1878

После того как Роберт Нобель начал перерабатывать нефть с Балаханского месторождения, он понял, что транспортировка в бочках медленная, дорогая и грязная. Летом 1876 года, по результатам поездки на Апшеронский полуостров, Людвиг Нобель написал аналитическую записку «Взгляд на бакинскую нефтяную промышленность и ее будущность», в которой определил следующие направления работы: отказ от транспортировки нефти гужевым транспортом и строительство нефтепроводов от промыслов до нефтеперегонных заводов; сооружение железных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов; более широкое использование нефтяных остатков (мазута) для отопления и газового производства; коренное улучшение качества керосина; внедрение наливной перевозки нефти в вагонах-цистернах, речных и морских судах; создание разветвленной структуры для хранения и сбыта нефтепродуктов в России.

После того как другие фирмы отказались участвовать в проекте, фирма Нобелей реализовала его самостоятельно, с помощью строительной конторы инженера А. В. Бари: «Бари, Сытенко и Ко». В результате строительства нефтепровода тысячи перевозчиков бочек теряли работу и оно вызвало сопротивление, вредительство и поджоги со стороны владельцев гужевого транспорта на бакинских нефтепромыслах. Но несмотря на это нефтепровод был построен в кратчайшие сроки в течение осени и начала зимы 1878 года. Для защиты нефтепровода были построены многочисленные караульные будки.

Проект Владимира Григорьевича Шухова включал в себя все сооружения технической инфраструктуры по трассе нефтепровода и первые в мире цилиндрические резервуары-нефтехранилища. При строительстве первых нефтепроводов В. Г. Шухов разработал основы первой в мире научной теории и практики проектирования, строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов. В статье «Нефтепроводы» (1884) и в книге «Трубопроводы и их применение в нефтяной промышленности» (1894) Шухов привёл точные математические формулы для описания процессов протекания по трубопроводам нефти, мазута, создав классическую теорию нефтепроводов.

Первый российский нефтепровод имел протяжённость около 10 километров (8,5 версты) и диаметр 3 дюйма (7,62 см). Стальные трубы нефтепровода были соединены с помощью муфт и нарезных концов. Нефтепровод мог перекачивать с помощью парового насоса до 80 тысяч пудов (1280 тонн) нефти в сутки. В декабре 1878 года по нему было перекачено 841 150 пудов нефти, в 1879 году — 5 млн 583 тыс. пудов. Если в 1876 году фирма Нобелей вывезла из Баку 6 тыс. 248 пудов керосина, то в 1879 году — 551 тыс. 428 пудов керосина и 466 тыс. 673 пуда нефтяных остатков.

С вводом в действие первого нефтепровода расходы на доставку нефти с промыслов до нефтеперерабатывающего завода на окраине Баку сократились более чем в 5 раз. Уже в 1879 году вводится в эксплуатацию второй нефтепровод Балаханы — Чёрный город протяженностью 12,9 км, диаметром 70 мм, а затем еще три: Балаханы — Сураханский завод, Сураханский завод — Зыхская коса и Балаханы — Чёрный город. Проектировал и строил эти нефтепроводы также Владимир Шухов.

1884

Большой скачок

В 80-х годах 19 века Россия стала нефтяным грандом — российская нефть уверенно вышла на мировой рынок. Во многом это произошло благодаря строительству Закавказской железной дороги, завершившемуся в 1883 году. Поставок нефти и нефтепродуктов за границу увеличились скачкообразно: за 10 лет объем экспорта вырос в 60 раз (!), приблизившись к отметке в 900 тыс. тонн в год.

Увы, при этом три четверти огромной выручки от экспорта доставалось железнодорожникам. Естественно, смириться с этим нефтяники не могли, тем более что ведущие «отраслевые» ученые, включая великого Дмитрия Менделеева, были солидарны с нефтяниками.

