|
|
В первые десятилетия текущего
столетия сырье (ароматика) для производства красителей и других разнообразных
химикатов получали в основном из каменноугольного дегтя. Так как эти ресурсы
сырья были ограничены, в различных странах вели поиски новых источников
исходных материалов для химических производств. С середины столетия основным
источником ароматических углеводородов стала нефть.
В 1886 г. появился первый автомобиль с бензиновым мотором.
Быстрое развитие этого вида транспорта, а также авиации привело к резкому
повышению спроса на бензин. В значительной части этим и объясняется особый
интерес к нефти, ее сос
таву и возможным путям ее рациональной переработки. Еще в
70-х гг. XIX в. многие химики изучали нефть различных источников. В
частности, важнейшие исследования были выполнены Д. И, Менделеевым, В. В.
Марковниковым и другими русскими учеными. В последние десятилетия XIX в.
нефть стали применять для получения светильного газа (использовали и для
нагревания) путем пирогенетического разложения нефти. В 1875 г. А. А. Летний (1848—1884) — один из виднейших исследователей процесса пирогенетического
разложения нефти — обнаружил, что при 300 °С тяжелые нефтяные остатки
частично превращаются в более легкие продукты. Им жеобнаружены в смоле,
остающейся после пиролиза нефти, бензол, толуол, ксилолы, нафталин, антрацен
я другие углеводороды. С конца 90-х гг. в лаборатории Н. Д. Зелинского
пиролиз нефти изучали с точки зрения выхода ароматических углеводородов. В
дальнейшем, особенно после Октябрьской революции, Н. Д. Зелинским и его
сотрудниками был разработан метод каталитической дегидрогенизации
циклоалканов (цикланов), входящих в состав кавказских нефтей. В качестве
катализаторов применяли платину и палладий, нанесенные в высокодисперсном
состоянии на активированный уголь. Таким образом, проблема источников
ароматических соединений была-у нас успешно решена. Соответствующие
исследования вели и в других странах.
Промышленность и техника нуждались не только в
ароматических соединениях. Уже во время первой мировой войны крайне обострилась
проблема снабжения бензином, получавшимся в основном при дистилляции нефти. В
связи с этим был разработан процесс крекинга нефти (to crash — разрушать,
англ.), т. е. расщепления тяжелых углеводородов нефти на более легкие (гексан
— октан), которые являются основными компонентами бензинов. Крекинг нефти в
США был осуществлен в широком масштабе в годы первой мировой войны. В
дальнейшем этот процесс подвергся существенным улучшениям и
усовершенствованиям.
В определенных условиях крекинг нефти приводит к
образованию, помимо бензинов, низших газообразных углеводородов, в частности
алкенов (этилен, пропилен и др.). Эти углеводороды имеют огромное значение
для получения в промышленном масштабе ценных материалов. Хорошо известно, что
путем полимеризации из этилена образуется полиэтилен. При взаимодействии
этилена с бензолом получается этилбензол, из которого отщеплением водорода
выделяется стирол C6Hs—СН = СН2- Из стирола получается полимер — полистирол.
Такие же возможности дает и переработка пропилена (полипропилен, изопропанол,
кумол, фенол, капролактам и др.). Огромные возможности для промышленных
синтезов разнообразных веществ представляют и ароматические соединения.
Развитие нефтехимического синтеза, начавшееся в 20-х гг. текущего
столетия, сделало гигантские успехи. Достаточно указать, что общеизвестные в
настоящее время полимеры: искусственные волокна, пластмассы, моющие средства,
совершенно неизвестные 30—40 лет назад, стали совершенно необходимыми и в
быту, и в технике. Широкие возможности для синтезов разнообразных веществ и
материалов представляют и природные горючие газы.
В течение первой мировой войны Германия испытывала
недостаток горючего для автомобилей и авиации. В связи с этим химические
монополии организовали исследования по получению синтетического моторного
топлива из доступного сырья. Еще в 1908 г. русский химик Е. И. Орлов (1865—1944), пропуская оксид углерода (И) в смеси с водородом над катализатором
(никель и палладий, нанесенные на кокс), получил этилен и высшие олефины при
температуре около 100°С. Немецкие химики Г. Фишер (1877—1947) и X. Тропш
(1889—1935) осуществили эту же реакцию в результате длительного исследования,
начатого еще в 1923 г. Катализаторами служили оксиды железа и никеля с
небольшой добавкой тория, нанесенные на носитель — кизельгур. Образование
углеводородов Се и Сю шло при 200 °С и обычном давлении.
|