До начала промышленной добычи нефти в Самарской области тогда оставалось целых полтора десятилетия. Но страна остро нуждалась в топливе для электростанций, в бензине для первых автомобилей. Нужно было быстрее строить сланцеперегонные заводы и добывать как можно больше этого горючего ископаемого. В 1932 г. вступил в действие Сызранский сланцеперерабатывающий завод. Построенный в качестве опытного объекта для освоения технологии химической переработки сланцев, он вскоре был превращен в обычное предприятие. В это же время начинает работать Кашпирская электростанция мощностью в 50000 кВт на рядовом сланце с одновременным использованием газа от химичес¬ких производств. В 1933 г. газета «Средневолжский комсомолец» сообщала: «Кашпирские сланцы открывают для Сызрани и всей Средней Волги грандиозные перспективы индустриального развития. Из одного миллиона тонн кашпирских сланцев можно получить 45 тысяч тонн бензина, 30 тысяч тонн мазута, 45 тысяч тонн асфальта». К 1960 г. добыча сланца достигла 1.42 млн. т (рис. 1). Был налажен выпуск разнообразной продукции (табл. 3). Кашпирские горючие сланцы стали широко использоваться на Сызранской ТЭЦ в качестве топлива, а также на Сызранском сланцеперерабатывающем заводе, где выпускали ряд продуктов, в том числе ихтиол. Рудник в Ундорах был построен и эксплуатировался в предвоенные годы, на Общем Сырте предприятий по добыче и переработке горючих сланцев не сооружалось ввиду отдаленности этого района от основных промышленных центров и транспортных магистралей. По сравнению с ныне действующими гигантами химии Куйбышевской области Сызранский сланцеперерабатывающий завод – небольшое предприятие, но в довоенный период его строительство и ввод в действие явились важным вкладом в развитие химической промышленности, тем более что завод стал давать ценные продукты, ранее в стране не производившиеся. До постройки Кашпирского сланцеперерабатывающего завода Советский Союз вынужден был ввозить ихтиол из-за границы, а с началом его производства на заводе наша страна стала экспортировать этот полезный продукт. На сегодня ОАО «Сланцеперерабатывающий завод» в Сызрани – единственный в России производитель ценных лекарственных средств природного происхождения: ихтиола, ихтанола и натрий-ихтиола. Завод представляет собой уникальный комплекс по добыче сланца (на единственной в Самарской области шахте «Кашпирская»), его переработке и получении готовой товарной продукции. В 1998 г. на предприятии было произведено 115 т ихтиола, из них 40 т пошло на экспорт. Запасы промышленного сырья этого производства не имеют аналогов в мире: по данным 1991 г., в отведенных для добычи границах вокруг рудника «Кашпирский» находится 11.3 млн. т сланца, а во всем месторождении - свыше 5 млрд. т [8]. Сызранский сланец в отличие от ленинградского, эстонского и других, добываемых на территории бывшего СССР, годится не только для энергетических и технических нужд, но и для выпуска ихтиола – водного раствора смеси аммониевых солей сульфокислот с непросульфированными углеводородами сланцевой смолы и сульфатом аммония. Подобные залежи есть еще только в одном месте планеты – в районе французского города Страсбурга. Из добываемого здесь сланца ихтиол получают на двух заводах: в Гамбурге (Германия) и в Зеефельде (Австрия). Тонна ихтиола – красно-бурой, резко пахнуще густой жидкости, получаемой из ископаемых пород, – стоит 10-12 тыс. долл. Поскольку это ле-карственное средство природного происхожде¬ния экологически безвредно, то со временем цена его будет возрастать. Но по подсчетам специалистов, промышленных запасов страсбургского сланца хватит максимум на 10 лет. После этого рудник «Кашпирский» под Сызранью мог бы стать мировым лидером в этой сырьевой области [9]. Однако после распада СССР в начале 90-х го¬дов 