Техника - молодёжи 1987-01, страница 20

ники близится, таким образом, к разрешению. Переворот, который вызовет ее решение, громаден». (Ленин В. И. Одна из великих побед техники.— «Правда», № 91 от 23 апреля 1913 года.)

Надо отдать дань справедливости — ПГУ не позабыта вовсе. Но она заслуживает гораздо большего внимания, особенно сейчас, когда все больший акцент делается на использование углей.

И с точки зрения защиты окружающей среды правильно организованный процесс работы газогенераторов и очистных сооружений не требует никакой дополнительной биологической защиты. В этом отношении ПГУ выгодно отличается от обычных угольных разработок, будь то шахты или добыча открытым способом. Ведь не секрет, что как в пер-

НА ПОДСТУПАХ

Борис РОЗЕН,

кандидат химических наук Ленинград

Что общего между куском твердого черного угля и каплей прозрачного бен-/ зина?

И в угле, и в нефти, из которой, как известно, получают бензин и другие моторные топлива, встречаются пять одних и тех же основных элементов: углерод, водород, кислород, азот, сера. Правда, в каменном угле на одну часть водорода (по весу) приходится от 15 до 20 частей углерода, а в сырой нефти — лишь 6,5, а в бензине — даже 5,7.

В начале нашего века мир не испытывал недостатка в нефти. Так, только в США, на долю которых приходилось около 2/3 тогдашней мировой добычи, в 1905 году было добыто нефти в 2 раза больше, чем в 1900 году. В то время была только одна крупная промышленно развитая страна, не имевшая своих месторождений «черного золота»,— ей нефть приходилось ввозить из-за границы. Это была Германия.

Пройдет несколько лет, и премьер-министр Франции Клемансо напишет американскому президенту Вильсону слова, ставшие афоризмом: «Бензин — это кровь войны. Капля бензина — это капля крови». Не столь бойкий на перо германский кайзер Вильгельм II, готовивший свою страну к войне за передел мира, таких фраз не писал и не говорил. Но роль горючего он понимал и сознавал ничуть не хуже французского премьера...

Неудивительно, что именно в Германии развернулись поиски пригодных для промышленности методов получения жидких моторных топлив из угля, благо его залежи на территории страны имелись в достатке. Одна из ведущих ролей в этом принадлежала инженеру-

вом, так и во втором случае культурный слой земли на значительных площадях навсегда теряется. А после выработки пластов газогенераторами освобожденные участки вполне способны снова стать пашней или лугом. Временно «арендованные» земли не требуют рекультивации.

Актуальность и большой потенциал метода подземной газификации представляются бесспорными. Например, переработка 3,5 млн. т условного топлива даст около 20 млрд. м газа. Разрабатываются проект крупной опытной станции и перспективный план по подбору угольных месторождений для строительства новых станций ПГУ. Ведутся изыскания по использованию природных сланцев.

технологу Ф. Бергиусу. Свои опыты он начинал отнюдь не на пустом месте. Еще в 1904 году на заседании Русского физико-химического общества профессор Михайловской артиллерийской академии В. Н. Ипатьев доложил о результатах своих исследований по разложению органических веществ, в частности углеводородов, под высоким давлением. А в 1908 году преподаватель Костромского химического училища (впоследствии академик АН УССР) Е. И. Орлов предложил и осуществил идею получения углеводородов (на примере этилена) из водорода и окиси углерода над никелевым или палладиевым катализатором. Кроме того, в угольной промышленности еще издавна, с 1840 года, известен так называемый процесс полукоксования угля': каменноугольную смолу, получаемую в этом процессе, можно подвергнуть точно такой же перегонке, как и обычную нефть, и получить керосин, бензин, дизельное топливо. Но процесс многостадиен, а значит, дорог. И Бергиус прибег к более перспективному, на его взгляд, пути — прямому сжижению угля за счет присоединения под большим давлением и при высокой температуре дополнительных атомов водорода к атомам углерода.

К тому времени эта реакция гидрогенизации (от слова «гидрогениум» — водород) была изучена довольно хорошо. Достаточно сказать, что именно с ее помощью из растительного масла вырабатывается маргарин, впервые получивший широкое распространение как раз в годы первой мировой войны.

И вот в августе 1913 года Бергиус запатентовал получение жидких мотор-

¹ Сухая перегонка угля без доступа воздуха при температуре 500—550°С в отличие от коксования, при котором уголь нагревают до 600—1000°С.

ных топлив способом прямой гидрогенизации угля. Почти десятилетие шли обширные и напряженные исследования, прежде чем в городе Рейнау была пущена первая полупромышленная установка. Хотя война давно кончилась, проблема собственных источников топлива для Германии оставалась весьма актуальной. Но лишь в 1927 году в городе Мерзебурге близ крупных залежей бурого угля небезызвестной корпорации «ИГ Фарбен-индустри» удалось построить крупный завод по получению искусственного жидкого топлива.

В последующие годы в Германии было сооружено еще пять таких заводов, вырабатывающих в год свыше 5 млн. т моторного горючего. Вскоре бергиниза-цией, так стали именовать этот способ ожижения угля, заинтересовались промышленные концерны и других стран — например, англо-голландский «Ройял Датч ойл», франко-бельгийский «Шней-дер — Крезо». Однако дальше опытно-промышленных установок дело у них не пошло. Синтетический бензин получался слишком дорогим и не мог конкурировать с горючим, вырабатываемым из природной нефти. Только компания «Стандарт ойл» в 1935 году решилась построить большой завод по выработке бензина из угля и каменноугольной смолы с производительностью 100 тыс. т в год.

Прямая гидрогенизация, при которой удается превратить в жидкое топливо до 80% исходного угля,— это кратчайший, но не единственный способ. Ему свойственны недостатки — требуются сложные и дорогостоящие аппараты для создания высокого, до 700 атмосфер, давления, нужны химические реакторы, выдерживающие подобные давления при значительной температуре (400—550°С), необходим катализатор, чтобы во вновь образующихся молекулах было не менее 5 атомов углерода (тогда продукт будет жидкостью, а не газом). Жидкость, образующаяся в реакторе, должна пройти через несколько сг.ециальных аппаратов, где от нее отделяются катализатор, непрореагировавшие остатки. Все это сильно удорожает процесс.

Поэтому искали и другие пути получения синтетического горючего. И к 1926 году Ф. Фишер и Г. Тропш, пропустив через слой раскаленного угля водяной пар, получили в газогенераторе «водяной газ» — смесь оксида углерода и водорода. Его закачали в реактор при температуре 180—200°С и сравнительно небольшом давлении — 15—20 атмосфер. В присутствии катализатора — кобальта, никеля, железа — «рождались» сложные молекулы жидкого топлива. После этого газ, содержащий пары бензина, направили в холодильник — адсорбер, наполненный кусками активированного угля. «Пойманный» им бензин выделили и подвергли дополнительной переработке. В технике этот процесс назвали синтин-процессом, а получаемый по этому способу бензин — синти-ном.

Потребовалось почти 10 лет для того, чтобы построить небольшую полупро

К СИНТЕТИЧЕСКОМУ ГОРЮЧЕМУ

18