Синтетический бензин в германии


Синтетическое топливо и сланцевая нефть » Военное обозрение

Не секрет, что в современном мире кровью мировой экономики является нефть, так называемое черное золото. На протяжении XX и XXI века именно нефть остается одним из наиболее важных для человечества полезных ископаемых на планете. На 2010 год нефть занимала ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе, на ее долю приходилось 33,6% в общем потреблении энергоресурсов. При этом нефть — это невозобновляемый ресурс, и разговоры о том, что рано или поздно ее запасы подойдут к концу, ведутся уже не один десяток лет.

По оценкам ученых, разведанных запасов нефти в мире хватит примерно на 40 лет, а неразведанных еще лет на 10-50. К примеру, в России по состоянию на 1 января 2012 года согласно официально обнародованной информации (до этого момента информация по запасам нефти и газа была засекреченной), объем извлекаемых запасов нефти категорий А/B/С1 составлял 17,8 миллиарда тонн, или 129,9 миллиардов бареллей (согласно расчету, при котором одна тонна экспортной нефти Urals составляет 7,3 барреля). Исходя из существующих объемов добычи, этих разведанных природных богатств нашей стране хватит на 35 лет.

При этом в чистом виде нефть практически не используется. Главная ценность заключается в продуктах ее переработки. Нефть — это источник получения жидкого топлива и масел, а также огромного количества важных для современной промышленности продуктов. Без топлива остановится не только мировая экономика, но и любая армия. Без горючего не поедут автомобили и танки, не взлетят в небо самолеты. При этом некоторые страны изначально лишены собственных запасов черного золота. Ярким примером таких стран в XX веке стали Германия и Япония, которые, обладая очень скудной ресурсной базой, развязали Вторую мировую войну, каждый день которой требовал огромного расхода топлива. В годы Второй мировой войны Германия в значительной степени, в отдельные годы до 50%, удовлетворяла свои потребности в топливе за счет производства жидкого топлива из угля. Выходом для нее стало использование синтетического топлива и масел. Аналогичным образом поступили в прошлом веке и в ЮАР, где предприятие Sasol Limited в годы Апартеида помогало южноафриканской экономике успешно работать под давлением международных санкций.

Синтетическое топливо

В 1920-е годы немецкие исследователи Франц Фишер и Ганс Тропшом, которые трудились в Институте кайзера Вильгельма, изобрели процесс, который получил название процесса Фишера — Тропша. Его принципиальным значением стал выпуск синтетических углеводородов для их использования в качестве синтетического топлива и смазочного масла, к примеру, из угля. Неудивительно, что данный процесс был изобретен в достаточно бедной нефтью, но в то же время богатой углем Германии. Он широко использовался для промышленного выпуска жидкого синтетического топлива. Германия и Япония в годы войны широко применяли этот альтернативный вид топлива. В Германии годовое производство синтетического топлива в 1944 году достигло примерно 6,5 миллиона тонн, или 124 000 баррелей в день. После завершения Второй мировой войны взятые в плен немецкие ученые продолжили работу в этой области. В частности, в США они участвовали в операции «Скрепка», работая в Бюро горной промышленности.

Начиная с середины 1930-х годов в Германии, США, СССР и других промышленно развитых государствах мира начали получать распространение технологии газификации конденсированных топлив в химико-технологических целях, в первую очередь для синтезирования разнообразных химических соединений, в том числе искусственных масел и жидкого топлива. В 1935 году в Германии и Англии из угля, воздуха и воды было изготовлено 835 тысяч тонн и 150 тысяч тонн синтетического бензина соответственно. А в 1936 году лично Адольф Гитлер дал в Германии старт новой госпрограмме, которая предусматривала выпуск синтетического топлива и масел.

Уже в следующем году Франц Фишер совместно с Гельмутом Пихлером (Ганс Тропш в 1931 году уехал из Германии в США, где спустя четыре года ушел из жизни) смогли разработать метод синтеза углеводородов при среднем давлении. В своем процессе немецкие ученые применили катализаторы на основе соединений железа, давление около 10 атмосфер и высокие температуры. Проводимые ими эксперименты имели огромное значение для развертывания в Германии многотоннажного химического выпуска углеводородов. В результате осуществления данного процесса в качестве основных продуктов получались парафины и бензин с высоким октановым числом. 13 августа 1938 года в Каринхалле — охотничьем поместье рейхсминистра авиации Германа Геринга — прошло совещание, на котором была принята программа развития топливного производства, которая получила условное обозначение «Каринхаллеплан». Выбор резиденции Геринга и его кандидатуры, как руководителя программы, был неслучайным, так как возглавляемое им Люфтваффе потребляло минимум треть производимого в Германии топлива. Помимо всего прочего данный план предусматривал существенное развитие выпуска синтетического моторного топлива и смазочных масел.

