Нефтяные изобретения Владимира Шухова

Владимир Шухов известен у нас в стране в первую очередь как создатель первой российской телерадиобашни, установленной ровно сто лет назад на московской улице Шаболовка. Однако он был не только инженером и архитектором, но и ученым-изобретателем. Шухов оставил миру множество полезных ноу-хау, которые успешно используются в наши дни. Часть из них относится к области нефтедобычи, в которой Владимир Григорьевич работал несколько лет. Недаром компания «Лукойл» воздвигла ему памятник на Сретенском бульваре в Москве, напротив своего главного офиса.

Первое свое изобретение, касающееся нефтепродуктов, Шухов сделал еще во время учебы на четвертом курсе Императорского московского технического училища (сегодня – МГТУ им. Баумана), в возрасте 21 года.

Тогда, в 1874 году, в мире начинался нефтяной бум. Нефть была нужна в основном как источник керосина, а оставшуюся после его добычи массу – мазут – не считали полезным продуктом и просто уничтожали. Дело в том, что мазут тогда не умели использовать в качестве топлива, поскольку он горит лишь на поверхности – медленно и почти не выделяя тепла. Шухов придумал способ использовать его как горючее. Инженер понял, что для хорошего горения мазута нужна большая площадь соприкосновения с воздухом. Для этого нужно было распределить массу по большой плоскости, что нецелесообразно, или же превратить ее в мелкие капли. Так появилась форсунка Шухова, в которой горячий пар смешивается с мазутом, в результате чего получается горючая взвесь.

В 25 лет Шухов поступил на работу в фирму Александра Бари, который занимался строительством механизмов для нефтяной промышленности. Здесь Владимир Григорьевич стал одним из крупнейших в стране специалистов по строительству объектов нефтяной индустрии.

 
Нефтяная станция Товарищества "В.И. Рагозин и Ко" на Волге по проекту В.Г. Шухова

В первую очередь Шухов придумал способ быстро и дешево добывать нефть из скважины: закачать в нее воздух, который выталкивал ее по трубе на большую высоту. Такой способ сегодня называется эрлифт, что в переводе с английского означает «воздушный лифт».
На заре нефтедобычи нефть транспортировали в бочках или бурдюках. Первый нефтепровод появился в Америке, но детали его устройства хранились в тайне, и Шухов создал собственный нефтепровод. Для «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель» он создал проект и стал главным инженером строительства первого российского нефтепровода Балаханы - Черный Город (нефтепромыслы в Баку). Затем Шухов сконструировал также большие и экономичные баржи для перевозки нефти по воде. Длина их достигала 170 метров, но благодаря точному расчету вода свободно подходила под их плоским днищем и не производила сзади водоворота, который мешал бы управлять гигантским судном.

Шухов изобрел и новый способ хранения нефти. Раньше ее сливали в огромные ямы, вырытые в земле. Разумеется, большое количество нефти при этом просачивалось в почву, а ценные вещества испарялись. Затем люди стали строить резервуары с толстыми стенками и мощным фундаментом, чтобы емкость выдержала давление десятков тонн нефти. На такие резервуары требовалось много металла, что делало их постройку долгой и дорогой. 

Нефтяной резервуар Шухова на железнодорожной станции города Владимира  

Владимир Григорьевич задался целью построить дешевый нефтяной резервуар. Для этого он сделал его днище тонким и установил его не на фундамент, а на слой песка, чтобы оно прогибалось под тяжестью нефти. Поскольку давление на стенки резервуара было разным – внизу больше, а вверху меньше, – Шухов предложил делать стенки более толстыми внизу резервуара и тонкими в верхней его части. Такая конструкция позволяла значительно сэкономить металл на строительстве резервуаров и, соответственно, уменьшить конечную стоимость нефтепродуктов.   

Наконец, Шухов изобрел установку термического крекинга (то есть расщепления) нефти: это высокотемпературная переработка нефти и ее фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы. Впрочем, крекингом этот способ назвали потом, в США, когда расщепление нефти стали применять в первую очередь для получения бензина для автомобилей.

 
Установка Шухова для термического крекинга нефти (1931)

Шухов выяснил, что, нагревая нефть под высоким давлением, можно получить в два раза больше керосина, чем в ней содержится. Чтобы нагреть нефть до нужной температуры, он предложил использовать не обычные кубы, а трубчатые печи: множество отдельных труб идеально подходят для нагрева жидкостей. Как мы писали чуть выше, при такой дробной перегонке нефти в трубчатой печи получался не только керосин, но и бензин. С началом автомобильной эры это обстоятельство оказалось весьма ценным.

Фото: Игорь Кубединов/ИТАР-ТАСС, Архив Российской академии наук, Википедия

gge.ru