reich_erwacht (reich_erwacht) wrote,
reich_erwacht
reich_erwacht

Category:

Третий Рейх и топливо. Часть 1.

В первой части мы поговорим о синтезированного топливе.


Первое упоминание о германской нефти относится к 1546 (тысяча пятсот сорок шестому году), когда немецкий ученый Георгий Агрикола, (настоящее имя Георг Павер) считающийся отцом немецкой минералогии, отметил, что в окрестностях Ханигсена найдена нефть. Нефть добывалась местными жителями и использовалась для смазывания осей телег и прочих подобных целей. Первая скважина в Германии была пробурена около Wietze, принадлежавшего тогда Ганноверу в 1859 году. Промышленная же добыча нефти началась в Германии с 1881 года, когда около Ольхейма было найдено месторождение нефти с достаточными запасами. Добывается нефть в Германии и по сей день.

В данной же статье пойдет речь о синтетическом горючем. Поскольку собственной нефти и импортируемой нефти не хватало, а после прихода Гитлера к власти был взят курс на автаркию, немецкие химики обратили свои взоры на то, чего в Германии всегда было много, а именно на каменный уголь. Основными методами производства в Германии являлись метод Бергиуса (он же метод гидрогенизации) и метод Фишера-Тропша.

3

Надо заметить, что методы получения жидкого топлива из угля разработаны немцами не в ходе Второй Мировой войны, а задолго до нее. Еще в 1913 году немецкий химиком Фридрих Бергиус получил жидкое топливо из угля и запатентовал свой метод. Суть метода заключалась в каталитической гидрогенизации угля при воздействии на него водорода под высоким давлением и при высокой температуре.

4

На картинке слева направо — Бергиус, Фишер, Тропш.

Надо заметить, что методы получения жидкого топлива из угля разработаны немцами не в ходе Второй Мировой войны, а задолго до нее. Еще в 1913 году немецкий химиком Фридрих Бергиус получил жидкое топливо из угля и запатентовал свой метод. Суть метода заключалась в каталитической гидрогенизации угля при воздействии на него водорода под высоким давлением и при высокой температуре.

Практически это выглядело следующим образом: предварительно уголь измельчают, совмещая процесс измельчения с сушкой. Делается это для увеличения поверхности соприкосновения угля и водорода. Далее угольную пыль, замешивают в пасту, с прибавлением каменноугольной смолы и катализатора и подают в реактор — стальной цилиндр, снабженный мешалкой. Туда же подается водород. Процесс идет при давлении 250—300 атм и температуре 400—600°, в результате образуется масло, из которого разгонкой получают бензин и некоторые другие продукты, а именно каменноугольную смолу, которую вновь пускают в процесс. Получающийся в процессе разгонки газ также используют непосредственно в производстве как топливо. В качестве катализатора используется красный шлам — отходы бокситного производства. Тут надо отметить, что для гидрогенизации лучше всего подходил бурый уголь, поскольку ввиду своего состава из него выход жидкого топлива выше.

Общая схема синтеза по методу Бергиуса.

5

В 1915 году Бергиус строит завод по производству синтетического топлива в Рейнау, близ Мангейма. Однако Первая Мировая война закончилась, потребность в синтетическом горючем резко уменьшилась и Бергиус остается не у дел. И только в 1921 году, продав свое патентное право (собственно почему данный метод и известен как метод гидрогенизации) Бергиус продолжает работы по усовершенствованию данного метода. Между 1922 и 1925 гг. Бергиус добился непрерывности разработанного им процесса, возможности контролировать температуру в ходе реакции и открыл эффективный источник получения водорода путем сжигания смеси метана и кислорода. В 1931 г. Бергиусу была присуждена Нобелевская премия по химии «за заслуги по введению и развитию методов высокого давления в химии».