В 1939 году процесс Фишера — Тропша был запущен в рейхе в коммерческих масштабах применительно к бурому углю, месторождениями которого была особо богата средняя часть страны. Уже к началу 1941 году суммарный выпуск в фашистской Германии синтетического топлива догнал выпуск нефтяного топлива, а далее и превысил его. Помимо синтетического горючего в рейхе из генераторного газа синтезировали жирные кислоты, парафин, искусственные жиры, в том числе и пищевые. Так из одной тонны условного конденсированного топлива по методу Фишера — Тропша можно было получить 0,67 тонны метанола и 0,71 тонны аммиака, или же 1,14 тонны спиртов и альдегидов, в том числе и высших жирных спиртов (ВЖС), или же 0,26 тонны жидких углеводородов.

В конце Второй мировой войны более полугода с осени 1944 года, когда войска Красной Армии заняли нефтяные промыслы Плоешти (Румыния) — крупнейшего природного источника сырья для изготовления топлива, который контролировался Гитлером, и до мая 1945 года функцию моторного топлива в экономике Германии и армии выполняли искусственные жидкие топлива и генераторный газ. Можно сказать, что гитлеровская Германия была империей, которая строилась на твердом углеродсодержащем сырье (в первую очередь угле и в меньшей степени на обычной древесине), воде и воздухе. 100% обогащенной азотной кислоты, которая была необходима для выпуска всех военных взрывчатых веществ, 99% каучука и метанола и 85% моторного топлива синтезировались в Германии из этих сырьевых элементов.

Заводы газификации и гидрогенизации угля были основой немецкой экономики 1940-х годов. Среди всего прочего, синтетическое авиатопливо, которое производилось по методу Фишера — Тропша на 84,5% покрывало все потребности Luftwaffe в военные годы. В годы Второй мировой в фашистской Германии данный метод для синтеза дизельного топлива применялся на восьми заводах, которые давали примерно 600 тысяч тонн дизтоплива в год. При этом данный проект полностью финансировался государством. Аналогичные заводы немцы построили и в оккупированных ими странах, в частности в Польше (Освенцим), который продолжал работу до 1950-х годов включительно. После завершения войны все эти заводы на территории Германии были закрыты и частично вместе с технологиями вывезены из страны в счет репараций СССР и США.

Сланцевая нефть

Вторым источником для производства топлива, помимо угля, является сланцевая нефть, тема которой последние несколько лет не сходит со страниц мировой прессы. В современном мире одной из самых важных тенденций, наблюдаемой в нефтедобывающей отрасли, является уменьшение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение разведанных запасов нефти на планете вынуждает нефтяные компании работать с альтернативными источниками углеводородов и заниматься их поисками. Одним из таких источников, вместе с тяжелой нефтью и природными битумами, выступают горючие сланцы. Имеющиеся на планете запасы горючих сланцев на порядок превосходят запасы нефти. Основные их запасы сосредоточены на территории США — около 450 триллионов тонн (24,7 триллиона тонн сланцевой нефти). Существенные их запасы есть в Китае и Бразилии. Располагает обширными их запасами и Россия, где содержится около 7% мировых запасов. В США добыча сланцевой нефти началась еще в конце 40-х — начале 50-х годов прошлого века шахтным способом. По большей части добыча носила экспериментальный характер и осуществлялась в мизерных размерах.

На сегодняшний день в мире существует два основных способа получения нужного сырья из горючих сланцев. Первый из них подразумевает добычу сланцевой породы открытым или шахтным методом с последующей переработкой в специальных установках-реакторах, в которых сланцы подвержены пиролизу без доступа воздуха. В ходе этих операций из породы получают сланцевую смолу. Данный метод активно старались развивать и в Советском Союзе. Известны также подобные проекты по добыче сланцев на месторождении Ирати в Бразилии и в китайской провинции Фушунь. В целом же и в 40-е годы XX века, и сейчас метод добычи сланцев с последующей их переработкой остается довольно затратным способом, а себестоимость конечной продукции остается высокой. В ценах 2005 года себестоимость барреля такой нефти составляла на выходе 75-90 долларов.

