В 1930-е годы из анилина, который производят из нитробензола, были получены первые антимикробные препараты – сульфаниламиды: сульфидин, стрептоцид, сульфадимезин. Они произвели настоящую революцию в лечении заболеваний, вызванных микроорганизмами.
Из продуктов нефтехимии производят косметические карандаши, тени для век, лаки для ногтей
Различные производные нефти используют в препаратах, помогающих людям избавиться от аллергии, головной боли, нервного стресса или инфекционных заболеваний. Эфиры и спирты часто применяются для производства антибиотиков. В настоящее время ведутся испытания пластмассового протеза лёгких.
Из продуктов нефтехимии производят косметические карандаши, тени для век, различные красители, лаки для ногтей, всевозможные украшения, бижутерию. Наконец, большая часть ароматов для парфюма, без которого современная женщина практически не мыслит себя, синтезируются из продуктов нефтехимии.
При переработке 1 барреля нефти (159 л) объём нефти увеличивается на 9 л (до 168 л). Из этого количества сырья производят:
✓ бензина – 102 л;
✓ дизельного топлива – 30 л;
✓ авиационного бензина – 25 л;
✓ газа после перегонки – 11 л;
✓ кокса – 10 л;
✓ мазута – 5,6 л;
✓ сжиженного газа – 4,5 л;
✓ древесного угля – 1,5 кг;
✓ газа пропан – 12 баллонов;
✓ моторного масла – 1 л.
Тёмные продукты нефтепереработки
Тёмные – общее название всех типов мазутов и дистиллятных масел. К этой категории также относятся битум, гудрон и вакуумный газойль, то есть продукты нефтепереработки, состоящие из тяжёлых остатков фракционирования нефти. Как следует из названия, все они имеют тёмный цвет. Чем они различаются и как их производят?
Название вещества происходит от латинского bitũmen – горная смола. Так с древних времён называют твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных.
В Мехргархе, ныне это город в Пакистане, археологи в середине 1970-х годов нашли корзину для хранения урожая. Она была промазана битумом. Выяснилось, что корзина эта относится к пятому тысячелетию до нашей эры и принадлежит цивилизации долины Инда, предку Хараппской цивилизации. В третьем тысячелетии до нашей эры в этом регионе использовался очищенный каменный асфальт, например для гидроизоляции Большой бани в Мохенджо-Даро.
Уже 5000 лет назад шумеры, жившие в междуречье Тигра и Евфрата, использовали битум как вяжущее и уплотнительное вещество. Они собирали природный битум, который образуется в местах естественного выхода нефти на поверхность. Со временем из нефти испаряются лёгкие углеводороды, выделяется газ и остаются тяжёлые нефтяные фракции, которые естественным образом окисляются. И тогда образуется озеро природного битума.
В те древние времена на поверхности Мёртвого моря часто встречались большие куски битума.
Район Междуречья – это пустыни и полупустыни, где мало природных строительных материалов (камня, дерева). Поэтому шумеры делали подобие современных кирпичей из смеси песка, глины, гравия и на треть битума. Он хорошо связывал все сыпучие фракции, и благодаря битуму такие кирпичи обладали гидроизоляционными свойствами и не пропускали воду.
К середине II тысячелетия до нашей эры на смену государству шумеров в Междуречье пришла усилившаяся Вавилонская империя. Использование природного битума для строительства и гидроизоляции продолжилось. Мало того, от вавилонян эти знания передались и соседям по Ближнему Востоку и Малой Азии: ассирийцам, мидийцам, хетам, аккадцам.
Битум в вавилонских и ассирийских городах применялся не только в производстве кирпичей, но и при строительстве дорог. Поверх битума укладывались булыжники и камни или на грунт укладывалась смесь битума и песка. Битум также применялся при постройке каналов, оросительных систем, укрепления берегов рек и создания искусственных водоемов.
Во времена царицы Семирамиды был построен тоннель под Евфратом длиной 929 метров, чтобы соединить две части города Вавилон в старой Месопотамии. Археологи считают, что он был построен между 2180 и 2160 годами до нашей эры.
Строительство началось с сооружения временной дамбы через Евфрат и производилось проходкой открытым способом. Он был 3,7 м в высоту и 4,6 м в ширину. Предполагается, что его использовали пешеходы и колесницы, запряженные лошадьми. С одной стороны он выходил к храму Мардука, а с другой стороны реки – к царскому дворцу. Предположительно, он был обложен кирпичом и промазан битумом для гидроизоляции.
Самое же известное сооружение, в строительстве которого использовался битум, – легендарные висячие сады Семирамиды. Жена Навуходоносора II тосковала по природе родных краев, ей было неуютно в пыльном и полупустынном Междуречье. И тогда царь Вавилонии решил перенести природу Мидии к себе во дворец, чтобы отвлечь и развлечь царицу.
