Текст книги "По горам и пустыням Средней Азии"

Автор книги: Николай Федоровский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 9 страниц)

Конкуренция газовой серы

Извлечение серы из газов стало одной из очередных задач химической промышленности, и задача эта была разрешена. В настоящий момент на одном из крупнейших медных заводов, на месторождении Блява по Самарско-Оренбургской ж. д. готовится к пуску установка для улавливания серных газов, которая даст сразу очень большие количества так называемой газовой серы. По всем подсчетам и предположениям эта сера экономически исключительно выгодна, так как здесь улавливаются отбросы производства и не затрачивается никаких средств на добычу руды.

Этот мощный конкурент, который через год-два выйдет на широкую арену серной промышленности, конечно, удерживает нас от затраты больших денег на создание очень крупного серного предприятия на месторождениях самородной серы. Однако, из этого не следует, что самородная сера не должна добываться.

Во-первых, в течение ближайших лет мы еще будем покрывать нашу потребность исключительно самородной серой, а, во-вторых, огромные пространства нашего Союза создают известные границы потребления серы в зависимости от стоимости ее перевозки.

Несомненно, что Средняя Азия, нуждающаяся в значительных количествах серного цвета для борьбы с вредителями садов и виноградников, будет сама по себе большим потребляющим центром. С другой стороны, возможно, что будет найден более дешевый способ выплавки серы из ее месторождений, который будет способен конкурировать с серой газовой.

Во всяком случае перспективы развития газовой серы заставили нас пока ориентироваться на выплавку, главным образом в Гаурдаке, серы по методу печей Жиля, т. е. наиболее дешевым и экономически выгодным способом.

Метод инженера Фраш

Дешевый метод добычи самородной серы был разработан американским инженером Фраш, около 40 лет тому назад.

В то время на мировом серном рынке господствовала Италия с ее богатейшими сицилийскими месторождениями. Америка производила интенсивные поиски на серу, но таких богатых месторождений, содержащих более 20% чистой серы, на ее территории не встречалось. Известно было, что в штате Луизиана при разведочном бурении на нефть натолкнулись на мощные залежи серной породы, расположенные на глубине 150—500 м. Добыча серы на такой глубине была значительно дороже итальянской, поэтому месторождение было заброшено. О затруднениях, связанных с добычей серы, услышал молодой инженер Герман Фраш, работавший по очистке нефти.

Ему пришла в голову блестящая идея: нельзя ли, пользуясь легкоплавкостью серы, расплавить ее в глубине земли водяным паром и расплавленную серу, как нефть, выгнать наверх, накачивая горячий воздух в скважину?

Для этого инженер Фраш применил следующий метод: он пробурил скважину до слоя, содержащего серу, потом пробурил всю серную рудную залежь. В это отверстие он впустил большую трубу, внутри которой находились еще две трубы меньшего размера. Между стенками труб оставались свободные кольцевые промежутки. В промежуток между внешней и средней трубами Фраш накачивал под давлением перегретую до 160 воду (точка плавления серы). Затем через внутреннюю трубу накачивался горячий воздух, который гнал расплавленную серу вверх через кольцевой промежуток между внутренней и средней трубами. Разница между добычей нефти путем применения накачивания в скважины газа или же под давлением естественных газов заключалась только в том, что серу предварительно нужно расплавить, что и достигалось введением в пласт через трубку перегретой горячей воды.

Рис. 25. Устройство труб для добычи серы.

Перегретая вода, накачиваемая по просвету между наружной и средней трубами, проникает через отверстие aв окружающую сероносную породу, расплавляя серу. Последняя через отверстие bвытекает в нижнюю овальную часть трубы. Нагретый воздух, вдуваемый под большим давлением через узкую центральную трубу, выжимает расплавленную серу наверх по просвету между средней и центральной трубами.

Вот как описывает Фраш свой первый опыт:

«Когда все было готово для производства первого опыта, который мог иметь или крупный успех или крупную неудачу, мы подняли давление пара в котлах и погнали перегретую воду в грунт…

«После того, как вода накачивалась в землю в течение 24 часов, я решил, что можно уже добыть серу.

Насос был пущен в ход, и увеличивающееся напряжение машины показывало, что работа идет. Машина шла медленнее, пар все поддавали, и вдруг рабочий у напорной трубы закричал во все горло: «Идет, идет!»

«На полированном стержне появилась жидкость; я вытер его и увидел, что палец мой покрыт серой. Через пять минут приемники были открыты, и красивые потоки золотистой жидкости потекли в приготовленные бочки…

«Когда все было закончено, я, оставшись наедине, наслаждался успехом. Я влез на кучу серы и уселся на самый верх ее.

