Дмитрий Менделеев и нефтяная промышленность России

Профессор Императорского Санкт-Петербургского университета Дмитрий Иванович Менделеев (1834 – 1907), русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель, уделял много внимания развитию нефтяной промышленности России.

В 70-х годах 19 века мировой рынок завоевала дешёвая американская нефть, полученная по новейшей технологии того времени. Российские нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия не выдерживали конкуренции, закрывались, Россия несла большие финансовые потери. В 1872 году правительство России было вынуждено отменить в нефтяной добыче систему откупов. Нефтяная отрасль тут же совершила заметный рывок: если за все 40 «откупных» лет в Бакинском районе было добыто лишь 7,4 миллиона пудов нефти, то за следующие 13 лет — уже 458,7 миллиона пудов.

В российском правительстве родилась идея направить в США разведчика с целью «познакомиться с американскими новшествами» в области нефтедобычи и нефтепереработки.

Д.И. Менделеев прибыл в США в июне 1876 года на 100-летие юбилея Декларации независимости. Он посетил проходившую в Филадельфии международную выставку технических новинок, где установил контакты с видными американскими учёными и специалистами. Плодотворно поработал учёный в вашингтонских технических библиотеках и научных институтах, посетил нефтяные скважины, насосные станции и нефтепроводы. По поручению российского военного ведомства Менделеев интересовался не только вопросами нефтяного производства, но и секретом изготовления бездымного пороха.

Полученная информация не только способствовала значительному усовершенствованию российской технологии в нефтяной промышленности, но и позволила Менделееву разработать новое поколение нескольких видов эффективного и недорогого российского пороха. В своей записной книжке Д.И. Менделеев отметил также:

«С железом своим Америка производит револьверы и ружья – ничего лучше не придумала; а говорит: мир и покой».

Акциз на керосин был всё-таки введён в России. По закону 1872 года акциз напрямую зависел от… величины емкости нефтеперегонных кубов. На заводах стали перегонять ежедневно как можно больше объёмы нефти, вынужденно сокращая время перегонки. Из-за ускоренной перегонки пошёл керосин плохого качества. Дикость нового налога оказалась столь вопиющей, что вскоре против него выступили не только инженеры и нефтезаводчики, но даже некоторые царские сановники. Д. И. Менделеев возглавил борьбу за отмену акциза, так как. этот налог лишал отечественный керосин конкурентоспособности с американским. Учёный доказывал свою правоту не только как химик-нефтяник, но и как образованный экономист. «При перегонке, — пишет он, — на пуд керосина требовалось затратить нефти на 10-20 копеек, а акциз стоил 15 копеек».

Вопреки ожиданиям, как это ни парадоксально, правительство не стало получать больше налогов. Так, в 1873 году в Баку было выработано 833 тысячи пудов керосина и выплачено акциза 204 тысячи рублей. Следовательно, на пуд керосина приходилось 24,5 копейки налога. После введения акциза, по тем же подсчетам, в 1877 году на пуд керосина приходилось только 8,1 налоговых копейки. Правительство России с акцизного налога на керосин имело доход 300 тысяч рублей в год, но стояло на своем.

«Мое личное мнение идёт против всякого налога не только на нефть, но и на керосин, какой бы он ни был. Налог стесняет промышленность, потому что добыватель и фабрикант обращают его на потребителя, и потребление уменьшается. Во всяком случае от налога получится для промышленности стеснение и вместо развития — остановка», — писал Менделеев в своём «Учении о промышленности». Просуществовав пять лет, акцизный налог на керосин в 1877 году был отменён.

«Бакинской нефти достанет на весь свет…»

В 80-х годах XIX столетия резко возрос спрос на керосин. Керосиновый бизнес стал приносить огромные барыши. Между основными «керосинщиками» — российскими и американскими — встал вопрос о разделе мирового рынка переработки нефти. Летом 1889 года практически одновременно во всех западных газетах поднялся шум о скором истощении бакинских нефтяных источников, то и не зачем инвестировать в нефтедобычу на территории России, строить нефтеперерабатывающие заводы и развивать соответствующую инфраструктуру. Менделеев же по этому поводу писал:

«Возбуждение слухов о наступлении истощения основано частью на полном незнакомстве с явлениями нефтяного истощения, хорошо изученными в Пенсильвании, а частью — на игре интриги, распускающей слухи для своих целей».

