Реферат история нефтегазовой отрасли Содержание
 Скачать 423.51 Kb.
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru/ РЕФЕРАТ История нефтегазовой отрасли Содержание Время и места познания нефти человечеством. Использование нефти человеком в начальном периоде ее добычи История развития нефтепереработки с начала добычи нефти до настоящего времени Методы бурения скважин с начала бурения по настоящее время. Рост глубин бурения скважин и соответственно рост добычи нефти. Время бурения скважин История становления нефтяного образования в России История развития нефтегазовой отрасли в Западной Сибири Время и места познания нефти человечеством. Использование нефти человеком в начальном периоде ее добычи история нефтегазовая отрасль добыча Нефть известна человечеству с давних времен. Уже за 6000 лет до нашей эры люди использовали нефть для освещения и отопления. Наиболее древние промыслы находились на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Упоминание о нефти встречается во многих древних источниках (например, в Библии упоминаются смоляные ключи в окрестностях Мертвого моря).Почему же нефть называется нефтью? В языках многих народов мира встречаются слова, сходные по звучанию со словом «нефть». В настоящее время считается, что исходным для образования слова «нефть» было мидийское слово «нафата», что означало «просачивающаяся», «вытекающая». Государство Мидия существовало в IX-VI веках до н. э. на границе территорий современных Азербайджана и Ирана. Когда персы завоевали Мидию, то вместе с клинописной письменностью и многими другими достижениями культуры позаимствовали слово «нафата». Постепенно оно трансформировалось в «нефт». Этим словом обозначались колодцы, из которых добывали нефть для священного огня. Позднее от слов «нефт» и «нафата» возникло греческое слово «нафта». В странах Западной Европы, где все научные сочинения в средние века писали на латыни, для обозначения нефти широко используются слова, производные от латинского слова «петролеум», т. е. каменное масло («петрос» - камень, «олеум» - масло): в Англии - «петролеум», во Франции и Румынии - «петроль», в Италии - «петролио».Другое широко распространенное название нефти - «ойл» - означает также «масло», «растительное масло». Так как нефть считали «каменным маслом», то слово «ойл» стало применяться и для ее обозначения. Эти три слова затем вошли во многие другие языки. Как уже отмечалось, нефть широко применялась для освещения. Так, когда в 330 г. до н. э. войска Александра Македонского дошли до Каспийского моря, то они обнаружили, что в отличие от древних Египта, Рима и Греции, где светильники заправлялись оливковым маслом, местные жители использовали для этого нефть. Нефть с давних времен применялась и как лекарственноесредство. Считалось, что белая нефть излечивает от простудных заболеваний, а черная - от кашля. Египтяне использовали нефтяные масла при бальзамировании. Древнегреческий ученый Гиппократ (IV-V в.в. до н. э.), которого считают отцом медицины, описал много лекарств, составной частью которых была нефть. Во время войны за независимость (1783 г.) солдаты революционных войск Б.Линкольна собирали с поверхности ручья в Западной Пенсильвании плавающую нефть и прикладывали к суставам, чтобы снять ревматические недомогания. Однако наиболее громкую славу нефти принесло ее использование в военных целях. Римский ученый Плиний Старший, описывая походы римлян, упоминает, что защитники осажденного города Лукула сбрасывали с городских стен на головы атакующих горшки с горящей нефтью. Войска Чингисхана (XII-XIII в.в.) овладели крепостью Бухара, забросав ее горшками с нефтью и выпуская горящие стрелы, что привело к многочисленным пожарам.В боях с половецким князем Кончаком русские воины, как свидетельствует «Ипатьевская летопись», имели стрелы с пучками тряпья, смоченными «земляной смолой», т.е. нефтью. Однако самым страшным оружием древности был так называемый «греческий огонь». Считается, что его создателем является грек Каллиниколос из Гелиополиса. Согласно историческим хроникам, в 673 г. нашей эры во время осады Константинополя арабами, он передал византийскому императору рецепт зажигательного состава, названного позднее «греческим огнем». В рукописях говорится, что эта смесь воспламенялась от контакта с воздухом. Залить «греческий огонь» было невозможно: вода лишь усиливала его горение, способствуя растеканию смеси.