Кроме того, трудные условия эксплуатации ЗЖД, проложенной через горный массив в районе Сурамского перевала, и ее ограниченная пропускная способность также создавали серьезные проблемы — в частности, в октябре 1895 года из-за разлива реки Куры и повреждения железнодорожных путей и мостов перевозки нефтепродуктов остановились на два месяца.

Первый проект нефтепровода Баку — Батум, разработанный Владимиром Шуховым в 1884 году, предусматривал строительство трубы диаметром 6 дюймов общей протяженностью 883 километра с 35 промежуточными насосно-перекачивающими станциями (НПС). Обсуждение и согласование проекта заняло долгих 12 лет. 

По краю полотна

В мае 1896 года Государственный совет Российской империи принял решение построить магистральный керосинопровод Баку-Батуми, который должен был проходить по краю железнодорожного полотна ЗЖД. Важную роль в принятии этого решения сыграли всемогущий Людвиг Нобель (сейчас бы его назвали «олигархом») и министр финансов Сергей Витте, ранее занимавший пост министра путей сообщения и являвшийся сторонником развития отечественной нефтяной промышленности. 

Руководство проектированием и сооружением керосинопровода было поручено Инженерному совету Министерства путей сообщения, а проект трубы был заказан профессору Санкт-Петербургского технологического института Николаю Щукину. После посещения США и изучения американского опыта Щукин в сжатые сроки выполнил гидравлический расчет трубопровода, а затем выдал технический проект, исходящий из того, что внутренний диаметр трубы составит 204 мм (8 дюймов), а годовой объем прокачки — 980 тыс. тонн. Кроме того, Щукин подготовил инструкцию и технические требования к качеству труб и их соединений: наружный диаметр мог быть увеличен лишь на 1,5%, внутренний — на 1%, овальность — не более 2 мм.

По решению правительства трубы изготавливались только на отечественных заводах в Мариуполе, Сосновицах и Екатеринославе. Длина трубных отрезков составляла не менее 4,6 м. На концах труб была сделана треугольная нарезка, обеспечивавшая герметичность и заимствованная у американских аналогов. Для ряда участков нефтепровода было предусмотрено соединение труб на стальных фланцах. Через каждые 2–4 км в трубе были установлены обратные клапаны. При снижении давления в трубопроводе на 15% автоматическое устройство отключало плунжерные насосы. Большую часть насосного оборудования поставили американские компании Wortington, Black & Cameron и Babcock Willcox. На каждой насосной станции предусматривались два рабочих и один резервный насос мощностью по 110 кВт. Кроме того, возле крупных станций (Батум, Самтредиа, Кобулети, Михайлово и ряд других) были установлены резервуары различного объема — от 7 до 14 тыс. тонн. 

С запада на восток

Строительство трубы решили начать с самого западного ее участка протяженностью 228 км — от Батума до станции Михайлово Горийского уезда Тифлисской губернии. Строительство было поручено «Технической конторе инженера А.В. Бари» — самой мощной инжиниринговой и нефтесервисной фирме того времени (ее главным инженером и техническим директором работал Шухов). Непосредственно руководили стройкой инженеры-технологи Лев Вартенбург (он вместе с Щукиным ездил в Штаты) и Владимир Нечай.

Подготовительные работы начались в сентябре 1896 года, укладка труб — через год, а еще через год «нитка» из труб составила уже 150 км. В марте 1900 первый участок был завершен.

Строительно-монтажные работы велись вручную, трубы соединяли с помощью резьбовых муфт, покрывали антикоррозионной изоляцией (свинцовым суриком на олифе) и обматывали джутовой тканью с последующей окраской суриком. Вдоль трассы была проложена линия телефонной связи. Все сооружения были выполнены на высоком техническом уровне, применялись оригинальные технические решения — например, при переходе через Куру трубопровод был подвешен к железнодорожному мосту.

