Фото: arsu.kz
Химия — наука, изучающая свойства, состав, структуру и превращения веществ. Наверняка каждый, кто учился в школе, знает Периодическую таблицу Менделеева. Как и любая другая наука, химия делится на отрасли. Среди них есть агрохимия, неорганическая химия, органическая химия. Сегодня мы решили познакомиться с нефтехимией. Об этом рассказал доктор нефтяной инженерии и независимый консультант Марат Сагындыков.
– Марат, для начала, расскажите, пожалуйста, кратко о нефтехимии. Что изучает нефтехимия в целом и какие отрасли к ней относятся?
– Нефтехимия имеет огромное значение в жизни человечества. Если говорить о нефтехимии, то сегодня цвет освещения вокруг нас, пластик, которым он покрыт, микрофон – все это можно считать продуктом нефтехимии. Если говорить конкретно, то из нефтехимии мы производим полимеры, удобрения, новые химикаты для агрохимии, различные красители, химикаты для покраски полов, автомобилей, химические вещества для рисования, синтетические масла, химические волокна. Мы производим резину, используемую в производстве одежды, и другую бытовую химию. Поэтому сегодня все люди в нашей жизни используют нефтехимию и ее продукцию.
– То есть, вся эта продукция, о которой вы упомянули, изготавливается из нефти. Поэтому эта химия и называется нефтехимией, верно?
– Да, поэтому и называется нефтехимией.
– Говорят, что состав нефти очень сложен. Расскажите об этом?
– Нефть имеет общую химическую формулу. Это обозначается латинскими буквами СН, где С – углерод, Н – водород. Углеводород называется. Самая общая, самая легкая форма – это СН4, называется метан. Это газ, он самый легкий, потому что атом углерода один. Да, поэтому по мере увеличения атома и массы, увеличения плотности, он становится жидким и твердым. Мы все знаем, например, что вода при температуре выше 100 градусов становится газом. В комнатных условиях она жидкая. При холодной погоде она превращается в лед, становится твердой, и точно так же нефть встречается в газообразном, жидком и твердом виде. Это зависит от состава, а также от внешних условий.
– Когда мы говорим о нефти, перед глазами встают огромные буровые установки в поле. Как вообще добывают нефть?
– Нефть, да, вы правы, добывается через скважины. Люди знали о существовании нефти с давних времен. С древних времен, но добыча нефти в больших масштабах началась примерно в последние 1,5-2,5 века. Особенно за последние 60-70 лет можно говорить о революции, которую принесла нефть. Изначально самым легким видом нефти было то, что выходило на поверхность земли. Древние греки брали нефть, выходившую на поверхность, и использовали ее для разведения факелов, в темноте, использовали в военных целях. Затем, когда технологии развивались, все изменилось. Есть месторождения, где нефть добывают, как уголь, шахтным способом. Но наиболее распространенный в мире способ – это бурение скважин. Скважину можно назвать геотехническим сооружением, она бурится под землей. Это строительство, и через нее мы добываем нефть.
– Какова примерная глубина самых глубоких скважин в километрах?
– Глубина больших скважин может превышать десять тысяч метров, это можно назвать тысячами километров, мы знаем. Например, Тянь-Шань находится на высоте около 6000-7000 метров, такие скважины бурят и глубже 10 тысяч метров. Но в среднем в Казахстане нефтяные скважины начинаются от 300 метров. Они уходят до 2, 3, 4, 5 тысяч метров. Например, Кашаган – наше очень известное месторождение, месторождение, на которое возлагаются большие надежды современного Казахстана. Месторождение, которое увеличивает добычу нефти, на этом месторождении, например, глубина составляет 4,5-5000 метров. А сегодня наши месторождения, разрабатываемые еще с советских времен, такие как Узень, Каламкас, находятся в пределах 700-1500 метров. Если брать в целом, то 700 метров можно считать близко к поверхности земли.
– А есть ли в Казахстане месторождения нефти, выходящей на поверхность земли?
– На поверхность земли, я точно не знаю, но думаю, что должны быть. Потому что это встречается во всем мире, везде. Потому что это называется самой легкой нефтью. Чем глубже, тем сложнее нефть. Мы говорим, как уже упоминалось, что нефтяной отрасли около 2 веков, за это время, за последние 60-70 лет мы приложили много усилий и увеличили добычу нефти, тогда время легкой нефти закончилось. Сегодня пришло время тяжелой нефти.
– А что такое тяжелая нефть?
– Тяжелая нефть – это нефть, которая добывается с трудом. Это глубокая нефть. Ее химические и физические свойства низкие, например, она не легкая, а тяжелая, плотность высокая. Чем выше плотность, тем выше ее вязкость. Вязкость, например, перед нами стоит восточный мед. Если посмотреть, он течет с трудом, а перед нами стоит наш чай, он течет легко. Чем труднее она течет, тем труднее ее добыть на поверхность и транспортировать. Требуется дополнительная энергия. Поэтому она считается тяжелой нефтью, нефтью, добываемой с трудом. Сегодня время легкой нефти прошло. Сейчас время тяжелой нефти, поэтому она обходится дорого.
Потому что, во-первых, это дорого обходится предприятию. Предприятие платит налоги с этого. Поэтому это приводит к уменьшению налогов для правительства. Например, инвесторы не хотят вкладывать деньги в разработку месторождений с очень сложными геологическими условиями и низким качеством нефти. Потому что из-за отсутствия экономической рентабельности никто не инвестирует. Поэтому для добычи сложной нефти должны развиваться технологии. Со временем способы добычи нефти, пути добычи, экономическая рентабельность становятся все сложнее.
– Марат, вы упомянули состав нефти. Сказали, что она тяжелая. Также мы знаем из СМИ, что в составе казахстанской нефти много серы. Расскажите, пожалуйста, о химическом составе нашей казахстанской нефти?
– Наша нефть сильно различается от месторождения к месторождению. Крупнейшие месторождения Казахстана – Карачаганак, Кашаган, затем Тенгизское месторождение. Месторождения, открытые за последние 20 лет, вводятся в промышленную разработку в последние 10-15 лет. В них очень много серы. Это называется H2S, это газ, сероводород. В составе этих месторождений его очень много, такие у них свойства. А в других, например, в старых месторождениях, как уже упоминалось, Узень, Каламкас, Каражамбас, которые разрабатываются в Казахстане с советских времен, таких проблем нет, серы там нет. На Кашагане, Тенгизе, Карачаганаке серы очень много.
– Марат, какой процесс проходит при добыче нефти, в том числе при удалении серы и других примесей, чтобы получить из нее продукцию, используемую в обществе?
– Наша основная цель при добыче – это углеводороды, а остальное – это сера. Есть и другие газы, например, СО2. Это ненужные нам продукты. Но поскольку они выходят вместе с нефтью, ничего не поделаешь, с ними нужно что-то делать. Наша основная цель – получить углеводороды. Да, из этих углеводородов, в том числе из легких газов, метана, этана, пропана, мы производим полипропилен. Получаем легкие химические соединения. Из этих соединений мы производим различные полимеры.
– А на какой стадии получается бензин?
– Бензин получается на средней стадии, затем идут немного более тяжелые фракции. Самая легкая фракция – Н4, 2, 3, 8. Выше, середина С7 – это жидкость, это считается углеводородом. Бензин, который мы заливаем в машины, получается в этом диапазоне. Ниже, самое низ