Второй метод — метод Фишера-Тропша и как следует из названия метода, разработаны Францем Фишером и Гансом Тропшем. В 1922—1926 гг. в результате исследований Фишера и Тропша был осуществлен в промышленном масштабе процесс получения синтетического жидкого топлива из смеси окиси углерода и водорода (так называемого синтез газа) под низким давлением. В результате этого процесса, как и при гидрогенизации твердого топлива, образуется сложная смесь жидких углеводородов, из которых в конечном счете (используя разгонку) получается синтетический бензин.
Суть метода заключалась в следующем: уголь без доступа воздуха при высокой температуре разлагается на угарный газ и водород. Далее в присутствии катализатора из этих двух газов синтезируется бензин, солярка, мазут, пропан и т.д.. Товарные продукты конденсируются в охладителях, лёгкие фракции типа пропана , бутана и т.д. сжигаются в печи . Тепло выделяемое при сжигании и идёт на создание температуры для разложения угля. В качестве катализаторов используется железо или кобальт. Условиями проведения процесса являются: давление от 1 атм (для кобальтовых катализаторов) до 30 атм, температура 190—240 °C (низкотемпературный вариант, для кобальтового и железного катализаторов) или 320—350 °C высокотемпературный вариант, для железного).

Схема процесса прилагается.

6

пять же не следует думать, что и данный метод Фишером и Тропшем создан на пустом месте. Еще в 1839 году немецкий же химик Густав Бишоф построил первый газогенератор, правда газ там получался из дерева. (Кстати вещество бишофит имеет свое название как раз из фамилии этого немца)

Существовали еще два метода производства жидкого топлива из каменноугольной смолы. (Каменноугольная смола — остаточный продукт после коксования углей). Поэтому для производства жидкого топлива использовали либо отходы коксового производства, либо целенаправленно проводили пиролиз угля для получения каменноугольной смолы. Данный процесс именовался немцами карбонизацией и был двух видов: высокотемпературный (при температуре свыше 600 °C) и низкотемпературный, при котором целенаправленно добывалась каменноугольная смола, которая затем перерабатывалась в жидкое топливо путем возгонки. В качестве жидкого топлива использовался также алкоголь. История использования алкоголя такова. В 30 годы ввиду финансового кризиса для поддержки крестьян для добавок в топливо использовался алкоголь, перегоняемый из картофеля. Осуществлялось это все на уровне государства. Импортеры и производители были обязаны добавлять алкоголь в топливо, покупая его у государственной этиловой монополии, которая в свою очередь скупала излишки картофеля у крестьян. В разные годы процент алкоголя в топливе был разный. В самом начале процент алкоголя в топливе был 2,5 %, к 1937 году процент алкоголя в топливе вырос до 10, затем к весне 1939 года был снижен до 8,5. Весной 1939 года относительно добавки алкоголя в топливо, Германия была поделена на две части приблизительно по линии Bentschen на востоке и Bentheim на западе. К северу, где потреблялось примерна одна треть всего германского топлива, содержания алкоголя в топливе оставили неизменным, южнее этой линии алкоголь был заменен на тетраэтил свинец. Кроме того алкоголь мог использоваться и непосредственно как топливо.

Данная табличка показывает использование спиртов как топлива.

7


Как топливо использовался и бензол. Существовали также топливные смеси состоящие из алкоголя, бензола и тетралина.
Поскольку температура плавления у всех трех веществ разная, то возможно эта смесь разлагалась при низких температурах на фракции. (Возможно на этом основано мнение о том, что синтетический бензин якобы при низких температурах разлагается на фракции. Однако же данная смесь бензином вообще не является.) Раз уж пошел разговор о всевозможных эрзацах и
заменителях, необходимо отметить, что уже в довоенные годы в Германии использовался сжиженный бутан и пропан в качестве топлива. Оба эти газа — побочные продукты химического производства. Данное топливо обозначалось как Triebgas. Смесь газов сжижали под давлением 2-3 атмосферы и заправляли в стальные баллоны длиной 1.3 метра и диаметром 30 см. В таком баллоне содержалось примерно 78 литров (или 35 кг) сжиженного газа. Грузовики работающие на газе обычно имели два таких баллона, а автобусы от трех до пяти. Грузовики осуществляющие перевозки на большие расстояния имели до 10 таких баллонов. Заправка таких газоавтомобилей осуществлялась путем замены баллонов и занимала примерно 10 минут. Кроме того существовали автомобили оборудованные специальными емкостями, в которые помещалось 300 литров сжиженного газа, однако такие автомобили надо было заправлять на специальных заправочных станциях.

Теперь перейдем непосредственно к продуктам производства. Итак, в результате процесса синтезируются следующие продукты, имеющие значение как топливо: при гидрогенизации образуется преимущественно бензин, в результате метода Фишера Тропша — бензин, соляра и мазут. Остановимся на бензине.