Особенно эффективен «греческий огонь» был в борьбе с кораблями противника. Так, во время атаки арабов на Константинополь греки подпустили вражеские корабли поближе, а затем неожиданно вылили и море огромное количество зажигательной смеси. Более суток длился этот пожар, в результате которого сгорел почти весь арабский флот. Состав «греческого огня» хранился в глубокой тайне. Лишь спустя 400 лет после поражения у стен Константинополя арабским алхимикам удалось установить, что основу «греческого огня» составляет смесь нефти с серой и селитрой... Первым нефтепродуктом, с которым познакомилось человечество, был асфальт, представляющий собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате длительного выветривания нефти. Слово «асфальт» ввел в литературу Геродот, описавший в 460...450 г.г. до н.э. в «Истории греко-персидских войн» персидские и месопотамские асфальтовые месторождения. «Асфальт» - производное от слова «асфалес» (прочный, крепкий, надежный). Древние называли асфальт горной смолою, а по современным представлениям - это один из видов природного битума.Широко известен библейский Миф о всемирном потопе, во время которого спасся только Ной и его семья, благодаря тому, что он заблаговременно построил ковчег, который для гидроизоляции осмолил снаружи и изнутри природной смолою (асфальтом). Однако в настоящее время установлено, что библейский миф имеет более древнюю историю. Прототипом библейского Ноя, который после всемирного потопа стал родоначальником всего человечества, да еще и спас на своем ковчеге «каждой твари по паре», был ассиро-вавилонский Ут-Напиштим. История того, как он спасся, изложена на 12 глиняных табличках, датируемых примерно 2500 г. до н. э. В них в частности, говорится, что свой ковчег он осмолил асфальтом. В 700 - 500 гг. до н. э. в Вавилоне асфальт использовали как водонепроницаемое вещество при создании «висячих садов» Семирамиды - одного из семи чудес света, а также туннеля длиной 1 км под р. Евфрат.Асфальт широко использовался и как связующее вещество. В Библии рассказывается, что при строительстве легендарной Вавилонской башни вместо цемента при кладке использовалась «земляная смола», т. е. асфальт. Наиболее старые участки Великой китайской стены за 400 лет до н э. сооружены на природном битуме. Крепостные стены в Мидии по свидетельству греческого историка Ксенофонта (около 400 г. до н. э.) были построены из обожженных кирпичей, скрепленных битумом.Асфальт применялся и для получения твердых покрытий. Когда после открытия Америки испанцы проникли в 1532 г. в Перу, они обнаружили там древние дороги, покрытые асфальтом. В Древнем Египте в амбарах для хранения зерна (3000 г. до н. э.) пол и стены покрывали асфальтом. В Азербайджане природный асфальт («кир», по-местному) использовали для покрытия плоских крыш жилых и других зданий.После крушения великих цивилизаций природный асфальт как строительный материал очень долго не использовался. Новая история асфальта начинается только в XIX веке. В 1832 -1835 гг. в Париже были выполнены первые значительные работы по мощению городских улиц и тротуаров асфальтом. В 1836-1840 гг. были заасфальтированы тротуары в Лондоне, Филадельфии, Лионе, Вене и других городах. Несмотря на очевидные достоинства асфальтовых дорог, у них нашлись противники. Те, кто выполнял работы по мощению улиц с помощью традиционных материалов, стали утверждать, что на асфальтовой мостовой лошади очень скоро портятся». Чтобы разрешить возникший спор, в Лондоне на одной из оживленных асфальтированных улиц были проведены специальные наблюдения, показавшие, что за 36 дней из 468000 лошадей упала только 201 лошадь. Кроме того, было установлено, что «лошади, падая на асфальте» не стирают себе Кожина коленях», а коляски, фаэтоны и омнибусы из-за отсутствия тряски требуют гораздо меньшего ремонта и не создают шума при движении. После этого асфальт начал свое победное шествие по городам мира.В России первую попытку асфальтирования тротуаров (Одесса, 1839 г.) предпринял К.