Б.Хулан: Газрын тосны хими, технологийн судалгаа явуулж байна

Манай улс удахгүй газрын тос боловсруулах үйлдвэртэй болж, дотоодын түүхий эдэд түшиглэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэснээр дотоодын хэрэгцээгээ хангах боломжтой болно. Энэхүү томоохон ажилтай холбогдуулан газрын тосны тухай ойлголт, мэдээлэл, манай орны нефтийн шинж чанар хийгээд хийгдсэн цогц судалгааны үр дүнгийн талаар ШУА-ийн Хими, химийн технологийн хүрээлэнгийн Органик химийн лабораторийн эрхлэгч, эрдэм шинжилгээний ахлах ажилтан, доктор (Ph.D) Б.Хулантай ярилцлаа.

-Манай улсад нефть боловсруулах үйлдвэр байгуулах бүтээн байгуулалтын ажил ид өрнөж байна. Энэхүү үйлдвэр ашиглалтанд орсноор эх орны түүхий эдийг боловсруулан нефтийн бүтээгдэхүүнээ дотооддоо хангана гэж харж байгаа. Энэ үйлдвэрт ямар технологи ашиглах бол. Мөн хэр хэмжээний бүтээгдэхүүн гарган авах бололцоотой вэ?

- Газрын тосны нөөцтэй, олборлогч орны хувьд эх орны түүхий эдээ боловсруулан, бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэж, үйлдвэрлэгч орон болох шаардлагатай байна. Манай улс одоогоор жилд 1.0-1.2 сая тонн түүхий тос олборлож, БНХАУ-д экспортлож байгаа хэдий ч нефтийн бүтээгдэхүүнийг бараг 100 хувь ОХУ-аас импортоор авч ашигладаг. Монгол улсын ЗГ 2019 онд Дорноговь аймгийн Алтанширээ суманд Энэтхэг улсын “Engineers India limited” компанийн хөнгөлөлттэй зээлээр 1.5-2.0 сая тн хүчин чадалтай “Газрын тос боловсруулах” үйлдвэрийг барьж, 2023 онд ашиглалтад оруулахаар төлөвлөн, одоогоор дэд бүтцийн ажил нилээд хийгдэж байгаа. Энэ үйлдвэр нь дотоодын түүхий эдэд түшиглэн шингэрүүлсэн хий, автобензин, дизелийн түлш, онгоцны түлш зэрэг жилд 1.5 сая тн “Евро” стандартын түлш үйлдвэрлэхээр төлөвлөсөн. Үүнд 800-850 мян.тн дизелийн түлш үйлдвэрлэнэ гэж тусгасан байдаг. Манай улсын хувьд жилд 1.5-1.8 сая тн нефтийн бүтээгдэхүүн импортоор авдаг бөгөөд газар тариалан, уул уурхайн үйл ажиллагаатай холбоотой  нийт импортын нефтийн бүтээгдэхүүний 60-70%-ийг дизелийн түлш эзэлдэг. Иймээс хэрэв үйлдвэр баригдаад үйл ажиллагаа хэвийн явагдаад ирвэл бид дотоодын хэрэгцээгээ хангах боломжтой болох юм. Энэхүү баригдаж буй үйлдвэрт гидрокрекинг процессын технологи ашиглан нефтийг гүнзгий боловсруулж, бүтээгдэхүүн гарган авна гэсэн мэдээлэл бий. Манай нефтийн хувьд асфальтен-давирхайлаг нэгдлүүдийн агуулга багатай, парафин, нафтены нүүрсустөрөгчдийн агуулга өндөр учраас харьцангуй нам нөхцөлд задралд орж шингэн бүтээгдэхүүн үүсэх, гүн боловсруулах боломжтой. Түүнчлэн хүхэр, азот зэрэг  гетероатомт нэгдлүүдийн агуулга бага учир гарган авах нефтийн бүтээгдэхүүний чанарт эерэгээр нөлөөлөх давуу талтай болно. Ер нь газрын тос боловсруулах үйлдвэрийг байгуулснаар дан ганц нефтийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхээс гадна химийн төрөл бүрийн бодис, угаагч бодис, пластик материал зэрэг бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх химийн үйлдвэр хөгжих үндэс суурь тавигдах юм.   