По немецкой классификации бензин используемый как автомобильный обозначался немцами

Vergaserkraftstoff. Согласно статистическим данным — синтетический автобензин немцы получали методом Фишера Тропша. Бензин был окрашен в красный цвет и октановое число его было 72. Проводимые американцами исследования свойств этого бензина показали, что данный бензин теряет свою текучесть при температуре -23°C -25°C. Собственно американцами использовался термин pour point, что в отношении нефтепродуктов означает, что жидкость при данной температуре не может самостоятельно протекать по трубкам или трубам. О каких то разложениях на какие то фракции при низких температурах (о чем постоянно пишут в русскоязычных интернетах) ничего не сообщается. Методом гидрогенизации опять же согласно немецкой статистики получали в основном авиационный бензин.

Авиатопливо имело следующие обозначения.

Бензин А3 — окрашивался в синий цвет. Октановое число 70, с добавлением тетраэтила свинца октановое число возрастало до 80. Использовался немцами для заправки учебных самолетов, что естественно не исключало и применение его в ходе боевых действий.

Бензин В4 — был также окрашен в синий цвет. Октановое число 72. При добавлении тетраэтил свинца — 89. Использовался немцами для заправки бомбардировщиков.

Бензин С3 — зеленого цвета, использовался для заправки истребителей. Согласно опять же американских данных октановое число данного бензина в ходе войны повысилось от 94 в 1940 году до 97в 1943. Согласно тем же данным температура замерзания — freezing point — была ниже -60°C.

Раз уж речь зашла об авиатопливе необходимо коснутся бензина С2 — это тот же самый бензин, что и С3, но получаемый из нефти.
Кроме того существовала авиасолярка с обозначениями Е1 и Е2. Поскольку самолетов с авиадизелями у немцев как таковых и не было — упоминаю об этой маркировке топлива исключительно в порядке исторического интереса.
Топливо для реактивных самолетов обозначалось J2.

Теперь о заводах по производству синтетического топлива.
К 1 сентября 1939 года Германии имелось 7 заводов работающих по методу гидрогенизации, 7 заводов работающих по методу Фишера Тропша и еще несколько заводов работающих по методу получения бензина из каменноугольной смолы, остающейся после коксования угля. Месячная выработка синтетического топлива на всех этих заводах достигала 120.000 тонн. В 1941 году заводы по производству синтетического топлива произвели 4.1 миллиона тонн топлива и нефтепродуктов при общей выработке нефтепродуктов в 12 миллионов тонн. В последующие годы выработка синтетического топлива продолжала увеличиваться.
Наглядно количественные показатели представлены в следующей табличке.

8

Видно, что из года в год производство синтетического топлива (Synthetic production) неуклонно возрастало от 1.6 миллиона тонн в 1938 году до 5.7 миллионов тонн в 1944.

Положение заводов по производству синтетического горючего представлен на на следующей картинке.

9

Для производства синтетического топлива немцами было израсходовано 10 миллионов тонн каменного угля (что составило 4 процента от общей добычи каменного угля) и 50 миллионов бурого угля (20 процентов от общей добычи). В среднем на производство 1 тонны топлива расходовалось 4 тонны каменного угля или от 8 до 10 тонн бурого угля.
Несмотря на миллионные количественные показатели, на заводах по производству синтетического топлива работало относительно небольшое количество рабочих. Так в июле 1943 года их число составило всего 95 000 человек.

Значение же синтетического топлива наглядно демонстрирует следующая табличка.

10

Данные за первый квартал 1944 года — это фактически пик немецкого производства, поскольку в данный период (в первый квартал 1944 года) объекты нефтепереработки и заводы по производству синтетического горючего почти не подвергались бомбардировкам. Необходимые пояснения к таблице:

— aviation gasoline — авиабензин
— motor gasoline — автобензин
— diesel oil — топливо для дизелей (солярка)
— uel oil — мазут
— ubricating oils — смазочные масла
— producer gas — попутные газы

Наглядно видно, что основная роль в производстве авиабензина (92 %) приходится именно на процесс гидрогенизации угля. Производство автобензина и синтетической солярки — примерно треть от всего произведенного. Производство мазута синтетическим путем — только 14 % от всего произведенного.

За материал спасибо teufel65.
Tags: Квинтэссенция, Третий Рейх, Экономика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments