Как добывают нефть и делают бензин
Старый добрый бензин – это самая популярная горючая жидкость для автомобилей на нашей планете. Ежедневно около 800 миллионов прожорливых автомобилей поглощает 7 миллиардов литров этой жидкости, и неиссякаемая жажда постоянно растет. Поддержание в безопасном состоянии мировых бензопроводов с текущей по ним крайне огнеопасной жидкостью является невероятно сложным и потенциально рискованным бизнесом. Для этого требуется сочетание блестящего инженерного умения, мастерства химиков, а также выдержка и терпение. Так из чего делают бензин?
Техас, США. Вас можно простить, если при взгляде на эту жаркую, безжизненную, продуваемую ветрами местность, вы сочтете ее сельской глухоманью. Но на самом деле, это одно из богатейших место в мире, так как Техас — родина американской нефтяной промышленности.
Здесь добывали нефть с 1894 года. Но настоящий нефтяной бум начался в 1901 году, когда фирма Lucas Gusher разом утроила добычу нефти в США.
С тех пор из техасской земли было выкачано почти 60 миллиардов баррелей и если нефтяные компании правильно подсчитали, то в запасе имеется примерно еще 10 миллиардов, которые предстоит добыть. Вязкая, дурно пахнущая, черная жидкость, которая их привлекает — это сырая нефть, являющаяся сырьем для производства бензина. Она образовалась из останков небольших морских растений и животных в пермский период. 250 миллионов лет спустя, под воздействием жары и давления, они превратились в один из важнейших в мире источников энергии. Это черное золото, техасский чай, самое лучшее что здесь есть. Она пахнет тухлыми яйцами, но также и деньгами.
В жаркое влажное техасское утро, бригада буровой вышки готовится пробурить очередную скважину. Каждый месяц в Техасе бурят свыше двух тысяч новых скважин, из них всех выкачивают более девятисот тысяч баррелей сырой нефти в день. Для поддержания добычи нефти на таком уровне, производители, подобные Оксидентал Петролеум, ежедневно бурят в среднем одну новую скважину. Для рабочих, которые здесь заняты, это жаркая, шумная, тяжелая работа является совершенно обычным делом. «Я очень люблю эту работу и занимаюсь ей 11 лет», говорит один из них. «Мы гордимся своей работой, на вышке. Мы словно одна большая семья».
Но перед бригадой стоит трудоемкая задача — добыть нефть. В этом районе, так называемом бассейне пермского периода, сырая нефть залегает на глубине до четырех километров, зажатая горными породами, возрастом около 542 миллионов лет. Для того, чтобы добраться до нее, на вышке используют огромные моторы, дабы опустить глубоко в землю борт с алмазным долотом.
От трения сильно поднимается температура, поэтому в трубу под высоким давлением постоянно закачивается вода для охлаждения бурильной головки. Затем вода перебрасывает буровой шлам на поверхность в виде бурового раствора.
Это шумная, опасная работа. Рабочие должны поддерживать нужное давление на буровой коронке. Если оно слишком мало, то установка не будет бурить, а если слишком большое, то сломается. Кроме того, рабочим надо быть постоянно начеку из-за угрозы выброса газа, который может вызвать катастрофические взрывы. «Труд на буровой вышке по-настоящему опасный, мы должны быть предельно осторожными на такой работе». Во время бурения, бригаде нужно постоянно наращивать новую девятиметровую бурильную трубу, используя громадный пятитонный автоматический трубный ключ, так называемый «железный помощник». Так как головка бура углубляется примерно на 5 метров в час, то эту тяжелую работу надо повторять через каждые два часа на протяжении всех суток. Если, в конце концов, им повезет, то они откроют нефтяной источник.
Сначала нефть под давлением пробивается через небольшие отверстия в готовой трубе и устремляется на поверхность. Но это естественное давление продолжается недолго, поэтому чтобы нефть текла постоянно, используются качалки насосной установки или «кивающий головой осел». Круговое движение вращающегося махового колеса преобразуется в вертикальное, и оно, подобно огромному металлическому шприцу, вытягивает нефть на поверхность. Эти спокойные настойчивые кивающие головой «ослики», которые разбросаны по пустыне, собирают урожай черного золота Техаса.
Но эти нефтепромыслы вдали на многие километры от тех мест, где требуется сырая нефть.
Поэтому ряд насосов закачивает ее в трубопровод, и отправляет в долгое путешествие на тысячи километров к месту назначения, в другую часть США — в цитадель блестящих серебристых труб — город Бэйтаун.
Он расположен менее чем в пятидесяти километрах от Хьюстона, и выглядит как футуристическая декорация из фильма «Бегущий по лезвию бритвы». Это единственный, самый крупный в Штатах нефтеперерабатывающий завод. Он занимает площадь более десяти квадратных километров. С металлическими трубами, длиной свыше восьми тысяч километров и может переработать более 562 тысяч баррелей сырой нефти ежедневно. Здесь не только невероятно жарко, но шум настолько оглушающий, что 4.000 здешних работников изнашивают в год более миллиона защитных наушников.