И. Борно - владелец первого в стране асфальтового завода. Но из-за начала Крымской войны завод закрылся. Позднее в 1865 г. заасфальтировали террасы Зимнего Дворца в Петербурге, а с 1866 г. стали асфальтировать дворы, тротуары, улицы и площади. В 1869-1873 гг. им были покрыты улицы в Кронштадте, Риге, Москве, Одессе, Киеве, Харькове и Тамбове. Примечательно, что для производства этих работ использовался асфальт, закупленный за рубежом. Только в 1874 г. в России был построен асфальтовый завод вблизи Сызрани. Он существует и в настоящее время. Современные дороги покрыты асфальтом, изготовленным на базе нефтяных битумов, получаемых в результате окисления воздухом тяжелых остатков перегонки нефти при температуре 239-340 °С. Этот процесс был разработан в 1896 г., а внедрен в производство в 1914г. В целях освещения человечество использовало различные средства: лучину, оливковое масло, нефть, животные жиры и др. В 1830 г. австрийский химик К. Рейхенбах впервые получил осветительное масло путем сухой перегонки дерева, торфа и каменного угля. Полученный продукт он назвал «фотоген» (от греческих слов «фотос» - свет и «ге-нос» - рождение), т.е. «свет рождающий» или «свет дающий». Позже словом «фотоген» стали называть светлую прозрачную жидкость, получаемую при перегонке нефти (современный керосин). История развития нефтепереработки с начала добычи нефти до настоящего времени Перегонка нефти была известна еще в начале нашей эры. Этот способ применяли для уменьшения неприятного запаха нефти при ее использовании в лечебных целях. В небольшом количестве нефть перегоняли в колбах, а в большом в кубах. Отдельные применения нефти, в древности считавшиеся несомненными, могут удивить нас сегодня. Например, средневековыми врачами нефть прописывалась и как внутреннее и как наружное средство. 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». Для этого он использовал кубовую установку, применявшуюся ранее для получения дегтя, скипидара, канифоли из древесной смолы. 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 железный куб с медной крышкой, вмазанный в печь. Из крышки куба выходила трубка, проходящая через бочку с водой. Пары нефти, выделяющиеся при ее нагреве, охлаждались водой и конденсировались. Как только эта жидкость начинала темнеть топку тушили, а густой остаток в кубе-мазут- выбрасывали. Из 40 ведер (около 500 литров) получали 16 ведер фотогена (аналога керосина), двадцать ведер оставалось в кубе в виде мазута, а 4 «угорали»- терялись в процессе перегонки. Выход керосина составлял около 40 процентов на нефть. 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. В 40-х годах XIX в. нефтеперегонные заводы появляются в других станах. В 1848г. Дж. Юнг начал перегонку нефти на заводе в Великобритании, в 1849 г. С.Кир простроил завод по перегонке нефти в Пенсильвании (США). Во Франции первый нефтеперегонный завод был построен А.Гирном в Эльзасе в 1854г. В 50-е годы XIX в. зарождается промышленная переработка нефти в Германии, Польше и Румынии. Переработка бакинской нефти на керосин началась в 1860 году. Первые крупнейшие нефтеперегонные заводы в России появились в районе Баку: завод В.А. Кокорева и П.И.Губонина (1860год), Д.Меликова (1863 год). 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. Развивалась нефтепереработка и в других районах. В 1865 году в Грозном был постоен завод И.М.Мирзоева, а в 1868 г. на Таманском полуострове начал действовать крупный нефтеперегонный завод А.Н.Новосильцева, который полностью, обеспечивал керосином свой регион. К началу 70-х годов XIX века в России функционировали и другие фотогеновые (керосиновые) заводы: В Одессе -4, в Херсоне- 1, в Керчи-3. они перерабатывали кавказку и молдавскую нефти. 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. 