Второй способ добычи сланцевой нефти предполагает ее добычу прямо из пласта. Именно этот метод получил развитие в США в последние несколько лет и позволил вести разговоры о «сланцевой революции» в нефтедобыче. Данный метод предусматривает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. При этом часто требуется проводить химический или термический разогрев пласта. Очевидно и то, что такой метод добычи значительно сложнее, а значит и дороже традиционного способа добычи вне зависимости от применяемых технологий и прогресса в научной сфере. Пока что себестоимость сланцевой нефти оказывается существенно выше традиционной нефти. По оценкам самих нефтедобывающих компаний, ее добыча остается рентабельной при минимальных ценах на нефть на мировом рынке выше 50-60 долларов за баррель. При этом оба способа имеют те или иные значительные недостатки.

К примеру, первый метод с открытой или шахтной добычей горючих сланцев и их последующей переработкой значительно сдерживается необходимостью утилизации огромных количеств углекислого газа — СО2, который образуется в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Окончательно проблема утилизации углекислого газа все еще не решена, а его выбросы в земную атмосферу чреваты серьезными экологическими проблемами. В то же время при добыче сланцевой нефти непосредственно из пластов появляется друга проблема. Это высокие темпы падения дебита введенных в эксплуатацию скважин. На первоначальном этапе эксплуатации скважины, благодаря множественным гидроразрывам и горизонтальному закачиванию, характеризуются очень высоким дебитом. Однако после примерно 400 дней работы объемы добываемой продукции резко снижаются (до 80%). Для того чтобы компенсировать столь резкое падение и как-то выровнять профиль добычи, скважины на таких сланцевых месторождениях необходимо вводить в эксплуатацию поэтапно.

В то же время такие технологии, как горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, позволили США нарастить добычу нефти более чем на 60% с 2010 года, доведя ее до 9 миллионов баррелей в день. В настоящее время одним из наиболее успешных примеров использования технологий добычи сланцевой нефти является месторождение Баккен (Bakken), находящееся на территории штатов Северная и Южная Дакота. Разработка именно этого месторождения сланцевой нефти породила своего рода эйфорию на рынке Северной Америки. Всего 5 лет назад добыча нефти на данном месторождении не превышала 60 тысяч баррелей в сутки, а в настоящее время составляет уже 500 тысяч баррелей. По мере осуществления здесь геологоразведки запасы нефти месторождения выросли со 150 миллионов до 11 миллиардов баррелей. Наряду с этим нефтеносным месторождением добыча сланцевой нефти в США ведется на месторождениях Bone Springs в Нью-Мексико, Eagle Ford в Техасе и Three Forks в Северной Дакоте.

Источники информации:http://dom-en.ru/gkt11http://vseonefti.ru/neft/slancevaya-neft.htmlhttp://www.vestifinance.ru/articles/49084Материалы из открытых источников

topwar.ru

Синтетическое топливо и сланцевая нефть

Не секрет, что в современном мире кровью мировой экономики является нефть, так называемое черное золото. На протяжении XX и XXI века именно нефть остается одним из наиболее важных для человечества полезных ископаемых на планете. На 2010 год нефть занимала ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе, на ее долю приходилось 33,6% в общем потреблении энергоресурсов. При этом нефть — это невозобновляемый ресурс, и разговоры о том, что рано или поздно ее запасы подойдут к концу, ведутся уже не один десяток лет.

По оценкам ученых, разведанных запасов нефти в мире хватит примерно на 40 лет, а неразведанных еще лет на 10-50. К примеру, в России по состоянию на 1 января 2012 года согласно официально обнародованной информации (до этого момента информация по запасам нефти и газа была засекреченной), объем извлекаемых запасов нефти категорий А/B/С1 составлял 17,8 миллиарда тонн, или 129,9 миллиардов бареллей (согласно расчету, при котором одна тонна экспортной нефти Urals составляет 7,3 барреля). Исходя из существующих объемов добычи, этих разведанных природных богатств нашей стране хватит на 35 лет.

