Взгляды Губкина на образование нефти лежат в основе современной гипотезы ее органического происхождения. В наше время многие ее положения расширены и дополнены. 

Вторая - теория неорганического происхождения нефти (абиогенная, или карбидная) [3]. Французский химик Пьер-Эжен-Марселен  Бертло в 1866 году предположил, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ.

Спустя 10 лет, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества Д.И.Менделеев выступил с обстоятельным докладом, в котором изложил свою гипотезу образования нефти – это продукт гидролиза различных карбидов железа [3]. Эта идея получила доказательства и от астрофизиков.

В 1870-х гг. нефть еще не имела того военно-стратегического значения, какое она получила в ХХ столетии. Во времена Менделеева нефть использовалась главным образом для получения керосина, так называемого «осветительного масла», использовалась в качестве смазочных материалов. Лишь после изобретения керосиновой лампы в 1853 году спрос на нефть как полезное ископаемое вырос многократно [4].

Нефтяная промышленность России начала активно развиваться с появлением первой разведочной нефтяной скважины, которая была пробурена на Апшеронском полуострове в 1847 году (побережье Каспия). А еще через семнадцать лет в Кубани, на реке Кудако, началась промышленная добыча.

В середине XIX века предприниматель и экономист В.А. Кокорев устроил свой завод в Баку по переработке кира (пропитанная нефтью земля) в «осветительное масло» [1]. Но оказалось, что бакинская нефть при перегонке дает прямо керосин, поэтому отказались от переработки кира, а стали добывать и перерабатывать нефть. Переработка происходила так называемым кубовым способом. Надо отметить, что перегонка нефти велась лишь днем, на ночь процесс останавливался. Проблемой стали пожары из-за низкой техники безопасности, так как остаток после получения керосина сжигался.

Из-за многих трудностей Кокорев понес большие убытки, и перед ним встала проблема о необходимости работы нефтезавода. Для консультации по этим вопросам осенью 1863 г. он пригласил в Сураханы доцента Санкт-Петербургского университета 29-летнего Дмитрия Менделеева [2], который до этого  каких-либо значимых работ в области исследования нефти не имел. Часть его предложений была сразу же осуществлена, что и послужило тому, что сураханский завод Кокорева стал давать доход.

С этой поездки в Баку и начинается знакомство Менделеева с нефтяным делом. Всего лишь три недели провел ученый на Апшеронском полуострове, но именно они стали поистине решающими для дальнейшего развития российской нефтяной промышленности.

Д.И. Менделеев первым подробно изучил преграды, тормозившие добычу и переработку отечественной нефти, поставил на научную основу работу первых русских нефтеперерабатывающих заводов.  Уже тогда ученый определил их комплексную модель со всей инфраструктурой. Эта модель остается неизменной и по сей день. Изучив обстановку на  Бакинских нефтепромыслах, Менделеев дал владельцу-предпринимателю Кокореву ценные советы, «с тем чтобы завод работал с барышом» [6].

Современный нефтеперерабатывающий завод представляет собой крупное промышленное предприятие, охватывающее укрупненные и комбинированные технологические установки большой мощности, имеющие сложное вспомогательное и резервуарное хозяйство.

Сегодня в ПАО «НК «Роснефть» функционирует 9 НПЗ, один из них – Новокуйбышевский, на котором реализуется комплексная модель Менделеева, где перерабатывается как оренбургская, так и западно-сибирская нефть.

Менделеев размышлял и над вопросом о принципе непрерывной перегонки нефти. Это процесс ее переработки, основанный на разделении смеси составляющих ее углеводородов методом фракционной разгонки (ректификации) на отдельные дистилляты (фракции, или погоны) с определенными интервалами температур кипения.

В 1881 году Менделеев сконструировал первый в нефтеперерабатывающей промышленности нефтеперегонный куб непрерывного действия емкостью 100 пуд., испытанный им на Константиновском заводе В. И. Рагозина (близ Ярославля). Он отличался достаточно простой конструкцией и потому быстро получил применение. В настоящее время перегонку нефти в промышленности производят на непрерывно действующих, так называемых трубчатых установках по образцу менделеевских, но отвечающих требованиям современного производства.

Конструкция ректификационной колонны представляет собой вертикальную емкость цилиндрической формы, которая используется для разделения смеси углеводородов и получения требуемых нефтепродуктов заданного качества в результате ректификации. В колонне пары перемещаются вверх от тарелки к тарелке за счет разности давлений. Жидкость стекает вниз по тарелкам и сливным устройствам под действием силы тяжести.

Еще факт. Для разделения нефти на однородные группы и фракции применяются такие методы: перегонка, ректификация, хроматография, термо-диффузия, экстракция, кристаллизация, получение твердых комплексов и др.

Во времена Менделеева кроме такого метода, как  перегонка нефти, другого не применялось. Хотя сам метод перегонки использовался уже широко. В современной науке используются кроме перегонки ректификация, хроматография, термо-диффузия.

Процесс селективной очистки является одним из основных процессов производства нефтяных масел, так как позволяет существенно улучшить их важнейшие эксплуатационные свойства. Процесс сводится к следующему: масло в специальной экстракционной установке перемешивается с растворителем. При этом образуются два слоя: нижний, в котором сосредоточена часть масла с растворенными компонентами, наличие которых в масле нежелательно; и верхний - масло, из которого удалены эти нежелательные компоненты. Идея Менделеева заключалась в предложении использовать в качестве растворителей сернистый ангидрид, нитробензол, крезолы, фурфурол и фенол. В настоящее время на современных установках в основном применяют только фурфурол и фенол.

