Альтернативное горючее для Арктики, или краткая история завода «Богхед» в пос. Тикси Якутской АССР (1941–1953 гг.)

Сегодня память о заводе «Богхед» практически исчезла. Сохранившееся здание цеха дистилляции привлекает местных мальчишек своей таинственностью, а среди тиксинцев гуляют предания о том, как во время войны американцы построили для Советского Союза этот завод. Однако есть надежда, что его опыт будет востребован, поскольку в Якутии прорабатывается идея создания на базе Таймылырского месторождения горнопромышленного кластера по добыче и переработке местных углей. В статье лишь приоткрыта история завода «Богхед», которая нуждается в более тщательном изучении и более глубоком анализе.

 

Затронутые в течение 20-х годов XX века в журнале «Нефтяное хозяйство» (до 1925 г. «Нефтяное и сланцевое хозяйство») проблемы производства искусственного жидкого топлива (ИЖТ) из твердых каустобиолитов (в современной классификации – технологии «coal to liquid», или CTL) получили особую актуальность в предвоенные годы. В то время снабжение восточных районов страны топливом значительно усложнилось из-за роста спроса на горюче-смазочные материалы (ГСМ), обусловленного активной механизацией экономики, значительных расстояний и перегрузки основных видов магистрального транспорта. Предпринятые поисково-разведочные работы на нефть в Сибири, на Дальнем Востоке и в Арктике пока значительных открытий не принесли, а нефтепромыслы Сахалина не могли полностью обеспечить потребности этих регионов. С началом Великой Отечественной войны положение только усугубилось, поскольку к трудностям логистики добавились более существенные – нехватка самих нефтепродуктов. Между тем еще в 1939 г. на XVIII съезде ВКП(б) четко была поставлена задача: «Создать промышленность искусственного жидкого топлива на основе гидрирования твердого топлива, в первую очередь на Востоке, а также синтеза жидкого топлива из газа». В 1940 г. суммарная потребность арктических районов в ГСМ составляла 9 тыс. т.

Летом 1940 г. в Москву в пирогенетическую лабораторию Всесоюзного НИИ газа и ИЖТ (ВНИГИ; руководитель лаборатории – Г.Н. Безрадецкий) доставили 200 кг богхеда (разновидность сапропелевого угля). Его залежи в нижнем течении р. Оленек (Якутия) в 1874 г. обнаружил геолог А.Л. Чекановский, а в 1938–1939 гг. Оленекская геолого-поисковая экспедиция Всесоюзного арктического института (с 1939 г. – Арктический НИИ, АНИИ) под руководством Д.С. Гантмана подтвердила это давнее открытие.

Лабораторные исследования ВНИГИ по полукоксованию и растворению показали «полную пригодность» оленекского богхеда для получения ИЖТ. Лабораторный выход смолы при полукоксовании на реторте Фишера составлял 72–74 % массы сырья, что делало этот вид богхеда уникальным. Данные разгонки смолы были следующими: выход бензиновых фракций – 16,1 %, керосиновых – 21,9 %, масляных – 34,9 %, остатки – 26,4 %, потери – 0,7 %. По заключению специалистов по фракционному составу эта смола могла быть сравниваема с лучшими грозненскими нефтями. Для переработки оленекского богхеда ВНИГИ рекомендовал вращающиеся горизонтальные цилиндрические печи типа Тиссена, KGS, Давидсона и др.

11 августа 1941 г. сотрудник экономического отдела АНИИ К.Г. Кондаков подготовил записку «Об использовании оленекских богхедов (предварительные соображения)», в которой обосновал получение из них ИЖТ и наметил основные технические пути для этого. Вскоре его предложения одобрили, было решено начать подготовку к проектированию завода. Установка была следующей: «не предусматривать в проекте такой аппаратуры, которая еще не испытана в промышленных условиях, ибо опыты производить в условиях Арктики нежелательно, а в данное время недопустимо». Из трех рассматривавшихся технологий CTL – гидрогенизации, растворения (с последующим крекингом смолы) и полукоксования, из-за простоты необходимого оборудования было выбрано полукоксование.