Учёный знал, о чём говорил. Ещё в 1877 году в России вышла в свет его книга «Нефтяная промышленность в Североамериканском штате Пенсильвания и на Кавказе», в основу которой был положен опыт практического исследования месторождений.

«Мне не известно ни одного признака начала истощения нефти в эксплуатируемых окрестностях Баку… Бакинской нефти достанет на весь свет», — писал Менделеев.

Россия и помимо Баку располагает богатейшими нефтяными месторождениями. В книге «К познанию России» Менделеев писал:

«Необходимо покровительствовать всеми способами возникновению нефтяной промышленности не только во многих местностях Кавказа, где есть нефть, но и в других местностях России, где она, несомненно, имеется в большом изобилии».

«Чтобы завод работал с барышом»

Керосин получают перегонкой нефти, однако, ещё полтора века тому назад велись учёные споры о том, какое сырье является наилучшим для производства керосина (фотоген). Нефтепереработка ещё нуждалась в серьезной научной базе. Именно Менделеев поставил на научную основу работу первых русских нефтеперерабатывающих заводов.

В конце 50-х годов XIX века барон Торнау предложил фабрикантам Губонину и Кокореву создать в Баку завод по производству фотогена (керосина). Получив согласие, Торнау пригласил известного немецкого химика Юстуса Либиха разработать технологию и выполнить заводской проект, который представлял бы собой завод для получения фотогена… «из твёрдых горючих ископаемых». Либих в качестве сырья использовал кир — пропитанные нефтью затвердевшие апшеронские пески, лежащие на поверхности земли. Аппаратуру привезли из Германии. Завод был сдан в эксплуатацию в 1861 году. Выход производимого на нём керосина был ничтожно мал. Кокорев и Губонин решили закрыть производство приносящее одни убытки, но прежде oбратились к химику Московского университета В. Е. Эйхлеру. Приехав в Баку, тот посоветовал выбросить импортную аппаратуру, отказаться от кира — перевести завод на переработку нефти. Кокорев так и сделал, и вскоре новое производство стало рентабельным.

Поверив в науку, предприниматель Кокорев пригласил в Баку самого Менделеева. Изучив на месте обстановку, Дмитрий Иванович дал Кокореву ценные советы, «с тем чтобы завод работал с барышом»:

1. Устроить от нефтяных колодцев к заводу и от завода к морю — на расстоянии всего верст в 30 — особые трубы для проведения нефти как на завод, так и на морские суда, в которые керосин и нефть должны поступать наливом, то есть в особые резервуары кораблей.

2. Учредить перевозку нефти по Каспийскому морю до Волжского перевала на шхунах с нефтеналивными резервуарами, а от Волжского перевала до Нижнего в баржах, где нефть должна помещаться наливом.

3. Устроить около Нижнего большой завод для переработки сырой нефти на разные продукты… затем, что в Центральной России можно найти хороший сбыт не только керосину, но и всяким другим нефтяным продуктам.

4. Для увеличения производительности завода Менделеев рекомендовал ввести процесс непрерывной перегонки нефти. Результат получился весьма эффективным. Издержки производства резко сократились, завод стал работать более прибыльно. Но главное, уже тогда учёный определил на научной основе комплексную модель нефтеперерабатывающего завода со всей его инфраструктурой. Эта модель остается неизменной и по сей день.

Начала совершенствоваться и нефтяная техника. Вместо колодцев стали бурить нефтяные скважины. Тем не менее бурение велось вслепую, без геологических данных, превращаясь в своего рода лотерею. Менделеев указывал властям и предпринимателям, что разработка должна вестись на основе научных данных. «Без светоча науки и с нефтью будут потемки» — это его выражение актуально и сегодня. Первыми услышали Менделеева нефтедобытчики. Именно в России, на предприятии братьев Нобелей, была введена совершенно новая должность геолога-нефтяника.

В результате своих исследований учёный дал нефтяной промышленности много ценного, например: принцип непрерывной дробленой перегонки нефти, ныне общепринятой; методы обработки и определения отдельных погонов; метод селективных растворителей и т.п.

Менделеев доказал, что остаток нефти после отгона бензина и керосина содержит превосходные смазочные масла. Благодаря этому на берегу Волги около Рыбинска появился завод смазочных масел.  Менделеев принимал участие в разработке технологий запущенного в 1879 году первого в России завода по производству машинных масел в посёлке Константиновский Ярославской губернии, который ныне носит его имя. Через десяток лет Россия, ввозившая раньше из-за границы на 100 тыс. рублей смазочные масла, сама начала вывозить новые масла на миллионы рублей.