-Газрын тос гэж юу вэ, түүний найрлага, шинж чанарын талаар тодорхойлбол?

-Газрын тос нь амьтан, ургамлын үлдэгдэл газрын гүнд он удаан жил хуримтлагдан исэлдсэний улмаас үүссэн гэж үздэг. Өөрөөр хэлбэл, газрын тос – petroleum нь petro-чулуу, -oleum-тос гэсэн утгатай латин үгнээс гаралтай бөгөөд нүүрстөрөгч, устөрөгчөөс бүрдсэн алкан, цагираг алкан, ароматик  нүүрсустөрөгчид, асфальтен болон давирхайлаг нэгдлүүд зэрэг олон зуун органик нэгдлүүдээс тогтсон өвөрмөц  үнэртэй,  хар,  хүрэн  өнгөтэй шингэн шатах ашигт малтмал юм гэж тодорхойлсон байдаг.  Нефть үүсэн бий болоход геологийн янз бүрийн процессууд явагддаг бөгөөд катагенезийн процессын температур, даралтын нөлөөгөөр нефтийн найрлага нь цаг ямагт хувирч өөрчлөгдсөөр байдаг. Химийн найрлагын хувьд газрын тос нь олон төрлийн нүүрсустөрөгчдөөс тогтохоос гадна хүхэр, азот, хүчилтөрөгч болон цайр, ванади, никель, зэс, молбиден зэрэг 60 гаруй микроэлементүүд агуулна. Эдгээр химийн найрлагаасаа хамаарч нефтийн гарал үүсэл, төрөл ангиллыг тогтоох, улмаар цааш боловсруулан нефтийн бүтээгдэхүүнийг гарган авах технологийн сонголтуудыг хийдэг.

-Манай улсад өмнө нь өөрийн нефтийг олборлон боловсруулах мөн нефтийн бүтээгдэхүүнийг гарган авч  ашиглаж байсан түүх бий. Энэ талаар танд нэмэлт сонирхолтой мэдээлэл  байгаа болов уу?

-Манай орны  өмнөд болон зүүн өмнөд хэсэгт газрын тосны орд газрууд оршдог бөгөөд геологичдийн үзэж байгаагаар эдгээр ашигт малтмалын орд нь мезозойн уул хоорондын хотгоруудад эх газрын тунамал хурдаст агуулагддаг, эх органик бодис нь дунд, дээд палеозойн настай байх магадлалтай гэж үзсэн байдаг юм. Түүх сөхвөл, анх 1931 онд Америкийн геологич Д.Теннер Монгол оронд газрын тос байж болох таамаглал дэвшүүлж, улмаар 1940 онд геологич Ж.Дүгэрсүрэн, Ю.С. Желубовский нар Дорноговийн сав газарт нефтийн анхны илрэл олсноор манай орны газрын тосны хайгуул, судалгаа, шинжилгээний ажил  эхэлсэн. Цаашлаад 1940-1963 онуудад ЗХУ болон Монголын хамтарсан геологийн баг  нефтийн судалгаа, эрэл, хайгуулын ажлыг явуулж, Дорноговь, Тамсаг, Чойбалсан, Нялга, Өмнөговь, Их нууруудын тунамал хурдастай сав газруудыг тогтоон нефтийн эрэл, хайгуул, олборлолтын нийт 800 гаруй цооногыг өрөмдсөн байдаг. Энэхүү нефтийн эрэл, хайгуулын ажлын үр дүнд одоо олборлогдож буй Дорноговь аймгийн нутаг дахь Зүүнбаян, Цагаан элс, Дорнод аймгийн нутаг дэвсгэрт орших Тамсагбулагийн нефтийн ордуудыг нээж,  тухайн үед урьдчилсан нөөцийг тогтоосон юм. 1947 оны сүүлээр “Монголнефть” трест байгуулагдан Зүүнбаянгийн ордын нефтийн нөөцийн тооцоог батлуулж, улмаар 1949 оны 5 сарын 25-нд Дорноговь аймгийн Зүүнбаянд нефть боловсруулах бага оврын үйлдвэрийг байгуулж байсан. Уг үйлдвэр нь 1949-1960-аад онуудад 10 гаруй жил ажиллан өөрийн олборлолтын 0.55 сая, импортын 0.5 сая, нийт нэг сая гаруй тонн түүхий тос нэрж, бензин, дизелийн түлш болон мазутыг гаргаж байсан. Энэ нь эх орны тухайн үеийн хэрэгцээний 20-30%-ийг буюу говийн аймгуудын шатахуун түлшний хэрэгцээг хангаж байсан түүх бий.