С 28 августа по 2 сентября 1941 г. К.Г. Кондаков и механик Горно-геологического управления (ГГУ) Главсевморпути В.В. Босенко работали в г. Кемерово, где провели встречи с руководителями и ведущими специалистами Главнефтегаза Наркомнефти СССР и Кемеровского опытного гидрогенизационного завода (КОГЗ). Под руководством бывшего директора КОГЗ С.И. Кичигина был собран временный проектный коллектив из 40 специалистов (включая Г.Н. Безрадецкого из ВНИГИ). Главным инженером проекта стал заместитель главного инженера КОГЗ Н.С. Везеницин, экспертами – главный инженер КОГЗ А.И. Палант, профессор С.Н. Обрядчиков и и.о. директора ВНИГИ И.Б. Рапопорт.

Приказом № Р-30 от 21 октября 1941 г. по Главсевморпути для рассмотрения проектных материалов была создана ведомственная техническая комиссия. Она разработала «Задание на составление технического проекта полукоксовой опытной установки по получению синтетической нефти из оленекских богхедов и на разработку рабочих чертежей оборудования установки» (далее Задание). Документ предписывал: спроектировать опытную установку для получения 4 тыс. т/год первичной смолы и газового бензина в объеме 1,5 % массы смолы. Технологическая схема должна была включать лишь полукоксование, конденсацию смолы и улавливание газового бензина. Образцом для печи должна была служить вращающаяся реторта КОГЗ, используемая для полукоксования шламов от гидрогенизации. Печь для производства 3 тыс. т/год смолы необходимо было строить заново, а другую, на 1 тыс. т/год, а также скрубберы, эксгаустеры, холодильники – перенести с КОГЗ. Местом строительства будущего завода было определено Чарчыкское месторождение богхедов, но без привязки к месту. 10 ноября 1941 г. Коллегия Главсевморпути утвердила Задание и дала официальный старт проектированию.

29 декабря 1941 г. состоялось совещание заказчика, проектировщиков и экспертов, на котором были доложены результаты и скорректировано Задание. Товарными продуктами определены: бензин, дизельное топливо и мазут. К тому моменту выяснилось низкое октановое число газового бензина, в связи с чем он не подходил для авиации, но было решено использовать его для улучшения пусковых свойств автомобильного бензина. Все проектные документы должны были быть оформлены к 1 февраля 1942 г., поскольку завод намечалось построить к концу года.

22 января 1942 г. совещание АНИИ и ГГУ Главсевморпути утвердило новый вариант технологической схемы. Теперь она включала: 1) углеподготовку, 2) полукоксование, 3) конденсацию смолы, 4) конденсацию газового бензина, 5) разгонку смолы на бензин, дизельное топливо и тяжелый мазут, 6) очистку и ректификацию бензина и дизельного топлива, 7) склады. Месторасположение завода переносилось от месторождения к берегу р. Оленек. По данным проекта: мощность завода по богхеду – 8176 т/год, выход продукции от массы сырья: бензина – 7,9 %, или 646 т/год, дизельной фракции – 15,7 %, или 1280 т/год, мазута – 19,6 %, или 1600 т/год, полимеров – 2,2 %, или 185 т/год, фенолов – 1,7 %, или 141 т/год, «прочие остатки» – 0,2 %, или 17 т/год. Итого жидких продуктов – 47,3 %, или 3869 т/год, а также полукокса – 27,5 %, или 2251 т/год, швель-газа – 9,8 %, или 801 т/год, воды и потерь – 15,4 %, или 1255 т/год [6, л. 27].

15 февраля 1942 г. проектирование было завершено. Однако правительство не спешило одобрять строительство. Официальный старт ему был дан лишь через год – 6 марта 1943 г. В тот день вышло постановление СНК СССР № 252-87с «О строительстве малых полукоксовых установок для получения жидкого горючего». Будущий завод стал частью государственной программы «нефтезамещения»: около 90 полукоксовых установок должны были строить различные хозяйственные наркоматы. Главсевморпути предписывалось закончить строительство установки по переработке оленекских богхедов методом полукоксования с годовым выпуском 700 т автомобильного бензина, 1300 т дизельного топлива и 2000 т мазута в IV кв. 1943 г.