«Где строить нефтеперерабатывающие заводы?»

В то время переработка нефти была сосредоточена в местах добычи нефти — в Баку и Грозном. В самые лучшие годы нефтеперегонные заводы, расположенные за пределами Кавказа, давали лишь 4% производства керосина в России. Между тем основными потребителями готовых нефтепродуктов были районы, удаленные от места перегонки на огромные расстояния. На долю только четырёх центральных губерний России — Московской, Владимирской, Петербургской и Саратовской — в 1900 году приходилось около 60% общего потребления нефтепродуктов в стране.

В 1891 г. вышла большая статья Менделеева «Где строить нефтяные заводы». Одним из обстоятельных обзоров о состоянии русской нефтяной промышленности является также его доклад министру государственного имущества России в 1886 г. «Бакинское нефтяное дело». В докладе он подвёл итог обсуждениям нефтяных вопросов.

Сегодня очевидна целесообразность сооружения заводов в районах активного спроса их продукции, но в начале XX века это ещё надо было доказывать.

«Наибольшее развитие промышленности достигается при возможном сближении производителей с потребителями, а потому заводы должны быть близ центров потребления, а не в центрах добычи сырого материала» — таков был общий тезис Менделеева.

Все свои доводы он подкреплял обстоятельными экономическими расчётами. В известной работе «Где строить нефтеперерабатывающие заводы?» Менделеев изложил принципы рационального размещения НПЗ:

«Ныне пришла настоящая пора устраивать заводы в Центральной России. Внутренние русские заводы будут давать и разнообразнейшие вещества и торговлю поведут правильную. А барыши всё же станут иметь хорошие, потому и будут в силах завести обширную заграничную торговлю нашими нефтяными товарами».

Одобряя инициативы отдельных предпринимателей, Менделеев критиковал роль монополий в нефтяном деле, отстаивая свободу конкуренции:

«Монополист не гарантирует ни благоразумного способа действия, ни успеха в сбыте нашей нефти за границей».

Своими мероприятиями Менделеев добился того, что русская нефтяная промышленность на время опередила американскую, но затем быстро отстала из-за отсутствия капиталовложений. Н.Д.Зелинский вспоминал:

«Он ясно видел, что только независимость экономическая есть независимость действительная».

Занимался Менделеев и исследованием углеводородов русской нефти. Он впервые обратил внимание на то, что бакинская нефть обладает большей плотностью по своему общему характеру отличается от американской неиспользованной нефти. В течение некоторого времени он сосредоточил своё внимание на тщательном фракционировании нефтяных углеводородов в особой, им сконструированной колонке.

Изучая нефтяные месторождения в районе Баку, учёный заявил о недопустимости использования нефти только как топлива. «Топить можно и ассигнациями», – писал он в одной из своих экономических статей.

Тщательно исследовав состав и свойства нефти, Менделеев разработал новые способы её переработки, сконструировал специальные аппараты для непрерывной перегонки нефти.

Учёный высказал мысль о целесообразности постройки нефтепроводов, специальных нефтеналивных судов и цистерн, а также идею об организации нефтеперерабатывающих заводов в верхнем и среднем течении Волги, на одном из которых, под Ярославлем, он сам работал в 1881 г. Можно с уверенностью сказать, что в 1881–1883 гг. Менделеев занимался главным образом вопросами переработки и использования нефти.

Исключительно большое значение Менделеев придавал всем видам топлива: углю, нефти, природным и промышленным газам. Он писал:

«Топливо и особенно каменный уголь в наше время составляют первейшее – после людей – условие всего промышленного развития всякой страны и всякой её части».

Роль Дмитрия Менделеева в развитии нефтяной промышленности России

Впервые в мировой науке и технике он указал на исключительное значение нефти как важнейшего химического сырья. Учёный тщательно исследовал состав и свойства нефти и получаемых в те годы нефтепродуктов.

Работая на заводах в Баку и под Ярославлем, он предложил новые способы переработки нефти и наиболее рациональный метод применения получаемых продуктов, причём не только настаивал на непрерывной перегонке нефти, но и предложил для этой цели аппаратуру и технологию.