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. Совершенствовалась техника перегонки нефти. Если первоначально она производилась в кубах периодического действия, аналогичных тем, что использовалась братьями Дубиниными. Однако такая технология перегонки не обеспечивала надежного разделения нефти на фракции, поскольку температура границы отбираемых фракций определялась «на глазок». Со временем кубовые установки превратились в кубовые батареи - набор соединявшихся друг с другом кубов, каждый из которых служил для получения определенной нефтяной фракции. К концу XIX века были разработаны кубовые батареи непрерывного действия. В них использовался принцип регенерации тепла: получаемые горячие нефтяные фракции отдавали свое тепло нефти, поступающей на переработку. Это позволи резко увеличить производительность установок. Так установка, предложенная в 1886 г. В.Г.Шуховым и Ф.А. Инчиком, позволяла, ежесуточно перегонять количество нефти, в 27 раз превышающее объем аппарата, тогда как аналогичный показатель для куба периодического действия равен 1,5, а для кубовой батареи -4. 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. На протяжении почти всего XIX века целью перегонки нефти было, в основном, получение керосина. Его качество и выход зависели от природы нефти, технологии ее перегонки и других факторов. Основными характеристиками товарного керосина в начальный период были удельный вес (0,79…..0,85 т/м3), температурный интервал кипения (170..320 0С) и цвет. Поскольку выход керосиновой фракции был относительно невелик (из бакинской нефти -25…30%) нефтепромышленники пытались «делать» дополнительные объемы похожей на керосин по удельному весы жидкости, смешивая легкие и тяжелые фракции. Такой продукт при употреблении в лампах часто взрывался. Поэтому годность керосина для безопасности освещения стали определять по температуре вспышки (воспламенения паров над поверхностью жидкости) и температуре воспламенения (возгорании жидкости). 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. 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. В 1926 г. В.Г.Шуховым в содружестве с индженером М.А. Капелюшниковым, изобретателем турбобура, была создана крекинговая установка. Наряду с углублением переработки нефти другой важной задачей, в СССР, является улучшение качества главных нефтепродуктов - моторных топлив и масел, для удовлетворения возрастающих требований к охране природы, а также со стороны транспорта. В указанное 20-летие уд.вес высокооктановых бензинов, в общем объеме производства автомобильных бензинов, удалось повысить с 3,1 до 79,1%, дизельного малосернистого топлива с 50 до почти 100%, высокоиндексных моторных смазочных масел с 2,25 до 87,3%. За рубежом первое место по мощности установок занимают США; крупными мировыми центрами нефти являются также страны Западной Европы и Япония. Быстрыми темпами развивается в нефтедобывающих странах: Саудовской Аравии, Мексике и др. В связи с высоким спросом на мазут для западноевропейских стран и Японии вплоть до 1973 были характерны неглубокая переработка нефти с выпуском св. 40% мазута и соответственно незначительные мощности установок для деструктивных процессов. Вызванное нефтяным кризисом 70-х гг., резкое повышение цен на сырье, привело к существенному сокращению потребления нефти и особенно мазута, который стали заменять альтернативными источниками энергии (природным газом, углем и др.). Поэтому возросла необходимость углубления переработки нефти, причем для стран Западной Европы и Японии наиболее актуальна деструктивная переработка тяжелых дистиллятных фракций (первый этап углубления). Для США, где и до 1973 глубина переработки нефти достигала 78%, прежде всего, важна деструктивная переработка нефтяных остатков (второй этап углубления), что требует более совершенной технологии и значительно удорожает производство. В настоящее время за рубежом широко осуществляется строительство установок каталитического крекинга, гидрокрекинга и висбрекинга, блоков переработки нефтяных остатков, технолог.схемы которых включают комбинации процессов гидрообессеривания и каталитич. крекинга или коксования, термич. крекинга и гидрокрекинга и т. д. Проблема углубления переработки нефти в СССР и ведущих капиталистах, странах решается в условиях сокращения использования высококачеств. малосернистых нефтей при одновременном ужесточении экологич. требований к качеству нефтепродуктов. В последние годы значительно снижены, в частности, предельно допустимые значения содержания S в топливах, что привело к ускоренному росту мощностей установок гидроочистки. |