Техника и человек в 2000 году

Свыше 80 % германского каменного угля, а также большинство сортов бурого угля является пригодным материалом для этого метода. Обычно неохотно применяемые мелкий уголь и угольная пыль как раз здесь встречаются с распростертыми объятиями. Как известно, в рудниках скопляются сплошь и рядом огромные количества малоценных углей, которые не находят себе сбыта. При 400–500 атм. давления в течение одного часа в котле, емкостью, примерно, в 1 000 л, перерабатывается до 800 кг угля.

Об экономическом значении нового метода высказался сам проф. Бергиус в 1926 г. в Берлине в докладе на тему: «Какое влияние может оказать добывание искусственной нефти на нефтяное хозяйство». Бергиус исходил из современного состояния нефтяного хозяйства, которое характеризуется неслыханным расцветом автомобильного транспорта и беспрерывным ростом применения нефти в морском транспорте. Те опасные свойства нефти, благодаря которым она является хорошим источником энергии нестационарных (подвижных) машин, сообщают ей также характер военного материала первостепенной важности. Это обстоятельство в сочетании с тем фактом, что Европа весьма обделена этим важным ископаемым, логически толкает Англию к определенной нефтяной политике, налагающей на нее различные финансовые жертвы. Нефтяное хозяйство Англии пользуется государственной поддержкой, но все же только крупнейшие чрезвычайно сильные предприятия в состоянии взять на себя риск, сопряженный с промышленным добыванием нефти. Поэтому подлинными представителями нефтяного хозяйства являются крупные концерны; но положение может измениться, если наступит предсказываемое геологами истощение нефтяных залежей, и усложнение условий добычи повысит цену на нефть. Время поэтому подумать об открытии новой сырьевой базы для будущего добывания нефти. Если рассмотреть распределение топливных ресурсов на земном шаре, то единственным, с точки зрения химии, мыслимым исходным сырьем для получения нефти является уголь. Применявшиеся до сего времени методы коксования и перегонки не удовлетворяют задаче разрешения вопроса о нефти во всем ее объеме; ибо добывание нефти, обремененное добыванием кокса или полукокса, экономически совершенно нежизнеспособно. Уголь поэтому необходимо превращать в нефть в максимальном размере — задача, которую способен разрешить лишь метод гидрирования. Первые лабораторные опыты над гидрированием угля начались уже 13 лет тому назад. Процесс гидрирования основан на легко понятном и для неспециалиста явлении, заключающемся в том, что минеральный уголь, который нагревают приблизительно до 400° Ц под высоким давлением на него водорода, жадно поглощает этот водород, так что из твердого угля получаются жидкие углеводороды. Удалось также найти способ дешево получать необходимый водород из газа самой реакции. Эти газы — так называемые низшие углеводороды — при высокой температуре расщепляются, и путем введения водяного пара получается газовая смесь, которая после надлежащей очистки обладает достаточно высокой концентрацией водорода. Преимуществом способа Бергиуса является то, что он не нуждается, как это имеет место при получении синтетического аммиака, в химически чистом водороде.

На вопрос о себестоимости искусственной нефти можно уже в настоящее время дать приблизительный ответ. Сооружение завода, изготовляющего ежегодно 50 000 т искусственной нефти, стоит 8 млн марок (марка = 45 или 46 коп.). Себестоимость нефти составляет 92 марки за тонну или, при собственном производстве необходимой электрической энергии, 78 марок. Эта крупная разница в цене понятна, если учесть, что расходование энергии производится совершенно равномерно. Продажная цена готовых продуктов колеблется между 140 и 190 марками за тонну в зависимости от процента автомобильного топлива и смазочного масла в общей продукции, так что неизбежно падение нынешней цены нефти на 65–40 марок.