При этом в чистом виде нефть практически не используется. Главная ценность заключается в продуктах ее переработки. Нефть — это источник получения жидкого топлива и масел, а также огромного количества важных для современной промышленности продуктов. Без топлива остановится не только мировая экономика, но и любая армия. Без горючего не поедут автомобили и танки, не взлетят в небо самолеты. При этом некоторые страны изначально лишены собственных запасов черного золота. Ярким примером таких стран в XX веке стали Германия и Япония, которые, обладая очень скудной ресурсной базой, развязали Вторую мировую войну, каждый день которой требовал огромного расхода топлива. В годы Второй мировой войны Германия в значительной степени, в отдельные годы до 50%, удовлетворяла свои потребности в топливе за счет производства жидкого топлива из угля. Выходом для нее стало использование синтетического топлива и масел. Аналогичным образом поступили в прошлом веке и в ЮАР, где предприятие Sasol Limited в годы Апартеида помогало южноафриканской экономике успешно работать под давлением международных санкций.

Синтетическое топливо

В 1920-е годы немецкие исследователи Франц Фишер и Ганс Тропшом, которые трудились в Институте кайзера Вильгельма, изобрели процесс, который получил название процесса Фишера — Тропша. Его принципиальным значением стал выпуск синтетических углеводородов для их использования в качестве синтетического топлива и смазочного масла, к примеру, из угля. Неудивительно, что данный процесс был изобретен в достаточно бедной нефтью, но в то же время богатой углем Германии. Он широко использовался для промышленного выпуска жидкого синтетического топлива. Германия и Япония в годы войны широко применяли этот альтернативный вид топлива. В Германии годовое производство синтетического топлива в 1944 году достигло примерно 6,5 миллиона тонн, или 124 000 баррелей в день. После завершения Второй мировой войны взятые в плен немецкие ученые продолжили работу в этой области. В частности, в США они участвовали в операции «Скрепка», работая в Бюро горной промышленности.

Начиная с середины 1930-х годов в Германии, США, СССР и других промышленно развитых государствах мира начали получать распространение технологии газификации конденсированных топлив в химико-технологических целях, в первую очередь для синтезирования разнообразных химических соединений, в том числе искусственных масел и жидкого топлива. В 1935 году в Германии и Англии из угля, воздуха и воды было изготовлено 835 тысяч тонн и 150 тысяч тонн синтетического бензина соответственно. А в 1936 году лично Адольф Гитлер дал в Германии старт новой госпрограмме, которая предусматривала выпуск синтетического топлива и масел.

Уже в следующем году Франц Фишер совместно с Гельмутом Пихлером (Ганс Тропш в 1931 году уехал из Германии в США, где спустя четыре года ушел из жизни) смогли разработать метод синтеза углеводородов при среднем давлении. В своем процессе немецкие ученые применили катализаторы на основе соединений железа, давление около 10 атмосфер и высокие температуры. Проводимые ими эксперименты имели огромное значение для развертывания в Германии многотоннажного химического выпуска углеводородов. В результате осуществления данного процесса в качестве основных продуктов получались парафины и бензин с высоким октановым числом. 13 августа 1938 года в Каринхалле — охотничьем поместье рейхсминистра авиации Германа Геринга — прошло совещание, на котором была принята программа развития топливного производства, которая получила условное обозначение «Каринхаллеплан». Выбор резиденции Геринга и его кандидатуры, как руководителя программы, был неслучайным, так как возглавляемое им Люфтваффе потребляло минимум треть производимого в Германии топлива. Помимо всего прочего данный план предусматривал существенное развитие выпуска синтетического моторного топлива и смазочных масел.

В 1939 году процесс Фишера — Тропша был запущен в рейхе в коммерческих масштабах применительно к бурому углю, месторождениями которого была особо богата средняя часть страны. Уже к началу 1941 году суммарный выпуск в фашистской Германии синтетического топлива догнал выпуск нефтяного топлива, а далее и превысил его. Помимо синтетического горючего в рейхе из генераторного газа синтезировали жирные кислоты, парафин, искусственные жиры, в том числе и пищевые. Так из одной тонны условного конденсированного топлива по методу Фишера — Тропша можно было получить 0,67 тонны метанола и 0,71 тонны аммиака, или же 1,14 тонны спиртов и альдегидов, в том числе и высших жирных спиртов (ВЖС), или же 0,26 тонны жидких углеводородов.

В конце Второй мировой войны более полугода с осени 1944 года, когда войска Красной Армии заняли нефтяные промыслы Плоешти (Румыния) — крупнейшего природного источника сырья для изготовления топлива, который контролировался Гитлером, и до мая 1945 года функцию моторного топлива в экономике Германии и армии выполняли искусственные жидкие топлива и генераторный газ. Можно сказать, что гитлеровская Германия была империей, которая строилась на твердом углеродсодержащем сырье (в первую очередь угле и в меньшей степени на обычной древесине), воде и воздухе. 100% обогащенной азотной кислоты, которая была необходима для выпуска всех военных взрывчатых веществ, 99% каучука и метанола и 85% моторного топлива синтезировались в Германии из этих сырьевых элементов.