Для этого между стенами дворца было сооружено несколько громадных ступеней – платформ. Некоторые историки пишут, что платформ было 4, другие говорят про 7. На эти ступени насыпали землю, получилось несколько ярусов, нависающих друг над другом. Затем к ним провели воду. Посадили цветы, кустарники, деревья, причем многие из растений привезли издалека.
Чтобы обеспечить полив садов, требовалось постоянно подавать огромное количество воды. Поэтому были устроены каналы, желоба, лотки, трубы, и все это нужно было герметизировать, чтобы вода дошла до места назначения. И единственный материал, который был для этого пригоден и известен вавилонянам, – природный битум.
Когда на смену Вавилону пришла Персидская империя, использование битума продолжилось. Персы и торговали, и воевали с греками, греки возводили города в Малой Азии, на побережье Средиземного моря и, соответственно, перенимали опыт применения битума.
Затем на ближний Восток и в Малую Азию пришли римские легионы. Они открыли новые месторождения нефти, выступавшей на поверхность, и природного битума, который стал завозиться на европейский континент.
В Египте и Вавилонии битумом покрывали полы домов и амбаров для защиты от влаги и мышей. Из него делали сосуды, скульптуры и даже скрепляли драгоценные камни в украшениях.
По составу битумы условно подразделяются на несколько классов: мальты, асфальты, асфальтены, кериты, озокериты, гуминокериты, антраксолиты, нафтиды, нафтоиды.
В Египте и Вавилонии из битума делали сосуды, скульптуры и даже скрепляли драгоценные камни в украшениях
Когда нефть выходит на поверхность земли, она окисляется. Уходит газ, затекает вода. Повышаются плотность, вязкость нефти, изменяется её состав. Нефть превращается в мальту и асфальтовые битумы, которые заполняют трещины или образуют кировые покровы на поверхности.
Мальты представляют собой густую чёрную нефть, пахнущую сероводородом, обычно с высоким содержанием серы (до 9 %).
Когда лёгкие, метановые и нафтеновые нефти изливаются на поверхность, подвергаются выветриванию и окислению на воздухе, образуются киры (кериты).
Асфальты являются более глубоко измененным продуктом окисления нефти. Это вязкое, эластичное вещество тёмного цвета с температурой плавления до 100 °С. Могут быть жидкими («озёра») или в виде асфальтоносных пластов.
Нефть может разделяться при перемещении по порам и трещинам с изменением температуры и давления. При этом происходит выделение газа и лёгких углеводородов. В результате раствор становится перенасыщенным, и твердые углеводороды выпадают из него, заполняют поры или трещины. Постепенно смолистые и асфальтеновые компоненты теряют подвижность, оседают в пласте, образуя высоковязкие смолисто-асфальтеновые нефти. Сюда же относятся озокериты.
Асфальтиты отличаются от асфальтов твердостью, хрупкостью, тугоплавкостью.
Озокериты представляют собой воскообразное вещество от мазеобразной до плотной консистенции. Цвет их от коричневого до тёмно-зелёного и чёрного в зависимости от содержания асфальтово-смолистых веществ. Он образуется в результате выпадения незначительной части парафина при снижении температуры в процессе дегазации нефти.
Кериты по внешнему виду и физическим свойствам похожи на каменные угли.
Битум является аморфным веществом, то есть в твёрдом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 году профессор Квинслендского университета Томас Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент подтвердил его теорию – первая капля упала через восемь лет. Специалисты университета продолжали наблюдения и после смерти учёного, установив за 80 лет, что битум истекает по одной капле каждые девять лет.
Есть и искусственные (технические) битумы. Это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу близки с природными битумами. Чтобы улучшить качество нефтяного битума, в гудроны и тяжёлые остатки переработки мазута добавляют до 30 % других продуктов. Без добавок вяжущие компоненты становятся хрупкими и теряют эластичность. Современные битумные материалы – полимерно-битумные вяжущие – производятся на основе обычных битумов с добавлением полимеров типа СБС (стирол-бутадиен-стирол) и пластификатора. По сравнению с традиционными продуктами они обладают повышенной сопротивляемостью к деформации, лучше себя ведут при высоких и низких температурах, более долговечны.
В наши дни природный битум добывается и на месторождениях. Они есть во многих странах, больше всего запасы битума в Канаде, Казахстане, России и Венесуэле. Природные твердые битумы образуют скопления: пластовые, жильные (трещинные), покровные и рассеянные.
Крупнейшее месторождение твёрдого битума – Канадский асфальтовый пояс на юго-западном склоне Канадского щита. Здесь имеется знаменитое месторождение Атабаска, несколько других гигантов: Коулд-Лейк, Вабаска, Пис-Ривер и другие.
Есть такие месторождения и в Венесуэле в бассейне нижнего течения реки Ориноко. К северу от них расположены нефтяные месторождения.