Трудностей при строительстве было много — например, в районе азербайджанского города Евлах стройка велась только зимой, поскольку летом в этой местности свирепствовала малярия. Фирма Бари считалась «социально ответственной» — зарплата ее работников была на 10% выше, чем в среднем по отрасли, рабочий день — короче, питание — за счет работодателя. Временная нетрудоспособность оплачивалась — в частности, в течение первой недели заболевания работник продолжал получать зарплату в полном размере. 

Мировой рекорд

Второй участок трубопровода протяженностью 140 км между станциями Михайлово и Аг-Тагля (21 км от Тифлиса в сторону Баку) под руководством инженера путей сообщения Александра Домбровского строили три года и сдали в эксплуатацию аккурат под новый 1905 год. С третьим, наиболее протяженным участком трубы (Аг-Тагля — Баку, длина — 514 км) справились всего за два года. Руководил этим этапом стройки инженер Адольф Павличинский, так же, как и его предшественники, прошедший стажировку в США.

К концу стройки сработало импортозамещение — на НПС начали устанавливать оборудование, произведенное, в основном, на отечественных предприятиях, но, правда, с иностранными владельцами — на заводах Бромлея, Фицнера и Гампера. На четырех НПС, расположенных в безводной местности, было установлено по 4 двухцилиндровых дизельных двигателя мощностью по 110 кВт, изготовленных на Коломенском машзаводе и на питерском заводе «Людвиг Нобель». При этом дизельный привод оказался намного экономичнее и надежнее парового — КПД составил 28% против 10%.

Керосинопровод длиной 882 км с 16 НПС был торжественно сдан в эксплуатацию в июне 1907 года. С первых же дней эксплуатации Закавказский керосинопровод работал устойчиво, уже вскоре существенно превысив плановую норму. К концу 1907 года по трубе было перекачано более 1 млн тонн керосина.

На сооружение магистрального керосинопровода Баку — Батуми российское правительство потратило 21 млн рублей, проект полностью окупился за 4 года. Более того, по итогам 1911 года труба принесла очень солидную чистую прибыль — 6,5 млн рублей.

В 1931 году магистраль была реконструирована под перекачку нефти. В 1943 году в связи с угрозой прорыва немецких войск нефтепровод был разобран, а его трубы использованы для строительства продуктопровода Астрахань — Саратов. В послевоенные годы нефтепровод был восстановлен и благополучно прослужил вплоть до 1999 года, когда был введен в строй нефтепровод Баку — Супса. Таким образом, труба Баку — Батуми исправно отработала более 90 лет, что является абсолютным мировым рекордом. 

1891

Владимира Григорьевича Шухова называли «человеком-фабрикой» — настолько разнообразными были его многочисленные изобретения. И, разумеется, те 15 патентов, которые он сумел оформить за свою долгую творческую жизнь, не отражают истинных масштабов его деятельности. В их числе был патент на осуществление крекинг-процесса в промышленности.

Крекинг представляет собой перегонку нефти под воздействием высокой температуры и высокого давления. При этом нефть разлагается на фракции — бензин, лигроин, керосин, дизельное топливо и мазут. До 1891 г. в мире не существовало промышленной установки для перегонки нефти.

В.Г. Шухов впервые смоделировал процесс крекинга в жидкой фазе и воплотил эту идею в жизнь. Согласно патенту Российской империи № 12926 от 27 ноября 1891 г. в нашей стране была зарегистрирована первая в мире промышленная установка, осуществлявшая непрерывной термический крекинг нефти.

Еще в середине 1880-х гг. В.Г. Шухов совместно с инженерами И.И. Единым и Ф.А. Инчиком получил от фирмы А.В. Бари заказ на проект кубовых перегонных батарей для первичной переработки нефти. Создание кубовой батареи подтолкнуло изобретателя к идее усовершенствования промышленного оборудования, связанного с нефтеперегонкой.