Заводы газификации и гидрогенизации угля были основой немецкой экономики 1940-х годов. Среди всего прочего, синтетическое авиатопливо, которое производилось по методу Фишера — Тропша на 84,5% покрывало все потребности Luftwaffe в военные годы. В годы Второй мировой в фашистской Германии данный метод для синтеза дизельного топлива применялся на восьми заводах, которые давали примерно 600 тысяч тонн дизтоплива в год. При этом данный проект полностью финансировался государством. Аналогичные заводы немцы построили и в оккупированных ими странах, в частности в Польше (Освенцим), который продолжал работу до 1950-х годов включительно. После завершения войны все эти заводы на территории Германии были закрыты и частично вместе с технологиями вывезены из страны в счет репараций СССР и США.

Сланцевая нефть

Вторым источником для производства топлива, помимо угля, является сланцевая нефть, тема которой последние несколько лет не сходит со страниц мировой прессы. В современном мире одной из самых важных тенденций, наблюдаемой в нефтедобывающей отрасли, является уменьшение добычи легкой нефти и нефти средней плотности. Сокращение разведанных запасов нефти на планете вынуждает нефтяные компании работать с альтернативными источниками углеводородов и заниматься их поисками. Одним из таких источников, вместе с тяжелой нефтью и природными битумами, выступают горючие сланцы. Имеющиеся на планете запасы горючих сланцев на порядок превосходят запасы нефти. Основные их запасы сосредоточены на территории США — около 450 триллионов тонн (24,7 триллиона тонн сланцевой нефти). Существенные их запасы есть в Китае и Бразилии. Располагает обширными их запасами и Россия, где содержится около 7% мировых запасов. В США добыча сланцевой нефти началась еще в конце 40-х — начале 50-х годов прошлого века шахтным способом. По большей части добыча носила экспериментальный характер и осуществлялась в мизерных размерах.

На сегодняшний день в мире существует два основных способа получения нужного сырья из горючих сланцев. Первый из них подразумевает добычу сланцевой породы открытым или шахтным методом с последующей переработкой в специальных установках-реакторах, в которых сланцы подвержены пиролизу без доступа воздуха. В ходе этих операций из породы получают сланцевую смолу. Данный метод активно старались развивать и в Советском Союзе. Известны также подобные проекты по добыче сланцев на месторождении Ирати в Бразилии и в китайской провинции Фушунь. В целом же и в 40-е годы XX века, и сейчас метод добычи сланцев с последующей их переработкой остается довольно затратным способом, а себестоимость конечной продукции остается высокой. В ценах 2005 года себестоимость барреля такой нефти составляла на выходе 75-90 долларов.

Второй способ добычи сланцевой нефти предполагает ее добычу прямо из пласта. Именно этот метод получил развитие в США в последние несколько лет и позволил вести разговоры о «сланцевой революции» в нефтедобыче. Данный метод предусматривает бурение горизонтальных скважин с последующими множественными гидроразрывами пласта. При этом часто требуется проводить химический или термический разогрев пласта. Очевидно и то, что такой метод добычи значительно сложнее, а значит и дороже традиционного способа добычи вне зависимости от применяемых технологий и прогресса в научной сфере. Пока что себестоимость сланцевой нефти оказывается существенно выше традиционной нефти. По оценкам самих нефтедобывающих компаний, ее добыча остается рентабельной при минимальных ценах на нефть на мировом рынке выше 50-60 долларов за баррель. При этом оба способа имеют те или иные значительные недостатки.

К примеру, первый метод с открытой или шахтной добычей горючих сланцев и их последующей переработкой значительно сдерживается необходимостью утилизации огромных количеств углекислого газа — СО2, который образуется в процессе извлечения из него сланцевой смолы. Окончательно проблема утилизации углекислого газа все еще не решена, а его выбросы в земную атмосферу чреваты серьезными экологическими проблемами. В то же время при добыче сланцевой нефти непосредственно из пластов появляется друга проблема. Это высокие темпы падения дебита введенных в эксплуатацию скважин. На первоначальном этапе эксплуатации скважины, благодаря множественным гидроразрывам и горизонтальному закачиванию, характеризуются очень высоким дебитом. Однако после примерно 400 дней работы объемы добываемой продукции резко снижаются (до 80%). Для того чтобы компенсировать столь резкое падение и как-то выровнять профиль добычи, скважины на таких сланцевых месторождениях необходимо вводить в эксплуатацию поэтапно.