Мне было приятно слышать слабый треск, вызываемый сжатием теплой серы, это казалось мне как бы приветствием, как бы свидетельством того, что я достиг цели.

«Особенно приятно это было еще и потому, что критика моего предложения со стороны технических журналов и всех тех, кто слышал о моих планах, была очень неблагоприятна. Хорошей иллюстрацией общественного мнения может служить замечание мальчугана, отвозившего меня на утро после опыта на станцию: «Действительно, вам удалось выкачать серу, но в это никто не верил, кроме старика-плотника, про которого говорят, что он полоумный».

Способ инженера Фраш оказался чрезвычайно эффективным, и появившаяся на рынке американская сера оказалась почти в два раза дешевле сицилийской и оттеснила ее на задний план. Таким образом технически остроумный и экономически выгодный метод значительно удешевил добычу и выплавку самородной серы.

Черная пасть

Загадка Кара-Богаз-Гола

В восточной части Каспийского моря находится обширный залив, известный под названием Кара-Богаз-Гол. Этот залив, имеющий площадь около 18 000  км ² , глубоко вдается в пески Туркменской ССР и представляет собой почти замкнутое озеро. Оно сообщается с морем чрезвычайно узким проливом, шириною 185  му всхода. Пролив как бы прорывает узкие песчаные косы, отделяющие Кара-Богаз-Гол от Каспийского моря.

Всякого, кто попадает на Кара-Богаз-Гол из моря через пролив, поражает прежде всего резкий контраст между зелеными волнами Каспия и свинцово-серыми водами Кара-Богаз-Гола. Путешественнику сразу становится понятным местное название Кара-Богаз-Гола Яджи-Дарья – в переводе «горько-соленая вода».

При проезде через пролив вас изумляет быстрое течение, до 1  мв секунду, с каким воды Каспийского моря несутся в залив. Это течение постоянно. Оно иногда меняет свою скорость в небольших пределах, но в течение столетий стремительным потоком несется в залив зеленая морская вода, а залив остается все тем же неглубоким водным пространством, нисколько не увеличивающимся и не заливающим окрестные берега. И всех удивляет загадка, куда же девается вода, поступающая из моря? У туркмен существует поверье, будто в средине озера имеется огромная дыра в глубину земли, куда уходит лишняя вода.

Рис. 26. КАРТА ЗАЛИВА КАРА-БОГАЗ-ГОЛ.

Второе, что поражает путешественника, это массовая гибель рыбы, часто буквально на глазах у наблюдателя. Целые косяки каспийской рыбы валяются на берегах, выброшенные волнами Кара-Богаз-Гола. Попадая из Каспийского моря, рыба не в состоянии жить в заливе. Иногда запах гниющей рыбы преследует вас на расстоянии десятков километров.

Кара-Богаз-Гол давно привлекал к себе внимание людей науки. Геологи, химики, географы, зоологи посещали и изучали этот загадочный залив. Геологи первые разъяснили, куда уходит вода, прибывающая из Каспийского моря. В самом деле 18 000  км ² водной поверхности залива глубоко врезаются в знойную, солнечную пустыню. Кара-Богаз-Гол, находясь на той же широте, как и Италия, нагреваемый таким же знойным солнцем, находится в пустыне, где очень редко выпадают дожди. Он представляет собой как бы гигантскую испарительную чашу. Вычисляя испарение воды залива, нашли, что солнце ежегодно как бы снимает с поверхности массу воды в метр глубиной, т. е. ежегодно залив становится мельче на один метр, и если бы не поступала вода из Каспийского моря, то за несколько сот лет Кара-Богаз-Гол превратился бы в сухое дно. Отсюда понятно и изменение цвета воды и гибель рыбы. Соленая вода моря, непрерывно испаряясь, дает большую концентрацию солей. По измерениям соленость воды залива в 20 раз превышает соленость Каспийского моря. Всякая жизнь гибнет в свинцово-серых водах Кара-Богаз-Гола.

По рассказам местных жителей издавна было известно, что на берегах Кара-Богаз-Гола иногда скопляются залежи какой-то странной соли, которая не может быть употреблена ни в пищу ни для какой либо другой цели. Однако, никогда никто из исследователей и просто путешественников не видал на берегах и следа соли, подтверждающего эти рассказы.

Неожиданное открытие экспедиции

В 1897 году нескольким членам научной экспедиции, исследовавшим Кара-Богаз-Гол, пришлось остаться на нем в зимние месяцы. Когда наступило похолодание, подули северо-восточные ветры, залив забурлил огромными волнами, далеко набегавшими на песчаные берега.