В 1887 г. В.Г. Шухов изобрел и зарегистрировал собственный аппарат, в котором осуществлялся непрерывный дробный крекинг сырой нефти. В этом аппарате нефть перегонялась через пары дистиллята. Далее В.Г. Шухов воспользовался эффектом дефлегмации. Это явление заключалось в преимущественной конденсации высококипящих компонентов при одновременном охлаждении смеси паров и газов. В 1890-х гг. Шухов получцл патенты на дефлегматы для кубовых батарей и на прибор для перегонки нефти под давлением.

В первую очередь эти установки были предназначены для получения дополнительных запасов керосина, который тогда был основным продуктом, получаемым из сырой нефти. В Баку из 1 т добываемой нефти получали около 330 л керосина, остальные две трети составляли так называемые мазуты, которые практически не использовались и сливались в отходы. Установки В.Г. Шухова позволяли извлекать из мазутов более легкий керосин.

Крекинг-процесс, появившийся благодаря созданию приборов перегонки нефти, по сути, опередил свое время. Крекинг- установка промышленных размеров не была построена. В начале 1890-х гг. двигатели внутреннего сгорания, работавшие на бензине, были редкостью, поскольку бензин считался побочным продуктом. Автомобиль Даймлера — Бенца был еще не опробованным новшеством, а до изобретения самолета братьями Райт оставалось целых десять лет... Словом, об идее крекинга и возможности создания промышленной установки по способу В.Г. Шухова надолго забыли.

Между тем автомобили, во множестве появившиеся в начале XX в., требовали огромного количества бензина. В 1912 г. американский инженер У. Бартон зарегистрировал патент на крекинг-процесс. Его идея был аналогична изобретению В.Г. Шухова, запантентованному на 20 лет раньше. Первенство Бартона начали оспа-ривать другие изобретатели. Принадлежавшая Дж. Рокфеллеру «Стандарт-Ойл-компани» монополизировала право на производство бензина по патенту У. Бартона и запретила другим (более мелким) компаниям использовать крекинг-процесс.

Международный патентный суд в Гааге, состоявшийся в 1923 г., признал В.Г. Шухова и С.П. Гаврилова единственными изобретателями термического крекинг-процесса. Признание первенства В.Г. Шухова в разгоревшейся войне патентов представлялось спасительным выходом для поверженных конкурентов Рокфеллера — американской фирмы «Синклер Ойл».

В 1923 г. комиссия из инженеров-химиков составила делегацию, которая посетила Москву, чтобы познакомиться с В.Г. Шуховым и оценить его изобретение. Американцы убедились в том, что проект У. Бартона представляет собой всего лишь несколько измененный вариант промышленной установки В.Г. Шухова для крекинга нефти. После серии судебных процессов, состоявшихся в США, было подтверждено первенство русского инженера в изобретении крекинг-установки.

«Синклер Ойл» предлагала В.Г. Шухову немалые деньги за предоставление права пользоваться его установкой, но он отказался, заявив, что все права на изобретение принадлежат его родине. Такой оборот дела не устроил американских бизнесменов, поскольку вплоть до 1934 г. правительство США не признавало СССР как государство. Объединившись, компании Синклера и Рокфеллера вступили в так называемый патентный клуб по использованию крекинг-установки В.Г. Шухова. В Америке началось замалчивание его изобретения.

В 1932 г. в Баку был пущен в эксплуатацию завод «Советский крекинг». В.Г. Шухову было к тому времени уже 79 лет. Тем не менее он прибыл на торжественное открытие завода, поскольку не мог оставаться в стороне от реализации своего раннего изобретения. В первый месяц работы «Советского крекинга» Шухов внимательно следил за ходом производства. Сегодня крекинг является одной из стадий глубокой переработки нефти: вслед за крекингом осуществляются риформинг, гидроформинг и другие процессы, в ходе которых тяжелые углеводороды распадаются на более легкие. Начало этой сложной цепочке было положено изобретением, принадлежащим В.Г. Шухову.