Предприятие такое огромное, что поглощает продукцию не только местного происхождения, но также перерабатывает нефть, поступающую со всего мира. Для удовлетворения потребностей Бэйтауна, сюда, на специально сконструированные причалы, прибывают громадные 300 метровые корабли. Ежемесячно приходит свыше 20 таких мощных судов. Каждая выгружает из огромных трюмов около трех миллионов баррелей нефти, столько же, сколько добывается на каждой вышке в Техасе за три с половиной дня.
Но всю эту нефть надо очистить, потому что она действительно не обработанная, сырая. Ее нельзя использовать как горючее для машины. В центре нефтеперерабатывающего завода расположена лаборатория. Она контролирует процесс превращения сырой нефти в пригодную продукцию.
Это сырая нефть, и в этом состоянии она не очень пригодна. Если ее залить в бак, то вы, к сожалению, не сможете никуда уехать.
Дело в том, что сырая нефть состоит из смеси углеводородов, каждый из которых имеет разные количество атомов углерода. У них различный вес. Самый легкий – пропан, а самый тяжелый используется для изготовления асфальта.
Получение бензина из этой смеси сложная задача, и для этого необходимы сложные химические процессы. В самой большой части завода, в блестящем как луна и высоком как собор сооружении, происходит сепарация сырой нефти. Ее нагревают до температуры свыше 370 градусов Цельсия и закачивают в основание башни. Оттуда поднимается пар, словно из котла. При тепловой обработке конденсируются молекулы. Сначала самые тяжелые, битумные, в основании. Более легкие молекулы, входящие в бензин и топливо для реактивных двигателей, продолжают подниматься, пока тоже не превратятся в жидкость и их можно будет откачать.
Но трудность производства разных типов бензина состоит в том, что теперь он становится необычайно взрывоопасной жидкостью, с которым приходится иметь дело. Ну конечно, именно способность бензина взрываться делает его таким полезным. Для того, чтобы убедиться, что он достаточно взрывчатый, рабочие осторожно отводят образец в лабораторию для анализа. Из каждого резервуара, объемом 191 литр сырой нефти, производят:
• 88 литров бензина
• 48 литров дизельного топлива
• около 26 литров реактивного топлива и мазута
• примерно 7 литров пропана
• еще 32 литра других продуктов, таких, как смазочные материалы и пластмасса.
На этом заводе ежедневно производится столько бензина, что его хватит на то, чтобы машина 770 раз слетала на Луну и обратно. Лаборатория делает окончательный анализ всей производимой на нефтеочистительном заводе продукции, и если она не соответствует требованиям заказчиков, то не выходит за ворота завода. Топливо проверяют, заливая в приспособления для оценки бензина.
Одним из них является устаревший, но крепкий двигатель, который испытывают на детонационную стойкость. В моторе появляется стук, когда топливо самовозгорается, так как оно сжимается в цилиндре двигателя. Причиной преждевременного возгорания является слишком большое содержание гептана и недостаточно октана в смеси. При увеличении процентного содержания октана, смесь можно улучшить, пока не прекратится стук.
Затем лаборатория отсылает данные обратно, на основное очистительное производство, чтобы исправить все допущенные при смешивании ошибки и получить отличную смесь.
Когда перегонка на заводе завершена, то открывают некоторые из пятисот вентилей и бензин течет по подземному трубопроводу, по которому подается на многочисленные терминалы, подобные тому, что на юге Хьюстона.
Отсюда он перекачивается в огромные бензовозы для транспортировки по дороге.
Но заполнения автоцистерны более сложное дело, чем обычная заправка вашей машины. Это может быть опасным занятием, шофер автоцистерны должен быть очень осторожным и внимательным. Перевоз сотен литров быстро испаряющегося груза означает, что водителю надо строго соблюдать меры безопасности. Ошибка при загрузке и разгрузке цистерны может привести к взрыву, поэтому он не должен допускать опасных случайностей. Металлический кузов способен генерировать искры от статического электричества, поэтому сначала крепится провод для заземления трейлера, а также сверху, на каждом отсеке подключают щупы, контролирующие перелив. Во избежание легко воспламеняющихся испарений, крепят второй шланг для улавливания паров. Он откачивает любые утечки, которые иначе могли бы попасть в атмосферу. Только после установки и подключения всех этих штуковин, водитель может присоединить шланги и начать перекачку бензина.
Ежедневно более миллиона литров бензина безопасно доставляются на местные АЗС только из этого терминала. Бензин, перекаченный в огромный резервуар заправочной станции, наконец, готов к потреблению. Поэтому, когда в следующий раз вы будете заправлять машину бензином и удивитесь его цене, то в качестве самоутешения подумайте о том, какая огромная работа была проделана, чтобы вертелись колеса вашего автомобиля.