Д.И.Менделеев первым подробно изучил все преграды, тормозившие добычу и переработку отечественной нефти. Он указывал властям и предпринимателям, что разработка должна вестись на основе научных данных. «Без светоча науки и с нефтью будут потемки» [5].

В нашей стране велика доля в добыче нефти компаний «Роснефть», «Газпромнефть», а также «ЛУКОЙЛ», «Сургутнефтегаз», «Татнефть», «РуссНефть» и другие [7]. Отмечу наиболее важные научные разработки НК «Роснефть» в сфере производства нефтяных масел. В сентябре 2018 г. специалисты ПАО «Средневолжский НИИ по нефтепереработке» разработали и запатентовали состав и технологию производства первого российского многофункционального пакета присадок к гидравлическим маслам для промышленного оборудования. Инновационные масла адаптированы к работе в самых тяжелых условиях  эксплуатации:  при высоких температурах, повышенном давлении, при наличии воды и пыли цветных металлов, предохраняя оборудование от износа и коррозии. Новый «роснефтевский» продукт на 95% состоит из отечественного сырья, а его стоимость в 1,5 раза ниже стоимости импортных аналогов, применяемых сегодня в России.

В ноябре 2018 г. специалисты ООО «РН-ЦИР» совместно со специалистами ООО «РН-Смазочные материалы» разработали моторные масла для Арктики и Крайнего Севера, обеспечивающие надежную работу машин и механизмов при температурах окружающей среды до -60 °C. Новые масла приготовлены на базе низкозастывающей основы, полученной по собственной запатентованной технологии «Роснефти», а также специальных компонентов, разработанных в «РН-ЦИР». Данные технологии на сегодняшний день являются уникальными и не имеют аналогов в России.

Таким образом, прогнозируя промышленное развитие России, Менделеев анализирует единую систему: промышленность - сырьевая база - окружающая среда. В своих прогнозах он берет за основу, прежде всего, минеральные богатства страны. Занимаясь нефтехимическим делом, изучая  промышленность России и ее топливо, ученый находит для нефти оптимальное научно обоснованное место среди других видов ископаемого и растительного сырья. Постоянно подчеркивая, что нефть - редкий дар природы, он доказывал недопустимость сжигания сырой нефти как топлива. Тезис «От научной идеи – к воплощению» подтверждает дальновидность не одной точки зрения Менделеева на развитие нефтяной отрасли. Нефть по-прежнему сохраняет и сохранит в будущем свою роль как специфическое сырье для получения нефтепродуктов, материалов органического синтеза.

Голос Менделеева услышан не только промышленниками, но и политическими деятелями страны. Это тот случай в истории, когда применение рекомендаций ученых способствовало развитию экономики страны.

Внимательно изучая официальный сайт нефтяной компании «Роснефть», можно сделать вывод, что один из ключевых элементов стратегии «Роснефть-2022» - развитие технологического потенциала. Компания уделяет особое внимание инновациям, определяя лидерство технологий как ключевой фактор конкурентоспособности на нефтяном рынке; последовательно реализует стратегию развития собственных технологий с целью повышения производственно-экономической эффективности по всем направлениям бизнеса и обеспечения независимости от импортных технологий.

Таким образом, всегда и везде Д. И. Менделеев трудился на благо родной страны, хотел, чтобы и о России говорили с уважением, чтобы в стране ценили достижения своих учеников, писателей, ученых. Он был истинным гражданином и патриотом России. «Я люблю свою страну, как мать, а свою науку, как дух, который освещает, благословляет и объединяет народы для блага и мирного расцветания».

Несомненно, жизнь и творчество великого русского ученого Менделеева всегда будет предметом пристального изучения. Наследие, завещанное нам этим гигантом научной мысли и научного дела, поистине неисчерпаемо.

И еще немаловажный факт. На одном из геологических конгрессов Д.И.Менделеев сказал: «Вдаваясь в глубь Земли, приходится вдаваться в глубь знаний» [5]. Актуальность высказывания в том, что постигнуть законы природы, проникнуть в мир неизведанного и таинственного, понять принципы жизни земной и подземной невозможно без развития научных знаний и без их применения в практической деятельности.

Список  литературы

1. Иголкин А., Горжалцан Ю. Русская нефть, о которой мы так мало знаем. М.: Олимп-бизнес, 2003. 184 с.
2. Манолов К. Великие химики: т.2. М.: Мир, 1976. 408 с.
3. Теории возникновения нефти. Часть 1 [Электронный ресурс] // Нефть, газ и фондовый рынок. URL: http://www.ngfr.ru/ngd.html?neft4 (дата обращения 20.09.19)
4. Менделеев Д.И. Сочинения. Нефть.Т. 10.Л.-М.: Издательство Академии Наук СССР, 1949. 832 с.
5. Менделеев Д.И. Границ познанию предвидеть невозможно. М.: Советская Россия, 1991.592с.
6. Менделеев и нефть. [Электронный ресурс]// Исторический дискуссионный клуб. URL: https://historicaldis.ru/blog/43969961993/Mendeleev-i-neft (дата обращения 01.10.19)
7. Новости oilru.com 28.01.13. [Электронный ресурс]// «Нефть России»: Информационно-аналитический портал.URL:http://www.oilru.com/news/354588/ (дата обращения 01.11.2019г.).