В то же время такие технологии, как горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта, позволили США нарастить добычу нефти более чем на 60% с 2010 года, доведя ее до 9 миллионов баррелей в день. В настоящее время одним из наиболее успешных примеров использования технологий добычи сланцевой нефти является месторождение Баккен (Bakken), находящееся на территории штатов Северная и Южная Дакота. Разработка именно этого месторождения сланцевой нефти породила своего рода эйфорию на рынке Северной Америки. Всего 5 лет назад добыча нефти на данном месторождении не превышала 60 тысяч баррелей в сутки, а в настоящее время составляет уже 500 тысяч баррелей. По мере осуществления здесь геологоразведки запасы нефти месторождения выросли со 150 миллионов до 11 миллиардов баррелей. Наряду с этим нефтеносным месторождением добыча сланцевой нефти в США ведется на месторождениях Bone Springs в Нью-Мексико, Eagle Ford в Техасе и Three Forks в Северной Дакоте.

Сергей Юферев

via

nyka.livejournal.com

Третий Рейх и топливо. Часть 1.: reich_erwacht

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

reich-erwacht.livejournal.com

Состояние с топливом в нацисткой Германии в период 1933

Известно, что бензин, керосин, соляр и мазут получают из нефти. Интересующиеся могут получить сведения по получению бензина и прочих видов топлива к примеру вот тут. В связи с этим многие считают, что нефтью Германия в интересующий нас период времени снабжалась исключительно из Румынии. Однако же это не совсем так. В самой Германии и в Австрии (которая была присоединена к Германии в 1937 году) имелись месторождения нефти.

 

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. Помышленная 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.

 

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.

 

Подробнее о Бергиусе рассказано тут.Неверно думать, что все это было придумано Бергиусом на пустом месте. Принципиальная возможность перехода твердого топлива в жидкие углеводороды нефти была доказана еще в 1869 г. французским химиком Марселином Бертло. Однако после его работ сложилось мнение, что практически провести такой процесс невозможно, так как химические реактивы, с помощью которых Бертло осуществлял свой опыт по гидрированию твердого топлива, были слишком дороги и малодоступны.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.

 

Опять 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.

 

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 свица — 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 ависолярка с обозначениями Е1 и Е2. Поскольку самолетов с авидизелями 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.

 

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.

 

Само собой строительство заводов сопряжено с огромными расходами. Подсчитано, что для строительства 12 заводов синтетического топлива было израсходовано 4.6 миллиарда рейхсмарок (сумма по тем временам астрономическая), израсходовано 2.4 миллиона тонн стали и 7.6 миллионов человеко часов. Действительные же немецкие затраты были больше, поскольку к концы войны немцами было построено всего 18 заводов по гидрогенизации и 9 заводов для метода Фишера Тропша. 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.

 

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) fuel oil — мазут, lubricating oils — смазочные масла, producer gas — попутные газы, используемые в производстве. Наглядно видно, что основная роль в производстве авиабензина (92 %) приходится именно на процесс гидрогенизации угля. Поизводство автобензина и синтетической солярки — примерно треть от всего произведенного. Производство мазута синтетическим путем — только 14 % от всего произведенного.

PS/ Если данная статья вызовет хоть какой то интерес — возможно продолжение по добыче и импорту нефти в Германии в период 33-45, производстве, потреблении и запасах топлива. Воздействие бомбардировок на положение с горючим и так далее и тому подобное. Можно также рассмотреть вопросы производства синтетической резины и еще кучу всего.

Oil as a factor in the German war effort, 1933-1945.Petroleum facilities of Germany. The Effects of Strategic Bombing on the German War Economy

Спасибо

feldgrau.info

Состояние с топливом в нацисткой Германии в период 1933

Известно, что бензин, керосин, соляр и мазут получают из нефти. Интересующиеся могут получить сведения по получению бензина и прочих видов топлива к примеру вот тут. В связи с этим многие считают, что нефтью Германия в интересующий нас период времени снабжалась исключительно из Румынии. Однако же это не совсем так. В самой Германии и в Австрии (которая была присоединена к Германии в 1937 году) имелись месторождения нефти.