-Газрын тосны олборлолт, ашиглалтын үйл ажиллагаа хэзээнээс хэрхэн, яаж эрчимжсэн юм бэ. Манай орны нефтийн нөөцийн талаар тодорхой мэдээлэл өгөөч?

-1991 онд Монгол улсад анх “Газрын тосны тухай” хууль батлагдаж, 2014 онд шинэчлэн боловсруулагдсан нь газрын тосны хайгуул, олборлолт, хадгалалт, тээвэрлэлт болон худалдан борлуулахтай холбоотой харилцааг хуулиар зохицуулах боломжтой болсон. Ингэснээр Монгол улсад газрын тосны үйл ажиллагаа дахин сэргэсэн гэж хэлж болно. 1993-1998 онуудад Монгол улсын нутаг дэвсгэрт газрын тосны хайгуулын  нийт 33 талбай ялгаж, бүтээгдэхүүн хуваах гэрээ  байгуулснаар БНХАУ-д Тамсагбулаг, Тосон-уул, Зүүнбаянгийн ордуудын түүхий тосыг экспортолж эхэлсэн. Манай улсын хэмжээнд одоогийн байдлаар газрын тосны хэтийн төлөв бүхий хайгуулын 32 талбай ялгаснаас 22 талбайд бүтээгдэхүүн хуваах гэрээ байгуулан ажиллаж байна. Харин нефтийн нөөцийг 2012 оны байдлаар тогтоож, Тамсагбулаг, Тосон-Уул, Цагаан-Элс, Зүүнбаянгийн ордуудын газрын тосны баталгаат зэрэглэлийн нөөц 332.64 сая тонн, ашиглалтын баталгаат зэрэглэлийн нөөц 43.25 сая тонн гэж Монгол улсын эрдэс баялгийн санд бүртгүүлсэн байдаг.

-Танай лаборатори газрын тосны судалгааны чиглэлээр нэлээдгүй олон жил ажилласан юм байна. Чухам ямар судалгаа энд хийгдэв ээ?

-Тийм ээ, бид манай оронд олборлогдож буй ордуудын нефтийн химийн судалгааг хийж гүйцэтгэсэн. Тодруулбал, 2002-2013 онуудад ОХУ-ын Сибирийн салбарын Томск хотын Нефть химийн хүрээлэн болон манай хүрээлэнгийн хамтын ажиллагааны хүрээнд доктор,  профессор А.К Головко болон Б.Ширчин нарын удирдлаган дор нефтийн судалгааны хэд хэдэн төсөл хэрэгжсэн л дээ. Үүний дүнд Монгол орны Тамсагбулаг, Зүүнбаян, Цагаан-Элсний  ордуудын нийт 10 гаруй цооногийн янз бүрийн гүнээс олборлосон нефтийн физик-химийн шинж чанар, тэдгээрийн найрлага, нүүрсустөрөгчдийн бүрэлдэхүүн болон гетероатом агуулсан өндөр молекулт нэгдлүүдийн бүтэц, бүлгийн бүрэлдэхүүнийг судлан, химийн ба геохимийн ангиллыг тогтоож, улмаар хими-технологийн судалгааг хийж гүйцэтгэсэн. Дээрх судалгааны ажлын дүнд нефтийн химийн чиглэлээр манай хүрээлэнгийн 5 судлаач ОХУ-д химийн ухааны доктор (PhD)-ын зэрэг хамгаалсан.