Однажды утром, проснувшись, исследователи увидели к своему величайшему удивлению, что часть берега покрыта густой белой массой наподобие снега. Эта масса оказалась выбросами соли. Но это не была обыкновенная соль, которая употребляется в пищу (хлористый натрий), это была соль другого состава: соединение натра, серы и кислорода, так называемый сернокислый натрий. В минералогии этот минерал называется мирабилит, от слова мирабилис, что значит удивительный.

Рис. 27. Глауберова соль на берегу Кара-Богаз-Голского залива.

Отдельные хорошо образованные кристаллы мирабилита встречаются редко. Обычно он известен в сплошных массах стеклянного блеска с белым цветом. Этот минерал известен также под названием глауберовой соли, применяемой в медицине при желудочных заболеваниях. Мирабилит представляет собой типичный химический осадок морских лагун и озер. Каждая молекула этой соли содержит 10 частиц воды, т. е. около 50% по весу от всей массы. Поэтому в химии его называют также десятиводным сернокислым натрием. Эти 10 частиц воды, входящие в состав мирабилита, имеют огромное значение для технологии. Дело в том, что безводный сульфат имеет большое применение в разнообразных отраслях промышленности, прежде всего в такой обширной и важной отрасли, как стекольная промышленность, где он может заменить соду из расчета 1,33 единиц сульфата взамен единицы соды. Кроме того, сульфат применяется в бумажно-целлюлозной промышленности при выработке бумажной массы, текстильной – при крашении и отделке хлопчатобумажных тканей, в кожевенной промышленности – при дублении кожи, а также при производстве синтетической синей краски – ультрамарина. По своему составу сульфат может быть использован для переработки его на соду, употребление же соды измеряется в мировой промышленности миллионами тонн. Содержащаяся в сульфате сера может быть точно так же получена попутно с производством соды.

Но на пути использования мирабилита стоит прежде всего вода, содержащаяся в нем. Во-первых, эта вода колоссально удорожает перевозку сульфата, так как перевозить из далекого Кара-Богаза материал, в котором находится 50% воды, это значит настолько удорожать производство, что сульфат становится невыгодным сырьем. Чтобы развернуть производство сульфата и соды на месте, точно так же нужно прежде всего поставить обезвоживание сульфата.

Химический комбинат в пустыне

Когда были открыты огромные выбросы мирабилита на побережье и образовался трест для использования этого своеобразного подарка природы, дело сначала велось совершенно примитивным образом. Сотни тысяч тонн сульфатов выбрасываются волнами Кара-Богаз-Гола в зимние месяцы. Эти выбросы объясняются свойством растворимости мирабилита в воде при температуре выше 10°. При обычной летней температуре, которая достигает иногда в заливе до 20 с лишним градусов, сульфат в растворенном состоянии находится в воде. Когда же в зимние месяцы температура понижается до 5°, мирабилит делается нерастворимым в этой холодной воде, садится на дно и выбрасывается волнами на берег. Этим объясняется тот факт, что никто никогда не находил раньше мирабилита, так как все экспедиции приезжали только летом. Выброшенные же за зиму сотни тысяч тонн сульфата весной теплыми волнами легко растворялись и смывались обратно в залив, и приезжающие летом путешественники, идя по берегу пустынного залива, не подозревали, что зимой на этом самом месте возвышались горы снежно-белого мирабилита.

Вся задача организовавшегося треста состояла в том, чтобы лопатами откинуть выброшенный за зиму мирабилит весной на такое расстояние от берега, где он лежал бы в безопасности от набегающих волн. Таким образом стоило лишь немножко поработать лопатами, и сотни тысяч тонн ценного минерала были к услугам промышленности.

Но, как мы видели, на пути к промышленному использованию мирабилита стоит содержащаяся в нем вода. Несколько лет тому назад Совнарком Союза объявил конкурс на лучший способ обезвоживания мирабилита. Но еще до того, как наши инженеры и техники дали разработанный метод, трест организовал примитивный и дешевый способ обезвоживания мирабилита на месте.

Мирабилит складывался вдоль берегов небольшими кучами. В течение бездождного лета минерал подвергается подогреву знойными солнечными лучами, нагреваясь до 70 и больше градусов и теряя при этом входящую в его состав воду. К концу лета белые кучи рассыпавшихся кристаллов, потерявших воду (подвергшихся обезвоживанию), в виде безводного сульфата лежат на берегу залива. Остановка только за тем, чтобы вывезти их оттуда, погрузив на плоскодонные суда, и, перегрузив на пароходы, отправить в потребляющие центры (Баку, Грозный, Ростов на Дону и др.).