 

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. Помышленная 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.

 

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.

 

Подробнее о Бергиусе рассказано тут.Неверно думать, что все это было придумано Бергиусом на пустом месте. Принципиальная возможность перехода твердого топлива в жидкие углеводороды нефти была доказана еще в 1869 г. французским химиком Марселином Бертло. Однако после его работ сложилось мнение, что практически провести такой процесс невозможно, так как химические реактивы, с помощью которых Бертло осуществлял свой опыт по гидрированию твердого топлива, были слишком дороги и малодоступны.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.

 

Опять 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.

 

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 свица — 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 ависолярка с обозначениями Е1 и Е2. Поскольку самолетов с авидизелями 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.

 

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.

 

Само собой строительство заводов сопряжено с огромными расходами. Подсчитано, что для строительства 12 заводов синтетического топлива было израсходовано 4.6 миллиарда рейхсмарок (сумма по тем временам астрономическая), израсходовано 2.4 миллиона тонн стали и 7.6 миллионов человеко часов. Действительные же немецкие затраты были больше, поскольку к концы войны немцами было построено всего 18 заводов по гидрогенизации и 9 заводов для метода Фишера Тропша. 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.

 

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) fuel oil — мазут, lubricating oils — смазочные масла, producer gas — попутные газы, используемые в производстве. Наглядно видно, что основная роль в производстве авиабензина (92 %) приходится именно на процесс гидрогенизации угля. Поизводство автобензина и синтетической солярки — примерно треть от всего произведенного. Производство мазута синтетическим путем — только 14 % от всего произведенного.

PS/ Если данная статья вызовет хоть какой то интерес — возможно продолжение по добыче и импорту нефти в Германии в период 33-45, производстве, потреблении и запасах топлива. Воздействие бомбардировок на положение с горючим и так далее и тому подобное. Можно также рассмотреть вопросы производства синтетической резины и еще кучу всего.

Oil as a factor in the German war effort, 1933-1945.Petroleum facilities of Germany. The Effects of Strategic Bombing on the German War Economy

Спасибо

feldgrau.info

О синтетическом горючем - gasmain

Познавательное про синтетическое топливо из угля:

Известно, что бензин, керосин, соляр и мазут получают из нефти. Интересующиеся могут получить сведения по получению бензина и прочих видов топлива к примеру вот тут.В связи с этим многие считают, что нефтью Германия в интересующий нас период времени снабжалась исключительно из Румынии. Однако же это не совсем так. В самой Германии и в Австрии (которая была присоединена к Германии в 1937 году) имелись месторождения нефти.

Первоеупоминание 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 жителямии использовалась для смазывания осей телег и прочих подобных целей. Первая скважина в Германии была пробурена около Wietze, принадлежавшего тогда Ганноверу в 1859 году. Помышленная 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.

 

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.

Подробнее о Бергиусе рассказано тут.

Неверно думать, что все это было придумано Бергиусом на пустом месте. Принципиальная возможность перехода твердого топлива в жидкие углеводороды нефти была доказана еще в 1869 г. французским химиком Марселином Бертло. Однако после его работ сложилось мнение, что практически провести такой процесс невозможно, так как химические реактивы, с помощью которых Бертло осуществлял свой опыт по гидрированиютвердого топлива, были слишком дороги и малодоступны.

В 1915 году Бергиус строит завод по производству синтетического топлива вРейнау, близ Мангейма. Однако Первая Мировая война закончилась, потребность в синтетическом горючем резко уменьшилась и Бергиус остаетсяне у дел. И только в 1921 году, продав свое патентное право (собственнопочему 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 окисиуглерода 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.

Опять 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 послекоксования 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 былснижен 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.

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 обозначалоськак 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. Крометого 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 набензине.

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 жидкостьпри данной температуре не может самостоятельно протекать по трубкам илитрубам. 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 неисключало и применение его в ходе боевых действий.

Бензин В4 — был также окрашен в синий цвет. Октановое число 72. При добавлении тетраэтил свица — 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 бензинаС2 — это тот же самый бензин, что и С3, но получаемый из нефти.

Кроме того существовала ависолярка с обозначениями Е1 и Е2.Поскольку самолетов с авидизелями 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 выработкенефтепродуктов в 12 миллионов тонн. В последующие годы выработка синтетического топлива продолжала увеличиваться.

Наглядно количественные показатели представлены в следующей табличке.