Приказом начальника Главсевморпути И.Д. Папанина от 18 января 1943 г. местом строительства завода определялся пос. Тикси. Там, по предварительной оценке проектировщиков, оно обходилось в 3,7 млн руб., а на р. Оленек – в 5,5 млн руб. (по другим данным – 5,7 млн руб.). В своем заключении комиссия, работавшая на месте, отмечала: «Тикси имеет организованное хозяйство, большой порт, поселок, имеется водопровод, мощная электростанция и строительная организация». Отведенная для строительства завода площадка занимала около 6 га.

18 марта 1943 г. И.Д. Папанин издал приказ № Р-59 «Об организации экспедиционного строительства завода по переработке оленекских богхедов на жидкое топливо». Директором, главным инженером и начальником строительства будущего завода, получившего название «Богхед», был назначен Н.С. Везеницин, его заместителем – К.Г. Кондаков. Новый срок окончания строительства определялся 1 мая 1944 г.

С августа 1943 г. в Тикси группами прибывали рабочие из г. Москвы, Якутска и Иркутска (68 человек), доставлялись строительные материалы, оборудование, инструменты. С 30 августа там работали руководители завода, которые уточняли проект и вели его привязку к местности, а 8 октября на заводскую площадку вышли строители.

Строительство шло тяжело. По выражению Н.С. Везеницина, «снабжение строительства в 1943, а следовательно и в 1944 г. до начала навигации было фактически почти сорвано». К сожалению, часто грузы прибывали некомплектные или не прибывали вовсе. Главная трудность была связана с доставкой основных технологических узлов. По проекту часть оборудования должен был дать КОГЗ, но этого не произошло, и Главсевморпути пришлось искать производителей при острой нехватке металла и загруженности машиностроительных заводов оборонной продукцией. Вентиляторы, эксгаустер, конвейер, элеватор ждали по лендлизу. Вращающиеся горизонтальные реторты Давидсона и ректификационные колонны были заказаны на Мурманском судоремонтном заводе, но его загрузка «оборонкой» только росла, и, вероятно, по этой причине руководством Главсевморпути данный заказ был снят. И.Д. Папанин предложил дирекции завода «Богхед» «разработать и изготовить на месте новый тип печей». Таким образом, один из основных узлов пришлось делать кустарным способом.

С апреля 1944 г. до конца 1946 г. испытывались различные модели подовых и камерных печей и вариантов шихты. После экспериментов, проводимых параллельно со строительством, была разработана и собрана из простых канализационных труб вертикальная реторта, показавшая, по оценке НТС Главгазтоппрома, «вполне удовлетворительный результат».

К концу строительства печной цех состоял из трех блоков однотипных печей непрерывного действия: первый блок – две реторты, второй – четыре и третий – шесть. Каждая реторта представляла собой вертикальный, обогреваемый снаружи металлический цилиндр диаметром 10–12 и длиной 3,0–3,5 м с внутренним вращающимся газоотсосом диаметром 6–6,5, верхней загрузкой сырья и нижней выгрузкой полукокса, заключенный в кирпичный колодец. Сырьем сначала являлся чистый богхед, затем шихта, состоящая из 75 % богхеда и 25 % полукокса (или сангарского угля). К сожалению, основную идею – взаимное вращение внешней трубы и внутреннего газоотсоса, избавлявшее реторту от закоксования, из-за ограниченности материалов реализовать не удалось. Вследствие этого через каждые 5–6 сут работы печи должны были останавливаться на чистку, а через 2–3 мес их приходилось полностью менять из-за прогара. Простои, обусловленные частыми остановками, превышали 50 % календарного времени.

