Техника - молодёжи 1957-09, страница 27

НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Понятие «цепной реакции» прочно вошло в духовный мир современного человека. Своим широким распространением понятие это обязано главным образом открытию механизма деления ядер урана и плутония.

В действительности цепной характер развития присущ также очень многим химическим реакциям и был известен задолго до атомных процессов. Этим мы обязаны глазным образом трудам академика Николая Николаевича Семенова и его школы. В отличие от ядерных процессов химические цепные процессы не сопровождаются превращениями атомов. Активными частицами, то есть частицами, вызывающими цепь последовательных превращений, здесь являются не нейтроны, как в ядерных реакциях, а свободные атомы и осколки молекул —так называемые свободные радикалы.

Стихия только тогда с максимальной пользой служит человеку, когда человек умеет управлять ею. Отсюда становится тонятной острота проблемы управления цепными химическими процессами, усложненная многообразием активных частиц и недостатком сведений о механизмах таких процессов.

Работы профессора Николая Марковича Эмануэля помогли разобраться в некоторых важных звеньях этих механизмов.

Рассматривая медленно развивающиеся цепные процессы окисления газовых и жидких углеводородов, Н. М. Эмануэль обнаружил, что действие катализаторов — ускорителей реакции — очень часто оказывается существенным лишь для начального периода процесса, для его «запуска». В дальнейшем же реакция идет за счет своих собственных возможностей и не нуждается в катализаторах.

Больше того, как оказалось, в ряде случаев непрерывное действие катализатора даже отрицательно влияет на образование продуктов.

Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану предусматривают в качестве одной из важнейших задач химической и нефтяной промышленности резкое повышение использования нефтяных и природных газов для производства ценных химических продуктов.

Н. М. Эмануэль впервые предложил оригинальный принцип окислительной химической переработки углеводород

ных газов в сжиженном состоянии под давлением, при температуре, близкой к критической. Этот принцип позволяет снизить температуру окисления на 200—300° по сравнению с той температурой, которая необходима для развития реакции окисления в газе. Н. М. Эмануэлю удалось получить важный

продукт — уксусную кислоту — окислением сжиженного углеводородного газа бутана,; ресурсы которого в нашей стране весьма велики. Как видно из рисунка, без стимулирования (или, как говорят, без инициирования) выход продуктов окисления весьма мал. Действие катализатора (газообразная двуокись азота) значительно увеличивает выход. Еще лучшие результаты получаются, если катализатор действует лишь кратковременно. Это приводит к дополнительному ускорению реакции и резко поднимает производительность установки. Газовое инициирование процессов окисления жидких углеводородов и сжиженных углеводородных газоэ оказалось весьма полезным и в других случаях (получение адипиновой кислоты и циклогексанона — важных полупродуктов для производства искусственных волокон и др.)

Все это существенным образом изменяет установившиеся представления о принципах проведения химических процессов. Устанавливается особая роль начального периода в развитии цепных реакций. Обнаруживается, что в ряде случаев химические процессы протекают в виде последовательных, разделенных во времени стадий. Выясняется, что в первой стадии, являющейся цепной, но самотормозящейся реакцией, вырабатываются такие промежуточные продукты, которые служат катализаторами для второй стадии. И, подобно тому, как дом можно строить из кирпичей или из крупных блоков, химический процесс может состоять из элементарных реакций и их совокупностей, которые Н. М. Эмануэль называет макроскопическими стадиями.

Из исследований Н. М. Эмануэля вытекает, что имеющееся стремление проводить химические процессы при строго заданных с самого начала условиях (давлении, температуре, составе смеси) не всегда правильно, а эти условия, включая порядок ввода катализаторов, в ряде случаев должны меняться в соответствии с ходом процесса.

Ближайшим практическим результатом этих открытий, несомненно, явится создание новых технологических процессов в химической промышленности и перестройка ряда существующих процессов.

ний, цехов и заводов. Причем они должны состоять из уже существующих автоматов и агрегатных станков с добавлением к ним лишь некоторых вспомогательных приборов и механизмов, а не из целиком заново создаваемого оригинального и потому непомерно дорогого и к тому же не всегда совершенного оборудования.

Но самой главной, по нашему счету пятой, задачей является создание таких автоматических систем, в которых будет сконцентрирована работа сотен отдельных машин с тысячами одновременно работающих инструментов. При этом непрерывность и качество работы такой системы будет обеспечиваться не тем многочисленным составом обслуживающего персонала, как это имеет место сей

час, а той автоматикой, которая обязательно должна появиться в ближайшее время.

Электроника плюс комплексная автоматизация должны обеспечить успешное и точное выполнение самых сложнейших технологических процессов. Причем электронные машины будут осуществлять наблюдение, корректировку, контроль, смену инструмента, регулировку узлов механизмов, выбор оптимальных режимов, то есть сумму тех работ, которые выполняются сейчас многочисленным персоналом вспомогатель- ' ных рабочих: наладчиков, механиков, электриков и других.

Электроника позволит сделать машиностроительные предприятия гибкими, мобильными и в то же время универсальными в решении многих

самых сложнейших задач. Она дает основание для того, чтобы утвердительно ответить и на поставленный в начале нашего разговора вопрос о возможности создания машин, которые смогут полностью заменить физический труд человека во всех сферах материального производства.

Последние достижения ученых в области конструирования электронной и магнитной «памяти» дают основание также и для того, чтобы сказать о возможности создания таких машин, которые смогут выполнять за человека и большую часть «умственного труда». Самому же человеку останется только творчески мыслить, так как создание творчески мыслящих машин, очевидно, будет так же невозможно, как и создание вечного двигателя.

23