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.

 

Само собой строительство заводов сопряжено с огромными расходами.

Подсчитано, что для строительства 12 заводов синтетического топлива былоизрасходовано 4.6 миллиарда рейхсмарок (сумма по тем временам астрономическая), израсходовано 2.4 миллиона тонн стали и 7.6 миллионов человеко часов. Действительные же немецкие затраты были больше, поскольку к концы войны немцами было построено всего 18 заводов по гидрогенизации и 9 заводов для метода Фишера Тропша. 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 напроизводство 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 000человек.

Значение же синтетического топлива наглядно демонстрирует следующая табличка.

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) fuel oil — мазут, lubricatingoils — смазочные масла, producer gas — попутные газы, используемые в производстве. Наглядно видно, что основная роль в производстве авиабензина (92 %) приходится именно на процесс гидрогенизации угля. Поизводство автобензина и синтетической солярки — примерно треть от всего произведенного. Производство мазута синтетическим путем — только 14 % от всего произведенного.

PS/ Если данная статья вызовет хоть какой то интерес — возможно продолжение по добыче и импорту нефти в Германии в период 33-45, производстве, потреблении и запасах топлива. Воздействие бомбардировок на положение с горючим и так далее и тому подобное. Можно также рассмотреть вопросы производства синтетической резины и еще кучу всего.

Использованные источники.

lomonosov-fund.ru/enc/ru/en...

xumuk.ru/encyklopedia/2/477...

xumuk.ru/encyklopedia/1029....

WWII Records of the United States Air Force

Oil as a factor in the German war effort, 1933-1945.

Petroleum facilities of Germany.

The Effects of Strategic Bombing on the German War Economy

Оригинал статьи тут: _nnm.ru/blogs/teufel65/sostoyanie_s_toplivom_v_nacistkoy_germanii_v_period_1933_-_1945/

gasmain.livejournal.com

Состояние с топливом в нацисткой Германии в период 1933

Известно, что бензин, керосин, соляр и мазут получают из нефти. Интересующиеся могут получить сведения по получению бензина и прочих видов топлива к примеру вот тут. В связи с этим многие считают, что нефтью Германия в интересующий нас период времени снабжалась исключительно из Румынии. Однако же это не совсем так. В самой Германии и в Австрии (которая была присоединена к Германии в 1937 году) имелись месторождения нефти.

 

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. Помышленная 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.

 

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.

 

Подробнее о Бергиусе рассказано тут.Неверно думать, что все это было придумано Бергиусом на пустом месте. Принципиальная возможность перехода твердого топлива в жидкие углеводороды нефти была доказана еще в 1869 г. французским химиком Марселином Бертло. Однако после его работ сложилось мнение, что практически провести такой процесс невозможно, так как химические реактивы, с помощью которых Бертло осуществлял свой опыт по гидрированию твердого топлива, были слишком дороги и малодоступны.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.

 

Опять 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.

 

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 свица — 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 ависолярка с обозначениями Е1 и Е2. Поскольку самолетов с авидизелями 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.

 

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.

 

Само собой строительство заводов сопряжено с огромными расходами. Подсчитано, что для строительства 12 заводов синтетического топлива было израсходовано 4.6 миллиарда рейхсмарок (сумма по тем временам астрономическая), израсходовано 2.4 миллиона тонн стали и 7.6 миллионов человеко часов. Действительные же немецкие затраты были больше, поскольку к концы войны немцами было построено всего 18 заводов по гидрогенизации и 9 заводов для метода Фишера Тропша. 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.

 

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) fuel oil — мазут, lubricating oils — смазочные масла, producer gas — попутные газы, используемые в производстве. Наглядно видно, что основная роль в производстве авиабензина (92 %) приходится именно на процесс гидрогенизации угля. Поизводство автобензина и синтетической солярки — примерно треть от всего произведенного. Производство мазута синтетическим путем — только 14 % от всего произведенного.

PS/ Если данная статья вызовет хоть какой то интерес — возможно продолжение по добыче и импорту нефти в Германии в период 33-45, производстве, потреблении и запасах топлива. Воздействие бомбардировок на положение с горючим и так далее и тому подобное. Можно также рассмотреть вопросы производства синтетической резины и еще кучу всего.

Oil as a factor in the German war effort, 1933-1945.Petroleum facilities of Germany. The Effects of Strategic Bombing on the German War Economy

Спасибо

feldgrau.info


Смотрите также