Цех дистилляции был оборудован трубчатой печью конвекционного типа производительностью 800–1000 кг/ч, двумя ректификационными колоннами насадочного типа, работающими последовательно с одновременным отбором мазута, сырой дизельной фракции и сырого бензина. На второй колонне проводилась ректификация дизельной фракции, а в специальном кубе с паровым обогревом – ректификация бензина. Сырые продукты очищались щелочью и серной кислотой в мешалках периодического действия.

Обеспечение других технологических цехов также было осложнено. Трубчатую печь и литые детали изготовляли на Архангельской судоверфи и судостроительном заводе № 402 (будущий «Севмаш»), а аппаратуру для конденсации и частично для цеха дистилляции – на Качугской судоверфи. Однако судно, доставлявшее оборудование из Архангельска, было затоплено немецкой субмариной, что также отразилось на сроках и качестве строительства. Кроме того, из-за отсутствия масляных насосов для скрубберов на заводе не смогли наладить отбор газового бензина.

Строительство завода «Богхед» осуществлялось до 1948 г. В связи с планами расширения завода по решению Совета Министров СССР от 3 января 1947 г. смета завода была пересчитана и утверждена приказом начальника Главсевморпути от 13 февраля 1947 г. в сумме 30 млн руб. На 1 августа 1948 г. было выполнено работ на сумму 18 млн руб., или 60 % сметной стоимости.

С 1945 г. стали вступать в эксплуатацию вспомогательные цеха, а 12 мая 1947 г. коллегия Главсевморпути приняла решение о запуске технологических цехов в IV кв. 1947 г. На 1948 г. заводу был поставлен план на полную мощность установки: переработать 8000 т шихты и 3250 т смолы, выработать 474 т бензина, 975 т дизельного топлива, 1227 т мазута и 397 т полимеров – всего 3083 т, в том числе светлых нефтепродуктов – 1459 т. К сожалению, третий (6-ретортный) блок печей, который должен был вступить в эксплуатацию 1 января 1948 г., заработал лишь с 1 сентября 1948 г. («ввиду постоянных исканий лучших способов переработки богхеда происходят конструктивные изменения в оборудовании»).

За полгода был освоен технологический режим. Уже в начале 1948 г. заводской автотранспорт стал заправляться бензином и дизельным топливом, произведенными в Арктике, в мае 1948 г. бензин стали отпускать другим организациям Тикси. В основном он соответствовал ГОСТ на нефтяной автомобильный бензин (не хватало пусковых фракций, которые можно было восполнить добавкой газбензина). Топочный мазут имел температуру застывания 22–25°С и по всем показателям относился к летнему нефтяному мазуту М-80, для понижения температуры застывания требовалась его депарафинизация.

За 5 мес 1948 г. завод переработал 1118 т шихты, выработал 430 т смолы, переработал 410 т смолы и получил 62 т бензина, 111 т солярки, 232 т мазута, всего 405 т, в том числе светлых фракций – 173 т. Выход смолы в среднем за 5 мес составил 38,5 % при плане 41,5 %; выход бензина соответственно – 11,1 и 15 %, солярки – 17,2 и 30 %, светлых фракций в целом – 28,3 и 45 %, мазута – 56,7 и 37,7 %. Выход мазута больше планового уровня произошел за счет неполного отбора светлых продуктов и смешивания его с полимерами, которые самостоятельно не использовались.