Таким образом в течение ряда лет добыча сульфата велась лопатами, а обезвоживание – горячими лучами солнца, пока, наконец, не началось крупное промышленное строительство Кара-Богаз-Голского комбината. Строительство такого комбината шло в соответствии с указаниями В. И. Ленина, которым было отмечено: «Российская Советская Республика располагает гигантскими запасами руды (Урал), топлива (Западная Сибирь), каменного угля (центр – юго-восток) и сырьем для химической промышленности (Кара-Богаз) и т. д.».

Запасы мирабилита в Кара-Богаз-Голе огромны: равных им нет в мире. Их нужно считать миллиардами тонн, причем с каждым годом десятки миллионов тонн приносятся вновь и вновь из Каспийского моря. В Кара-Богаз-Голском заливе сосредоточены запасы химического сырья, которыми можно обеспечить весь мир на сотни лет. Попутно с добычей мирабилита можно получать в Кара-Богаз-Голе точно так же практически неограниченное количество поваренной соли и хлористого натрия.

Вот как рисуется схема возможного комплексного использования солей Кара-Богаз-Гола (см. рис. 27).

Кара-Богаз-Гол нашел своих горячих патриотов прежде всего проф. В. П. Ильинского, академика Н. С. Курнакова, осветивших своими работами процессы осаждения мирабилита и соли, указавших новые пути получения больших масс соли и мобилизовавших общественное мнение Союза вокруг Кара-Богаз-Голской проблемы. «Новый большой социалистический город на берегу пустынного залива раскинулся вокруг промыслов и заводов, добывающих и перерабатывающих мирабилит.

Промышленный комбинат явился новым культурным центром на заброшенном до тех пор восточном берегу Каспийского моря. Он располагает огромным флотом, армией рабочих, техников и инженеров, стремящимися дать промышленности Союза новое минеральное сырье, до сих пор бесплодно носившееся в волнах загадочного залива и покрывавшее его берега белоснежной каймой удивительного минерала – мирабилита.

Остров чудес

Нефть на Челекене

На остров Челекен мы выехали из Красноводска на небольшом паровом баркасе. Поездка должна была продолжаться всего несколько часов, однако, море было неспокойно. Сильный ветер вздымал высокие зеленые валы, и баркас нырял, совершенно скрываясь между громадными волнами. Приступы морской болезни охватывали одного за другим участников поездки. Невозмутимым оставался лишь седовласый геолог, старый, опытный путешественник Владимир Афанасьевич Обручев. Он спокойно покуривал трубку, вглядываясь в морскую даль. Еще несколько геологов крепились и не поддавались морской болезни.

– Челекен, Челекен! – радостно вскрикнул кто-то, указывая на небольшую темную полоску на горизонте.

Мы приближались к песчаному острову, где нет ни высоких гор, ни обрывов, ни ущелий, где стелются лишь бугристые пески и выходят на поверхность известняки и мергеля, не образующие ни высоких скал ни крутых возвышенностей.

Все ближе подходили мы к берегу. Уже виднелось небольшое здание на берегу. Это была водокачка, как объяснили нам знатоки острова. Уже вечерело, на берегу зажглись огни, и началась усиленная сигнализация между пароходом и пристанью.

«Знатоки» покачивали головами, глядя на бешеные волны, белой пеной обрамлявшие берег, но на вопросы спутников загадочно молчали. Загадка эта вскоре разрешилась. Машины парохода замолкли, прогремели якоря, и пароход стал на рейде.

Берег не принимал нас. Высадка была невозможна из-за волнения. На пароходе также заволновались.

– Сколько же времени мы проболтаемся здесь? Как долго продолжится шторм?

На все эти вопросы капитан недоуменно пожимал плечами. Положение было критическое. Если нас качало на пути, то вообразите, что происходило, когда наша мелководная посудина захлестывалась волнами, стоя на якоре! Болтушка была непереносимая. Валились и стонали самые крепкие. Из всей экскурсии осталось на ногах только двое.

Прошло несколько часов. Баркас напоминал собой транспорт с тяжело раненными. Все лежали неподвижно, распростершись, слышались стоны.

Но вот на берегу замелькали огни, матросы пробежали по палубе, заскрипели цепи якорей. Высадка была трудная. Большая деревянная пристань протянулась далеко в море. Пароход медленно приближался к ней. В то время как волны бросали его с размаху на берег, капитан давал задний ход. В недолгие моменты соприкосновения парохода и пристани необходимо было закрепиться. Целый ряд неудачных попыток. Часть пристани уже сбита в воду. Но, наконец, на оставшейся части нам удалось закрепиться и сойти по дрожащим и прыгающим мосткам на берег.