10 энергетических и 3 водогрейных котла Сызранской ТЭЦ перевели на более энергоемкое топливо – природный газ и мазут. Объемы добычи сланцев упали более чем в 100 раз. Теперь потребностей местного сланцеперерабатывающего завода оказалось недостаточно для рентабельной работы даже оставшейся единственной шахты, которая добывала от 7 до 17 тыс. т сланцев. Сейчас предприятию, чтобы не быть убыточным и иметь хотя бы нулевую рентабельность, нужны капиталовложения для замены устаревшего, сильно изношенного оборудования. Но многочисленные попытки реализовать инвестиционные программы пока не увенчались успехом. Теперь западноевропейские конкуренты самарских производителей ихтиола вздохнут свободнее, поскольку сызранская шахта «Кашпирская» готовится к закрытию. Сегодня, как признают сами горняки, шахта представляет угрозу для их жизни. Естественно, потом на восстановление производства уйдут годы и потребуются значительно большие средства, чем они необходимы сегодня для его поддержания и модернизации. В результате возникла реальная конкуренция со стороны немецких производителей. Они могут даже модернизировать «Кашпирскую» и сохранить первичную переработку сланца: выгоднее на месте получать из него по 62.5 кг из тонны сырья, чем везти все сотни тысяч тонн сланца в За¬падную Европу. В этом случае самарские горняки будут направлять в Гамбург и Зеефельд относительно дешевые полуфабрикаты, а немецкие монополисты станут получать сверхприбыли от реализации на мировом рынке конечной продукции [9]. Наряду с химическим направлением переработки сланцев в 30-40-х годах XIX в. развивалось и энергетическое. В промышленном масштабе горючие сланцы Поволжья использовали для производства электроэнергии на Саратовской ТЭЦ-1, которая проработала на сернистом сланцевом топливе около 20 лет [2]. Для сжигания дробленого сланца применялись вихревые топки системы Макарьева, а впоследствии – шахтно-мельничные топки. Однако из-за низких эксплуатационных характеристик работа была прекращена, и в 1956 г. ТЭЦ перевели на более качественные энергоносители – мазут и газ. С 1932 г. в Сызрани с вводом в эксплуатацию сланцеперерабатывающего завода на местной ТЭЦ начали в промышленном масштабе использовать высокосернистые сланцы Кашпирского месторождения. В 1991 г. Сызранскую ТЭЦ полностью перевели на природный газ по причине нерентабельности использования высокосернистых сланцев, а также их негативного влияния на окружающую среду: при сжигании сланцев в атмосферу выбрасывалось только S02 более 50 г на 1 кВт • ч вырабатываемой электроэнергии, что значительно превышало допустимые нормы. Трудность в использовании кашпирского сланца усугублялась прежде всего его свойствами: зольность доходила до 60%, наличие карбонатов – до 8%, влажность -до 18%. Кроме того, отрицательное воздействие на режим сжигания сланца оказывает низкая тем¬пература плавления золы – 950-1000°С, в то время как топливо сгорает при 1400°С. Образуются шлаковые отложения, что нарушает процесс циркуляции котельной воды, снижает тепловую эффективность и производительность котлов, приводит к разрыву труб и аварийной ситуации. Все разновидности серы при термической переработке претерпевают изменения. Органическая сера частично переходит в сероводород, частично в смолу в виде летучих сернистых соединений, а какая-то ее часть остается в полукоксе. При сжигании кашпирского сланца атмосферу загрязняет в основном S02. Показатель вреднос¬ти по диоксиду серы для этого сланца в 1.5-2 раза выше, чем у эстонского сланца и высокосернистого мазута. Частный показатель вредности по золе в 3.1 раза выше, чем у эстонского сланца. Учитывая особенности сжигания поволжских сланцев, использование их на электростанциях проблематично. Сооружение же сероулавливающих установок приведет к увеличению себестоимости электроэнергии. Следовательно, рентабельность в данном случае следует искать в комплексной переработке высокосернистых кашпирских сланцев: химической переработке органической массы, полном использовании минеральной части в строительстве и грамотной рекупера¬ции тепла технологических процессов. Так, например, в работе [10] показана возможность эффективного использования высокосернистых сланцев путем их комплексной энерготехнологической переработки. Автор предлагает с помощью высокоскоростного окислительного пиролиза газифицировать сланцы с получением энергетического газа (сгорания =10-14 мДж/м3) и ряда ценных химических продуктов (смолы, газового бензина, тиофенов и т.д.). Извлеченный пиролизный газ может быть легко очищен от сероводо¬рода с последующим выделением элементарной серы и дальше использоваться на паротурбинных или парогазовых установках, что, по мнению других авторов [2], позволит увеличить предельную мощность электростанций в 3-5 раз. Весьма актуальным является способ технологической термопереработки сланцев. Для нагре¬ва сырья по этой технологии в качестве твердого теплоносителя используется собственная горячая зола сланца. На установках с твердым теплоносителем (УТТ) перерабатывают мелкозернистые фракции с размером частиц до 25 мм. Данные фракции составляют до 65% общего количества сланца при его механизированной добыче. Процесс переработки на УТТ был предложен в 1944 г. Он основан на методе ‘Талотер» и создан в Энергетическом институте им. Г.М. Кржижановского АН СССР (ЭНИН) применительно к пиролизу бурых углей, торфа и горючих сланцев в присутствии твердого теплоносителя [2]. Процесс сразу же был реализован в промышленности. В 1947-1952 гг. в Эстонии работала первая пилотная установка УТТ-2.5 (на 2.5 т сланца в сутки, приблизительно 100 кг/ч), затем последовательно созданы и введены в эксплуатацию установки УТТ-200, -500 и -3000. Две установки УТТ-3000 в настоящее время работают на Эстонской электростанции в Нарве. Образующееся в процессе сланцевое масло находит применение, в частности, в качестве жидкого топлива. Заслуживает внимания и тот факт, что на УТТ возможна переработка со сланцем органических отходов. С 1996 г. на УТТ-3000 регулярно перерабатывают 3% органических отходов [2]. В настоящее время в Российском НТЦ «ЭКОСОРБ» А.И. Блохин, К.А. Иорудас и другие разрабатывают технологию химической переработки сланцев Кашпирского месторождения. Минэнерго РФ утверждены и рекомендованы к строительству два проекта предприятий, включаемых в состав ОАО «Ленинградсланец»: рабочий проект УТТ-500 для топливоснабжения местной котельной и проект энерготехнологического комплекса на базе трех УТТ-3000 производительностью 2.5 млн. т сланца в год с выпуском в качестве товарной продукции сланцевого мазута -345 тыс. т, синтетического газа – 90 млн. м3. Кашпирский сланец до настоящего времени перерабатывался в шахтных генераторах (производительность 40 т в сутки по сланцу). Переработке подвергали крупнокусковой сланец с размером частиц 25-130 мм, а мелкий (менее 25 мм) складировали. Целевым продуктом служила суммарная сланцевая смола. Генераторный газ сжи¬гали в муфельных печах-утилизаторах. Промышленный выход суммарной смолы составлял 5-6% на сухую массу сланца. После соответствующей обработки – конденсации, декантации и ректификации – получали фракции с Гкип = 175-250°С, 250-350°С и кубовый остаток с Гкип > > 350°С [2]. Смола кашпирского сланца характеризуется вы¬соким содержанием серы (6-8%) и азота (до 1%). В легких и средних фракциях смолы доля сернистых соединений составляет: тиофены – 30-35%, циклосульфиды – 5-8%, азотистые соединения (пиридиновые и хинолиновые) – 3-5% [2]. Доля алканов, циклоалканов и непредельных углеводородов не превышает 10%, количество аренов достигает 25%.
|