После упорных усилий в 1926 г. на территории предприятий Лейна под Мерзебургом был сооружен первый в мире завод для бергинизации угля, за которым последовал второй — в Рурской области. Новый завод в Мерзебурге занимает 23 огромных здания. В 10 зданиях производится разжижение угля, в особенности бурого угля, залежи которого расположены в Средней Германии. При этом применяется водород, добываемый на собственных заводах по методу Бергиуса. Продукция производства хранится в 15 крупных резервуарах до рассылки потребителям. Рассчитывают, что в этих гигантских предприятиях будет добываться ежегодно 120 млн т бензина.

Америка также занялась изготовлением из угля искусственных масел, однако не в таких размерах, как Германия, которая, как известно, до сих пор находится в большой зависимости от заграничного нефтяного рынка.

Согласно изложенному, мы различаем, таким образом, четыре возможности использования энергии, заключающейся в угле. Наиболее примитивным является сжигание угля в печи, затем следует производство светильного газа с его побочными продуктами, более рационально поставленное коксование и, наконец, как высшая ступень, разжижение угля. При коксовании получается, например, из 100 кг каменного угля 66 кг кокса, 7 кг каменноугольной смолы, 17 кг газа и 10 кг аммиачной воды. При разжижении из 100 кг верхнесилезского пламенного угля получается 22 кг легко кипящего масла, 17 кг масла, кипящего при более высокой температуре, 16 кг дегтя, 15 кг газа. Далее получается 9 кг воды, 6 кг золы, 14,5 кг менее измененной угольной субстанции, 0,5 кг аммиака.

Кроме упомянутых методов, в конце 1926 г. стал известен еще один — голландский способ. Институту по технологии в Донгене удалось получить чистый молекулярный чрезвычайно активный углерод, которому изобретатель Аарц, известный специалист в области теплотехники, дал имя карбон-альфа. Этот продукт может изготовляться в трех различных формах, а именно: 1) как сухой альфа-углерод, который может найти применение в каучуковой, красочной, сахарной и жировой промышленности; 2) как легкий углеводород, в жидком состоянии служащий автомобильным топливом; 3) как углеводород высокой тепловой ценности в форме газа. По сообщениям, этот метод гораздо проще, нежели метод Бергиуса и Фишера, так как при нем не нужны ни катализаторы, ни отдельное производство водорода.

Чтобы еще более полно уяснить себе экономическое значение реализации наших угольных сокровищ, необходимо представить себе угольное хозяйство прежнего времени и изменения, происшедшие в самой энергетической проблеме. Добыча каменного угля 1924 г. в Германии упала по сравнению с 1913 г. приблизительно на 13 млн т, в то время как потребление снизилось на 24 млн т; 1925 г. дает еще более неблагоприятные цифры. Причины этого уменьшения потребления угля следует видеть в отмечающемся за последние годы неуклонном улучшении теплового хозяйства и соответственно лучшем использовании угля. Далее сюда нужно добавить использование новых источников энергии, в особенности воды, которая в некоторых областях, например в Баварии, почти совершенно вытеснила уголь. Еще большее значение имеет рост потребления естественной нефти, увеличивающийся с каждым годом. Потребляемое в Германии количество нефти соответствует в настоящее время 100 млн т угля, тогда как в 1913 г. оно достигало едва трети этого количества. Отсюда ясно, что в настоящее время, несмотря на крупные промышленные кризисы и недостаток сбыта, при включении в итог потребления нефти, расходуется значительно больше энергии, чем в лучшие годы довоенного хозяйства.

Наиболее ярко обнаруживается это явление в Соединенных штатах, где добыча нефти за последние годы приняла огромные размеры, оказывая сильное влияние на потребление угля, так что в настоящее время в Америке излишек добываемого угля исчисляется в 45 %. Потребление нефти в Англии также повысилось в 4 раза по сравнению с потреблением угля. В мелкой промышленности, в судоходстве, даже в локомотивах с двигателями внутреннего сгорания— применение нефти приобретает все большее и большее значение. Удобство обращения с нефтью, экономия в отношении пространства и времени, экономичность в потреблении, лучшее использование тепла — вот достоинства, которые оправдывают даже более высокую цену на нефть.