Рис. 28. На острове Челекен.

Все вздохнули свободно. Песчаная, безбрежная, унылая пустыня казалась радостным оазисом. Послышался рев верблюдов. Запряженные в повозки, они стояли, переминаясь с ноги на ногу, и поводили длинными шеями. Мы погрузили имущество и бодро зашагали к промысловому поселку.

Поздно ночью мы добрались до поселка, который лежал вблизи нефтяных промыслов на Челекене. Челекен известен был давно как нефтеносный остров. Еще в 1834 году путешественник Эйвальд писал:

«Источники нефти на Челекене многочисленны. Если считать все колодцы, дававшие в свое время нефть, то их набирается больше тысячи. Колодцы часто достигают глубины 20—30 саженей. Колодец Кара-Асетя существует будто бы больше 100 лет со среднесуточной добычей около 1 000 пудов».

Геологическое строение Челекена очень сложно. Можно представить себе его образование так: из глубин земной коры поднималась расплавленная магма. Она застыла, далеко не дойдя до поверхности. Под давлением снизу толща пород приподнялась и разбилась на огромное количество трещин.

Геологи сравнивают Челекен с разбитой тарелкой. Дно этой тарелки как бы выгнулось вверх и разбилось на мельчайшие куски.

Действительно, если посмотреть на карту строения острова, то ясно видна многочисленная сеть сбросов, сдвигов, трещин. Их количество на таком небольшом клочке земли удивительно. Такое строение, связанное с присутствием нефтеносных пластов, содействовало тому, что нефть, циркулируя в глубине по пластам песков, мергелей, известняков, выходила по трещинам на поверхность, пропитывала окружающие породы песков, глин, мергелей, образовывала нефтяные колодцы, из которых в старину добывалась нефть.

Рис. 29. Схема тектоники Челекена.

Челекенская нефть содержит очень много парафина; благодаря этому, изменяясь в течение тысячелетий, теряя летучие части, нефть превращалась в своеобразный минерал, очень похожий на чистый парафин и называемый горным воском.

Вместе с нефтью, а иногда и отдельно от нее, выходили на земную поверхность горячие воды, содержащие большое количество хлористого натра и железных солей. Возможно, что в глубине смешивались глубинные первозданные воды и газы, содержащие углекислоту и сернистый газ, с проникающей сверху по трещинам морской водой. Выходя на поверхность, эта смесь давала отложения разнообразных минералов и прежде всего углекислого кальция, типа мраморного оникса, который покрывает террасы в долинах, где выходят горячие источники.

Горячие воды, поднимаясь по трещинам, растворяли встречающиеся им по дороге вещества боковых пород, главным образом выщелачивая железо и глинозем из глинистых осадков. Сероводород, выделяясь на поверхность, частью улетал, частью осаждал блестящее сернистое железо и черные осадки гидратов железа.

На поверхности, благодаря соприкосновению с воздухом, образовались всевозможные окисные соли, отложения квасцов, отложения купороса; они покрыли выходы и обломки горных пород на пути источников. На самой поверхности острова выбросы нефти смешались с песком, загустели и затвердели на воздухе, образуя своеобразную темную асфальтовую породу, называемую «кир».

Подземные газы еще и теперь продолжают вырываться на поверхность, как это видно на озере Норсу-Гель, поверхность которого «кипит», выделяя огромное количество пузырьков газа.

Рис. 30. Горячая вода, бегущая из бывшей нефтяной скважины.

Эти процессы минералообразования обусловили собой нахождение на Челекене четырех видов минеральных богатств: нефти, природных железистых красок, соли и озокерита.

Отсюда как будто происходит и название острова. «Чааркан» по-ирански означает «четыре рудника».

После этого краткого вступления мы отправились осматривать нефтяной и озокеритовый промысла.

Нефти добывается на Челекене сравнительно немного. По всей видимости, те нефтеносные пласты, которые залегают на глубине от 50—200  м, в значительной мере истощены прежней добычей. Бурение же на глубину до 500  ми больше дало пока только источники горячих вод. Поэтому челекенские промысла мало интересны в смысле ближайших перспектив. Добыча ведется крайне примитивно. До сих пор работают желонкой (удлиненный в виде челнока сосуд, которым черпают нефть снизу, из глубины). Кроме этого, однако, ведется добыча с применением давления газов. Ставится соответствующий насос, крепко запирается в скважине естественный газ, под давлением которого начинает поступать наружу выдавливаемая им из глубины нефть.

На Челекене нет совершенно пресной воды, и вся питьевая вода получается из морской через опреснители.