16 мая 1948 г. в Тикси вылетела приемная комиссия под председательством заместителя начальника Главсевморпути А.П. Ларченко, которая работала там до 2 июля и констатировала, что завод еще не достроен, технология освоена, но не до конца, и предприятие нужно считать опытным, а не промышленным. Строительство завода «Богхед» завершалось совсем в иных условиях, чем его проектирование. Существенно изменилась сырьевая база предприятия: в 1945 г. выяснилось, что Чарчыкское месторождение уже выработано, богхед другого месторождения – Таймылырского – менее смолистый. К тому же хозяйственная практика времен Великой Отечественной войны не укладывалась в строительные нормативы мирного времени. В 1948 г. завод столкнулся с жестким финансовым кризисом, поскольку выпускаемая продукция не обеспечивала запланированного самофинансирования, а бюджетное финансирование упиралось в отсутствие утвержденного технического проекта завода. Техдокументация была представлена в виде рабочих проектов отдельных сооружений или схем. Совет Министров СССР установил срок составления техпроекта на строительство завода «Богхед» еще к 1 октября 1947 г. Но Главсевморпуть не смог выдержать его и с 1 февраля 1948 г. финансирование и строительство завода были прекращены. С 1 августа 1948 г. завод был законсервирован, а Главсевморпуть обратился в Совет Министров СССР с просьбой разрешить ему недостроенный завод исключить из числа действующих предприятий и считать его опытно-экспериментальным, а расходы на содержание с 1 января 1948 г. отнести на государственный бюджет. За всем этим стояли экономические проблемы. Сотрудники аппарата Совета Министров СССР докладывали заместителю председателя правительства Л.П. Берии: «По данным Главсевморпути проектная стоимость 1 т бензина, получаемого из богхедов, будет составлять 5016 руб., а фактическая стоимость в настоящее время составляет около 15000 руб. Стоимость бензина, завозимого с материка (включая транспортные расходы), составляет всего лишь 2400 руб.».

9 октября 1948 г. Совет Министров СССР принял распоряжение о проведении всесторонней экспертизы технического проекта завода, который составила проектно-сметная контора «Арктикпроект»; Промбанку разрешалось финансирование завода до 1 января 1949 г. без техпроекта; Главсевморпути до окончания строительства завода

«Богхед» и сдачи его в эксплуатацию разрешалось проведение там опытно-экспериментальных работ.

25 октября 1948 г. председатель Госплана СССР Н.А. Вознесенский поручил Совету технико-экономической экспертизы Госплана СССР (СТЭЭ) рассмотреть техпроект. Теперь проект предусматривал переработку 13,2 тыс. т богхеда и выпуск около 5 тыс. т ИЖТ, 4,6 тыс. т полукокса и 0,5 тыс. т газа в условном топливе, но по-прежнему он имел существенные недостатки. Тем не менее заместитель председателя Госплана СССР А.Ф. Зеленский писал Л.П. Берии: «Несмотря на относительно неблагоприятные технико-экономические показатели завода «Богхед», в частности – высокую себестоимость продукции, которая обусловливается главным образом тяжелыми арктическими условиями и небольшими масштабами производства, Совет технико-экономической экспертизы отмечает целесообразность окончания строительства этого завода, как первого этапа по созданию в Заполярье базы для производства жидкого топлива». Для существенного улучшения производства смолы эксперты предлагали вернуться к вращающимся ретортам Давидсона, которые успешно применялись на сланцеперегонных заводах Эстонской ССР и куда предлагали отправить 200 т таймылырского богхеда для проведения опытов.

С октября 1948 г. завод «Богхед» работал как опытноэкспериментальный, имея в то же время план по выпуску продукции на 1949 г.: переработать 1600 т богхеда и получить из него 30 % смолы, а из нее – 10 % бензина, 20 % дизельного топлива и 55 % мазута. Штатная численность на 1949 г. составляла 148 человек: 107 рабочих, 28 ИТР, 8 служащих, 5 представителей дирекции.

В декабре 1948 – августе 1949 г. на заводе велись опыты по полукоксованию таймылырского богхеда. Выполнили 27 пробегов, переработали 1237,3 т сырья, получили 500,4 т безводной смолы, произвели продукты, испытали бензин в автомобилях ЗИС-5 и ЗИС-150, дизельное топливо – в тракторах ЧТЗ-65, С-80. С августа 1949 г. плановая переработка сырья была снята, заводу была дана программа опытно-экспериментальных работ, а штат завода был сокращен до 63 человек.