Түүнчлэн Өвөржаргалант, Бэлийн жис, Хөөтбулаг, Төхөмийн нуур, Хөгшин гол, Шинэхудаг зэрэг ордуудын шатдаг занар, битумт элс зэрэг уламжлалт бус газрын тосны техникийн үзүүлэлтүүд, шинж чанар, керогены агуулга, нүүрсустөрөгчдийн найрлагыг судлан, ангилал, төрөл, гарал үүслийг тогтоож, улмаар дулаан боловсруулалтад оруулан нийлэг нефть гарган авах судалгааг явуулсан. Судалгаагаар эдгээр ордуудын шатдаг занар нь 5-15 мас.%-ийн органик бодисын агуулгатай, найрлагандаа ханасан ба нафтений эгнээний нүүрсустөрөгчдөөр баялаг, эх газрын органик бодисын оролцоотойгоор үүссэн болон катагенезийн хувирлын зэрэг багатай, биодеградацийн процесст бага өртсөн болохыг судлан тогтоосон. Түүнчлэн манай лабораторид нефтийн химийн судалгаанаас гадна Монгол орны 40 гаруй нуурын эмчилгээний шаврын химийн болон бальенологийн судалгаа хийгдэж, олон улсын ангилалд хамруулан, эмчилгээний шаврын стандарт, ашиглах зөвлөмжийг боловсруулсан Энэхүү томоохон ажлыг химийн шинжлэх ухааны доктор, профессор Г.Долмаа олон жилийн турш амжилттай удирдан явуулсныг энд дурьдах нь зүйтэй гэж бодож байна.

-Таны дурдсан Тамсагбулаг, Цагаан-Элс, Зүүнбаянгийн ордуудын нефтийн шинж чанар хоорондоо ижил төстэй байна уу эсвэл ялгаатай юу?

-Бид Тамсагбулаг, Цагаан-Элс болон Зүүнбаянгийн ордуудын нефтийн химийн цогц судалгааг хийж гүйцэтгэсэн. Судалгааны явцад эдгээр ордуудын нефть нь парафины агуулга өндөр, бензин, дизелийн түлшний фракцийн гарц бага, хүнд үлдэгдлийн агуулга (40~50%) өндөртэй, хүхэр, азот зэрэг гетероатомт нэгдлүүдийн агуулга багатай нь тогтоогдсон. Парафины агуулга өндөртэй учир өтгөн, царцамтгай шинж чанартай нефть юм. Эдгээр ордуудын нефтийн нүүрсустөрөгчдийн найрлагын хувьд алканы нүүрсустөрөгчид 22-29%, нафтены эгнээний нүүрсустөрөгчид 32-36%, нийт ароматик нүүрсустөрөгчдийн агуулга 26-29% агуулгатай байсан бөгөөд ангиллын хувьд парафин-нафтены нефтийн төрөлд хамаарагдаж байсан. Судалгааны дүнд Тамсагбулаг, Цагаан-Элс, Зүүнбаянгийн ордын нефтүүд хоорондоо нүүрсустөрөгчдийн найрлага, шинж чанараараа  төстэй нь тогтоогдсон.

-Эдгээр ордуудын нефтийн шинж чанарыг тогтоогоод л судалгаа дуусахгүй байх. Боловсруулах нарийвчилсан судалгаа зайлшгүй шаардлагатай болов уу. Нарийвчилсан судалгаагаар ямар үр дүн гарсан бол гэдэг нь сонирхол татаж байна?

