Сергей Суханов - Перелом. Часть 3 [СИ]

Понятное дело, что такой порядок вещей нас не устраивал - экстенсивное развитие мало того что забирало много трудовых ресурсов, так еще было просто не в русле строительства коммунизма. Так что параллельно с разворачиванием таких "технологий" мы разрабатывали аппаратуру для более массовой обработки - так, уже в августе 1942го нам удалось высвободить с очистки десять тысяч лаборанток - начиная с февраля 1942го года мы разрезали несколько паровозных котлов, так как много листового металла поначалу брать было неоткуда, и из этого металла делали все более производительные перегонные кубы и ректификационные колонны. Ну а "осиротевшие" паровозные шасси послужили базой для разработки тепловозов.

Но мы пытались изменить и сами принципы получения нужных веществ. Основой проблемой с прямой перегонкой было то, что она давала смесь самых разных веществ. Да, с помощью температуры, влажности можно было сдвинуть их соотношение в ту или иную сторону, и мы этим активно пользовались - скажем, надо получить побольше взрывчатки - и перегонные печи и кубы начинают работать на повышение выхода материалов для производства толуола - за полгода мы построили под три тысячи небольших перегонных печей и обучили почти пять тысяч специалистов по высокотемпературной обработке древесины - приводили к готовому - "довоенному" - специалисту с десяток учеников и тот их гонял сутками напролет - месяц - и парень уже мог выжигать уголь, три месяца - и был способен подобрать температуру под конкретное сырье из ограниченного перечня самых необходимых, например, повысить выход аммиака или того же метанола; шесть месяцев - и мог обучать других - ну а дальше, как только вырастил себе смену - для него начиналось настоящее обучение - с учебниками, конспектами, лабораторными работами. Так что, хотя мы таким экстенсивным путем и вывели производство на вполне приличные уровни, все-таки в дальнейшем мы видели только интенсификацию химического производства.

И первейшим делом тут было повышение контролируемости процессов. А чтобы повысить контролируемость, надо получать сырье максимальной однородности. А максимальной однородностью по идее обладают те самые "кирпичики" - угарный газ и водород, то есть "синтез-газ". А газификацией твердого топлива тут много занимались и до войны, и особенно с ее началом - прекращение подвоза мазута и угля заставило нас переводить промышленные печи на газогенераторы, так что опыт в получении синтез-газа у нас был, и немалый. От этого и мы и исходили, когда намечали дальнейшие работы.

Тем более что целью газогенераторов было выдать как можно больше топливного газа - то что нам и требовалось для дальнейшего синтеза. Ну, многие-то газогенераторы часто работали и на получение химических продуктов - фенолов, толуолов, аммиака и прочего, и на получение древесного угля или торфяного кокса для металлургии. Но они же могли почти все твердое и уж тем более жидкое вещество переводить в синтез-газ - ведь чем выше температура, тем на более элементарные молекулы разложится древесина, а если еще поддать парку - в прямом смысле этого слова - то и вода разложится на кислород и водород, которые соединятся с еще твердым углеродом древесины и тоже переведут его в газ. Собственно, в идеале при высокотемпературной обработке почти вся древесина перейдет в смесь угарного газа и водорода, ну еще в ней будет пришедший из воздуха азот и его окислы, которые обедняют смесь, занимая объем под свои бесполезные для синтеза молекулы. Но и без этого можно обойтись, если древесину - точнее, древесный уголь или торфяной кокс - калить внешним подогревом в закрытой емкости и в ней же обрабатывать паром - тогда получим уже "богатый" синтез-газ, из которого можно синтезировать нужные вещества. То есть в данном случае мы подходим к синтезу веществ с другой стороны - если при перегонке эти вещества выделялись из сырья или синтезировались из множества промежуточных соединений, то из синтез-газа мы можем получать их соединением совсем простых веществ - угарного газа и водорода, что должно быть проще и более контролируемо, главное - знать и выдерживать параметры синтеза. По идее. Реальность, конечно же, была далека от идеала.

Мы выбрали метиловый спирт в качестве целевого вещества потому, что он мог использоваться, помимо топлива, для синтеза многих других веществ - формальдегида, уксусной кислоты, других спиртов, каучуков, а при реакции с бензолом он дает толуол - в общем, чрезвычайно полезное вещество. Проблема в том, что при атмосферном давлении из синтез-газа получается не более двух процентов метилового спирта. К счастью, в 1921 году во Франции, а в 1923 - в Германии были разработаны более продуктивные методы получения метилового спирта из синтез-газа, но они требовали высоких давлений и температур - при 680 атмосферах и 300 градусах выход спирта составляет почти 100% - давление и температура сдвигали реакции в нужную сторону. Но высокие давления и температуры нас уже не пугали - мы занимались этим направлением в рамках гидрогенизации твердого топлива, так что какие-то навыки у нас были. К тому же если применять катализаторы, то их значения можно снизить. Тем более что были примеры и в нашей стране - первое производство метилового спирта в СССР по этой технологии было запущено в 1934, так что публикаций с технической литературе хватало. Не боги горшки обжигают.

К началу войны использовались процессы именно с применением катализаторов - катализаторы на оксидах цинка и хрома снижают потребные давления в два-три раза - до 250-350 атмосфер, хотя температуры процессов становятся выше - 350-400 градусов. Но сам процесс образования метанола - экзотермический, соответственно тепло надо отводить. Мы и так синтез-газ, полученный обработкой раскаленного кокса паром, охлаждали, сжимали, снова охлаждали - и сравнительно холодным подавали в реакционную камеру - стальную трубу, заполненную таблетками катализатора. Первая как-то работающая установка выдавала пять килограммов метанола в час, но уже вторая, заработавшая в августе 1942го - 100 килограммов, к тому же мы смогли утилизировать часть тепла - с его помощью получали пар, подогревали кокс в одной из двух камер, хотя много еще терялось с охлаждающей водой - к сентябрю народ даже сделал себе на дармовом тепле душевую, кайфовал.

Еще больше снизить давление удалось добавлением в катализаторы меди - оказывается, в мире не применяли медь из-за отравления серой - сера, присутствующая в сырье, соединялась с медью, образуя сульфиды. Но у них сырье было грязным - уголь, нефть, тогда как у нас использовался торф и древесный уголь - в них серы было гораздо меньше. Так что мы начали применять цинк-хром-медные катализаторы, и давление процесса снизилось до 40-100 атмосфер, а температура - до 230-260 градусов - при таких параметрах мы могли строить уже более объемные установки, поэтому к концу 1942 года мы производили уже пять тонн метилового спирта в час, сто тонн в сутки - это двести вылетов истребителей или штурмовиков с полной заправкой или четыреста - с половинной. Неплохой приварок. К лету 1943го выходило уже двадцать пять тонн в час, пятьсот тонн в сутки, к осени - семьсот - метиловый спирт становился основным авиационным топливом для полетов на высотах до двух километров, где в теплое время ниже риск образования ледяных пробок из-за набранной спиртом воды. Правда, была опасность паровых пробок, поэтому мы начинали добавлять более высокие спирты - этиловый, пропиловый, бутиловый.