Сильного желания развивать добычу богхеда у полярников, видимо, уже не было. 3 июля 1949 г. Совет Министров СССР в ответ на обращение Главсевморпути принял решение о консервации Таймылырского рудника и разработке технико-экономического обоснования (ТЭО) его развития в рамках общего Тикси-Янского «кластера». 5 октября 1949 г. техническое совещание Главсевморпути приняло решение до получения этого ТЭО доработку технического проекта завода «Богхед» остановить.

Не получив техпроект, 2 января 1950 г. Промбанк СССР вновь остановил финансирование, и завод перевели на повторную консервацию и выполнение лишь исследовательских заданий. Среди них, например, было брикетирование на основе битумных отходов производства, полукоксование согинских углей. Серьезного капитального строительства не было, но велась реконструкция печных блоков, наконец, был закончен монтаж оборудования для улавливания газового бензина, проводился текущий ремонт зданий. В июне 1950 г. Главсевморпуть представил в Совет Министров СССР ТЭО строительства Таймылырского рудника. В ТЭО делался вывод о нецелесообразности этого строительства. Все строительство с учетом производства судов для доставки угля в Тикси и достройки завода должно было обойтись в 167,8 млн руб. Расчетная стоимость таймылырского угля на руднике должна была составить 125 руб/т, в Тикси – уже 300 руб/т, что на 76 руб. превышало стоимость привозного сангарского угля, имевшего транспортное плечо 1400 км. Кроме того, рассматривался вопрос переработки не чистого богхеда, а шихты из богхеда и каменного угля (в соотношении 1:3), что существенно снижало объем и качество получаемой смолы. По расчетам и данным завоза стоимость автобензина, произведенного заводом «Богхед» в Тикси, при полной загрузке достигнет 4512 руб/т, а завозимого из Архангельска составляла 2403 руб/т, из Владивостока – 2566 руб/т.

1 марта 1951 г. Госплан СССР поручил СТЭЭ дать оценку этому ТЭО, «рассмотрев вопросы наиболее целесообразного использования завода «Богхед» в бухте Тикси». Ведущие эксперты-технологи, часть которых участвовала в первоначальном проектировании завода, делали вывод о том, что завод даже при работе на полную проектную мощность обеспечит лишь незначительную часть потребности Главсевморпути в жидком топливе (4–5 тыс. т/год при запланированной на 1955 г. потребности Тиксинского района – 55 тыс. т). Технологическая группа экспертной комиссии не рекомендовала переходить на переработку шихты и предлагала выполнить предыдущее решение Совета Министров СССР об установке более мощных и совершенных печей Давидсона. «Принимая во внимание ограниченность запасов Таймылырских богхедов и невозможность по этой причине базировать на них крупное производство ИЖТ в Арктике, – писали эксперты, – необходимо приступить к разработке проблемы обеспечения Крайнего Севера СССР и центральных районов Якутии жидким горючим на основе местных видов твердого топлива».

Пока шло обсуждение на заводе, находящемся в консервации, продолжались исследования. Так, в 1949–1950 гг. была освоена технология получения битума из мазута богхедов и углей, построена опытная битумная установка, на которой было получено около 60 т битума, отвечающего требованиям ГОСТ и проверенного на опытных участках строительства аэродрома. В 1952–1953 гг. изучались свойства тиксинских глинистых сланцев, они были признаны пригодными для производства различных стройматериалов. Была начата опытно-экспериментальная работа по газификации углей, изготовлен транспортный газогенератор производительностью 160 м3/ч. В 1953 г. начались опытно-экспериментальные работы по производству ИЖТ с использованием перегретого пара при температуре перегрева 650 °С в специально сконструированном агрегате. Первую часть агрегата испытывали, а вторую – реактор – должны были сооружать после испытания и налаживания работы парообразователя. Выход смолы по такому методу переработки на лабораторной установке достигал 115 % (!) от контрольного лабораторного выхода в реторте Фишера и исключал коксообразование на стенках реактора.

К сожалению, начатые работы не были завершены, так как 24 июня 1953 г. на основании решения Совета Министров СССР Главсевморпуть издал приказ о ликвидации завода, которая завершилась к 1 октября 1953 г.

 

Ю.В. Евдошенко, к.и.н.