-Эдгээр ордуудын нефтийн шууд нэрлэгийн түлшний фракцуудын физик-химийн шинж чанар, нүүрсустөрөгчдийн найрлагыг судалснаар тэдгээрийг товарын бүтээгдэхүүний техникийн шаардлагад хэрхэн нийцэж буйд үнэлгээ өгөх боломжийг олгох юм. Парафины агуулга өндөртэй, октаны тоо багатай шууд нэрлэгийн бензиний фракцийг (б.э-180o) катализаторт боловсруулалтанд оруулан ашиглалтын чанарыг сайжруулах судалгааг явуулсан. Эдгээр нефтийн бензиний фракцыг 320-360oС-ийн температурт цеолит агуулсан ZSM-5 катализаторт процессд оруулан алкан, нафтены нүүрсустөрөгчдийг изомержүүлэх замаар октаны тоог 20-40 пунктаар нэмэгдүүлэн, 90-ээс дээш октаны тоо бүхий бензин гарган авах боломжтойг тогтоосон. Мөн түүнчлэн олборлогдож буй эдгээр нефтийн бензингүйжүүлсэн фракцыг механохимийн процесст оруулах, парафингүйжүүлэх, озонжуулах зэрэг уламжлалт бус аргуудаар гүнзгий боловсруулан шингэн бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгдүүлэх, гарган авсан бүтээгдэхүүний найрлага, физик-химийн шинж чанарыг судлан тогтоох судалгааг анх удаа явуулсан. Бензингүйжүүлсэн нефтийн механоболовсруулалтын дүнд 200oС хүртэлх фракц 10-иад хувь, дизелийн фракци 14%-иар өсч, найрлага дахь парафины агуулга 10 гаруй хувиар буурч байв. Судалгааны дүнд дээрх аргуудаас механоболовсруулалтын арга нь илүү үр дүнтэй бөгөөд нүүрсустөрөгчдийг гүнзгий хувиралд оруулж буй нь тогтоогдсон. Дээрх судалгааны дүнд гарган авсан бензин, дизелийн фракцийг товарын бүтээгдэхүүний стандарт үзүүлэлттэй харьцуулан судалж дүгнэлтийг өгсөн.

-Газрын тосны бүтээгдэхүүний байгаль орчинд үзүүлэх бохирдлын асуудал ихээхэн яригддаг. Энэ талаар хийсэн судалгаа байдаг уу? 

-Манай лабораторид 2014-2016 онуудад “Нефть, нефтийн бүтээгдэхүүнээр бохирдсон газрыг байгаль орчинд ээлтэй аргаар цэвэрлэх, нөхөн сэргээх технологи” сэдэвт Шинжлэх ухаан технологийн төсөл хэрэгжсэн. Бид уг ажлын хүрээнд Зүүнбаян, Цагаан-Элсний нефтийн ордуудын газрын тосны хайгуул, олборлолтын үед үүссэн болон хуучин нефть боловсруулах үйлдвэрийн газрын тосны хаягдлын бохирдлын улмаас үүссэн бохирдсон талбай, Улаанбаатар хотын Толгойтын Нефть баазын ойр орчмын талбайн бохирдсон хөрсийг сонгон авч, нефть, нефтийн бүтээгдэхүүний бохирдлын хэмжээг тодорхойлсон. Судалгааны дүнд Зүүнбаянгийн нефть олборлох талбайн бохирдлын хэмжээ 23800-95600 мг/кг -д хүрч байгаа нь өндөр бохирдолтой, харин ШТС, нефть баазын ойр орчмын талбай харьцангуй бохирдолгүй болох нь харагдсан. Эдгээр нефть, нефтийн бүтээгдэхүүнээр бохирдсон хөрсийг “био” гаралтай субстратууд болон хөрснөөс ялгасан микроорганизмууд ашиглан нефтийн бохирдлыг 35-37% хүртэл хэмжээгээр бууруулах боломжтойг тогтоосон байгаа.

-Та нефтийн судалгааны чиглэлээр химийн ухааны докторын (Ph.D) зэрэг хамгаалсан. Өөрийнхөө судалгааны ажлын талаар товч танилцуулаач?

