Мы открываем цикл статей о зарождении перспективного направления нефтегазовой отрасли – производстве и продаже сжиженных углеводородных газов (СУГ). По популярности в качестве моторного топлива сжиженный газ уступает только бензину и дизельному топливу. При этом у СУГ неплохие перспективы в свете грядущей декарбонизации - выбросы углекислоты у двигателей на газу в два раза ниже, чем у бензиновых. Сегодня мы расскажем, как появилась сама технология превращения углеводородных газов в жидкость.
Традиция в стиле «Блау»
Идею сжижать путем компрессии углеводородные газы впервые выдвинул и коммерчески реализовал в 1903 г. немецкий инженер Герман Блау из Аугсбурга, ученик лауреата Нобелевской премии химика Адольфа фон Байера.
Он поставил себе целью сгустить газовую смесь (пропан, бутан, изобутан, пропилен, этилен и др.), полученную при нагревании нефти или нефтепродуктов в ретортных печах на нефтегазовых заводах. Особенностью этих газов была высокая калорийность - около 11 тыс. кал./м3 - и способность сжижаться под относительно невысоким давлением. Сжиженный и «бутилированный газ», получивший коммерческий бренд «блаугаз», был очень удобен при транспортировке и, благодаря этому, был доступен предприятиям и домашним хозяйствам, оторванным от городской газовой инфраструктуры. Его охотно использовали при резке металла и для автономного освещения железнодорожных станций и спальных вагонов. Вскоре он распространился по Европе и к концу 1900-х годов попал в США, где был построен ряд газовых заводов, как на восточном, так и на западном побережье.
К началу 1910-х годов технология производства сжиженного «нефтегаза» дошла и до России. В 1912 году в Петербурге «для устройства и эксплуатации заводов осветительного жидкого газа» была учреждена компания «Русское акционерное общество «Блаугаз». Уже в 1913 году на Всероссийской гигиенической выставке она была удостоена Малой золотой медали «за разработку производства сгущенного до жидкого состояния газа (нефтяного) и удобоприменимость всей системы, сопряженной с эксплуатацией жидкого газа для разнообразных целей». В годы Первой мировой войны владельцы завода «Блаугаз», переименованного по понятным причинам в «Нефтегаз», попытались перенести производство в Баку, где стали строить нефтегазовые заводы для производства толуола, предусмотрев линию по сжижению отходящих газов.
А американцы не остановились на достигнутом. Оценив преимущества «бутилированного» газа и имея довольно большие объемы попутного нефтяного и природного газа, они попытались применить технологию сжижения к ним. В ноябре 1909 года петербургская «Торгово-промышленная газета» сообщала: «Лишь в последнее время делаются опыты перевозки природного газа нагнетенным в больших стальных баллонах, подобных тем, какие применяются для перевозки углекислоты и кислорода. Природный газ обладает столь неоцененными качествами осветительного материала, что перевозка его в сгущенном виде может сделаться весьма выгодною отраслью промышленности».
Уолтер Снеллинг, доктор химии, получивший степени в Гарвардском, Йельском и Вашингтонском университетах, в лаборатории Горного бюро США (U.S. Bureau of Mines) в Питтсбурге опробовал процесс стабилизации бензина путем выделения пропан-бутановой фракции. Первым газовым баллоном стала обыкновенная бутылка от содовой воды, оплетенная стальной проволокой, оказавшаяся в его лаборатории. В 1912 году российский журнал «Нефтяное дело» сообщал: «Химик горного бюро С. Штатов м-р W.O. Snelling изобрел способ, при помощи которого часть жидкости, полученной от сгущения газа, может быть обращена в моторный бензин, а часть в жидкий газ для освещения. Этот газ закупоривается в бутылки и может служить для освещения уединенных ферм, маяков и пр.».
Параллельно сотрудник компании «Бессемер Энджин Компани» Фрэнк Петерсон усиленно работал над производством газового бензина путем конденсации газов. Он закупал сотни килограммов льда, чтобы забить им желоба заводских газопроводов, поскольку пониженная температура газов способствовала конденсации жидкости и сжижению газов. Химик Джордж Буррель работал над анализами и лабораторной фракционировкой угольных и нефтяных газов. И Снеллинг, и Петерсон, и Буррель группировались вокруг Горного бюро США. 12 июня 1911 г. У. Снеллинг изложил в письменной форме необходимую информацию о своем методе перегонки сжиженного газа с температурой и давлением, который потребуется для получения патента. К 5 июля была подана заявка Петерсона на патент на его изобретение по сжатию газа (выдан 2 июля 1912 г.). Параллельно Снеллинг вел переговоры с компанией «Риверсайд Ойл Компани» о коммерческом внедрении этих патентов с использованием отходов производства газобензиновых заводов этой фирмы в Систерсвилле (Виржиния).
11 ноября 1911 г. владельцами этой нефтяной фирмы была зарегистрирована «Америкэн Газол Компани». Если сжиженный пиролизный газ имел бренд «блаугаз», то сжиженная пропан-бутановая фракция стала товарным продуктом под названием «газол». Компания развернула широкую рекламную кампанию, волны которой дошли и до России.
17 мая 1912 г. в доме некоего Джона Гаринга на уже несуществующей маленькой железнодорожной станции Ле-Беф близь Уотерфорда, штат Пенсильвания, загорелись газовые фонари, а хозяйка впервые сварила на бутилированном газе первый обед. Этот день в США считает днем рождения СУГ-индустрии.
После известий об удачных опытах У. Снеллинга журнал бакинских нефтяников «Труды Бакинского отделения Императорского Русского Технического Общества» ставил проблему развития этой отрасли в России: «Развозка сгущенного в стальных бомбах газа из буровых скважин для целей освещения является вопросом близкого будущего. Эта операция осуществления уже в Америке, где применяют стальные толстостенные баллоны, рассчитанные на давление в 100 атм. <…> Следовало бы подумать и об осуществлении такого способа эксплоатации нефтяных газов в наших местностях, изобилующих им».
Автор: Юрий Евдошенко
Оставляйте свои комментарии - нам важно знать, что вы думаете.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».