В июле 1881 г., намечая свои дальнейшие исследования по нефти, Менделеев в своей записной книжке написал: «Провести через раскаленные трубы 300–400 градусов», т.е. он пришёл к выводу о возможности термической переработки нефти, что затем было осуществлено отечественными инженерами и учеными в виде термического крекинга. Ещё до этого, в 1877 г., он считал необходимым

«…разработать сведения о действии жара на тяжёлые масла нефти. Тогда они претерпевают изменения, и между продуктами, конечно, найдутся важные и полезные. Все эти дела потребуют хорошей научной разработки, особенно у нас, где нефть даёт много тяжёлых масел».

Менделеев выдвинул гипотезу о происхождении нефти. Сопоставив среднюю плотность Земли с плотностью поверхностных горных пород, он пришёл к выводу, что в глубинах Земли имеются огромные залежи железоникелевых сплавов, которые при высоких температурах образуют карбиды металлов. Эти раскаленные карбиды взаимодействуют с водой, проникшей к ним по трещинам, образуя углеводороды, составляющие нефть.

Менделеев резко возражал Л.Нобелю, который настаивал на нефтяном отоплении. Считая, что это совершенно непозволительная трата природных богатств, он писал:

«Под паровиками надо сжигать каменный уголь, а не сбиваться в сторону нефти. Есть, однако, негодные отбросы и низкие сорта нефти, дающие очень мало керосина и масел, – их довольно для топки на заводах и под паровиками пароходов и локомотивов».

Следует напомнить, что каждая тонна нефти даёт столько же химического сырья, сколько можно получить из 15 тонн бурого угля. Следует учесть, что в наши дни 70% используемой в мире энергии получают с помощью нефти и природного газа.

Несколько выступлений в 1882 г. Менделеев посвятил вопросу о применении в осветительных лампах вместо керосина более тяжелых нефтяных масел (солярового масла). Ещё ранее он настоятельно указывал на необходимость полного использования всех продуктов, получаемых при дробной разгонке сырой нефти.

В некоторых статьях Менделеев привёл примеры бессмысленного уничтожения нефтепромышленниками отдельных, не находящих сбыта погонов нефти, в частности огромных количеств бензина. Учёный полагал, что отечественная нефтяная промышленность может успешно конкурировать с американскими поставщиками керосина в Россию при условии удешевления добычи и переработки нефти с полным использованием всех полученных нефтепродуктов.

Одним из предложений Менделеева, основанным на экономических соображениях, было предложение о постройке большого нефтепровода Баку–Батуми. Цель предложения состояла не только в удешевлении транспортирования нефти к Чёрному морю, но прежде всего в стимулировании расширения добычи нефти на Апшеронском полуострове.

«С нефтепроводом спрос сырой нефти возрастает, и цены на неё урегулируются, потому что явятся новые места сбыта, а потому явятся и новые буровые в самом Баку и других местах Кавказа, чего и должно желать», – писал Менделеев.

Проекту постройки нефтепровода и керосинопровода Менделеев посвятил несколько статей. Он выступил со статьями по вопросам, связанным с развитием нефтепромышленности, в частности по вопросу о налоге на нефть, а также по таким вопросам, как безопасность керосина в пожарном отношении, экспорт русской нефти за границу и др.

Такова в кратких чертах деятельность Менделеева, связанная с нефтью и нефтяной промышленностью. Следует особо подчеркнуть, что, заботясь о развитии нефтяной промышленности в России, разъясняя выгоды технического улучшения добычи и переработки нефти, он отнюдь не служил капиталу, а наоборот, выступал против монополистов нефтяной промышленности по ряду принципиальных вопросов технического и экономического характера. Учёный рассматривал нефтяную проблему в целом с точки зрения национальных интересов России, боролся за реформы, которые могли бы повысить и национальный доход России, и благосостояние народа. В своих исследованиях, статьях и книгах, посвященных нефти и нефтяной промышленности, Менделеев стоял на передовых позициях учёного-патриота, полного забот о благе России, об улучшении жизни народа.

Сейчас в Тобольске, на родине Д.И.Менделеева, администрация и специалисты нефтехимического комбината решают вопросы по строительству нефтеперерабатывающего завода мощностью 4 млн тонн в год, планируется создание других химических производств с повышенной производственной мощностью. О значении Тобольска Дмитрий Иванович написал после посещения его в 1899 г.: «Тут исторически и самой природой скоплены судьбы всей Западной Сибири».