Синтез-газ – топливо будущего
Не все страны богаты природными ресурсами. И если отсутствие собственных золотых приисков или алмазных копей может просто расстраивать, то наличие углеводородных месторождений зачастую становится вопросом жизнеспособности государства, особенно в военный период. Богатый опыт в производстве эрзацов (заменителей) приобрела в первой половине двадцатого века Германия.
Уже в 1915 году немецкие подводные лодки поставили Британию в крайне затруднительное положение, препятствуя поставкам «крови войны» на острова. Во время Второй мировой войны Германия оказалась в не менее тяжелом положении, особенно после потери румынских нефтяных месторождений. Казалось, еще немного, и капитуляция неизбежна. Танки, самолеты, корабли и субмарины не смогут принимать участия в боевых действиях, их будет нечем заправлять, однако война продолжалась еще многие долгие месяцы. Уголь, которого на территории рейха добывали немало, оказался подходящим сырьем для производства синтетических углеводородов, главным из которых стал синтез-газ.
Блестяще подготовленные и талантливые немецкие ученые еще задолго до войны занялись разработкой этого вопроса. Франц Фишер, возглавлявший Институт кайзера Вильгельма, еще в 1926 году опубликовал научную работу, посвященную прямому синтезу углеводородов при атмосферном давлении, не только доказав такую возможность, но и обосновав ее технологическую доступность. Синтез-газ получался в результате водородной восстановительной реакции СО в присутствии катализирующих веществ, таких, как смесь оксида цинка с железом или оксида хрома с кобальтом, проходящей при температуре 270 градусов Цельсия. Такой процесс позволял добиваться получения газообразных, жидких и твердых гомологов метана.
На кадрах хроники военных времен можно порой увидеть газовый автомобиль, работающий на… дровах. Да, генератор, питающий мотор горючей смесью, был относительно компактен, а чтобы приводить в движение машину, достаточно было взять топор и направиться к ближайшему лесу.
Химическое соединение монооксида углерода и молекул водорода Н2, то есть синтез-газ, можно осуществлять не только из каменного угля, но и из любого углеродосодержащего исходного сырья. Процесс получил название синтеза Фишера-Тропша, по именам изобретателей. На момент его публикации были и другие способы получения органического топлива из угля, минуя синтез-газ. В той же Германии Бергиус получил бензин из угля в 1911 году, но технология процесса была несравненно сложнее.
Как и более ранние работы, это достижение стало результатом решения проблемы, с которой сталкивалась развитые в промышленном и военном отношении страны, не имеющие доступа к природным углеводородам.
В послевоенные годы получение синтез-газа временно утратило актуальность. Интерес к этой технологии возобновился в начале семидесятых годов двадцатого века, когда возник так называемый «нефтяной кризис», ставший результатом согласованного повышения цен на нефть странами ОПЕК.
Без сомнения, опыт получения углеводородов из сырья будет становиться все более востребованным по мере истощения природных ресурсов, особенно нефти и газа, значение которых в качестве сырья для химической промышленности сегодня все еще недооценено. Когда-то Д.И. Менделеев сравнивал использование их в качестве источников энергии со сжиганием ассигнаций.