-Миний бие 2008 онд ОХУ-ын Томск хотын Нефть химийн институтад нефтийн химийн чиглэлээр докторын зэргээ хамгаалсан. Энэхүү ажлын хүрээнд Тамсагбулаг, Зүүнбаянгийн 2 ордын өндөр парафинт нефтийн 450ºС-ээс дээш нэрэгдэх вакуум үлдэгдлийн физик-химийн шинж чанар, химийн найрлага, бүтцийг судлан тогтоож, эдгээрийг цааш боловсруулан замын битум гарган авах боломжийг судалсан юм. Нефтийн нэрлэгийн хүнд үлдэгдлийн гарц 20-30% агуулгатай байх тохиолдолд тухайн түүхий эдээс битум гарган авахад эдийн засгийн хувьд ашигтай бөгөөд найрлаган дахь асфальтен-давирхайлаг нэгдлийн агуулга ойролцоогоор 50% байх ёстой гэж үздэг. Бидний судалж буй нефтэнд 450ºС-ээс дээш нэрэгдэх вакуум үлдэгдэл бараг тал хувийг эзэлж байсан хэдий ч найрлагандаа хатуу парафины нүүрсустөрөгчдийн агуулга өндөр, асфальтен давирхайн агуулга маш бага байсан. Иймд нефтийн үлдэгдэл дэх парафин, нафтены нүүрсустөрөгчдийг модификаци хувиралд оруулах, өндөр молекулт асфальтен-давирхайлаг нэгдлүүдийн агуулгыг  нэмэгдүүлэх, мөн хувиралд орсон үлдэгдэл-гудроныг чанар сайжруулагч нэмэлтүүдийн оролцоотой исэлдүүлэх, стандартад нийцсэн бүтээгдэхүүн гарган авах ажлыг хийж гүйцэтгэсэн л дээ. 

-Нефть боловсруулах үйлдвэрийн технологийн ямар процессууд байдаг вэ. Орчин үеийн нефть боловсруулах технологийн чиг хандлага яаж өөрчлөгдөж байна вэ?

-Нефть боловсруулах үйлдвэрийн технологийн хувьд анхдагч боловсруулалт нь мэдээж уламжлалт нэрлэгийн зарчим дээр үндэслэгддэг ба буцлах температурын хязгаараар нь нэрж түлшний фракцуудыг гарган авдаг. Мөн нефтийг гүнзгий боловсруулдаг катализаторт крекинг, дулааны крекинг, гидрокрекинг, висбрекинг гэх зэрэг технологийн процессууд байдаг л даа. Эдгээр нь нефтийг катализатор, температур, даралтын оролцоотой дулааны үйлчлэлд оруулан нүүрсустөрөгчдийг задалж, хувиралд оруулах замаар шингэрүүлдэг бөгөөд нефтийн нүүрсустөрөгчдийн найрлага, шинж чанар болон ямар бүтээгдэхүүн түлхүү гарган авахаас хамааран технологийн сонголтуудыг хийдэг. Нефтиэс зөвхөн бензин, дизелийн түлш гаргаад зогсохгүй тосолгооны материал, асфальт, битум, мазут зэрэг нэн чухал бүтээгдэхүүн гарган авч 100% ашигладаг учраас “Хар алт” хэмээн нэрийдсэн. Түүнчлэн нефтийг боловсруулан гаргаж авсан түлшний фракцуудыг хүхэр болон бусад хольцоос цэвэрлэх, зохимжтой найрлага бүхий Евро стандартад нийцсэн түлш гарган авах зэрэг хоёрдогч технологийн боловсруулалтанд оруулдаг. Сүүлийн үед хөнгөн нефтийн нөөц шавхагдсантай холбоотой нефтийг гүнзгий боловсруулах, нефть өгөлтийг сайжруулах орчин үеийн арга технологийг бий болгохыг эрэлхийлж байна. Үүнд нефтийг хэт богино долгионоор үйлчлэх, микроорганизмаар идүүлэх, гэрлээр үйлчлэх гэх мэт аргуудаар боловсруулан шингэрүүлэх судалгааны ажлууд орно.  

Эх сурвалж: ӨГЛӨӨНИЙ СОНИН