Перелом. Часть 3 - [18]

Процесс Винклер-Коха не требует реакционной камеры - только нагреватель и ректификационная колонна. Но и выход бензина меньше - до 60 процентов из газойля, а из мазута - так и вообще до 35 процентов. Система двухпечного крекинга, разработанная Нефтепроектом, повышает выход на 10-15 процентов за счет раздельного крекирования тяжелого и легкого сырья - предварительное разделение фракций позволяет проводить более жесткий, то есть более глубокий крекинг при более высоких температурах, не опасаясь интенсивного образования кокса. Сами нагревательные камеры представляют собой печи, в которых проходят десятки труб диаметром 76-127 миллиметров длиной от четырех до девяти, а в последнее время и до двенадцати и даже пятнадцати метров и с толщиной стенок 12 и более миллиметров - почти что орудийные стволы - недаром ряд советских предприятий по производству нефтеперерабатывающего оборудования с началом войны переключился на изготовление стволов для артиллерии, как минимум - минометов. И вот, по этим трубам, установленным внутри печи многоколенной змейкой, и текла нефть, попутно подвергаясь крекингу. Длина отдельных труб, а следовательно и всей змейки, определяла производительность установок - так, в последних моделях печей Алко-Луммус длина труб была пятнадцать метров, что обеспечивало пропускную способность до трех тысяч тонн в сутки. Так что если установки двадцатых-начала тридцатых годов были еще сравнительно компактными - размером с комнату, то в последнее время они все больше напоминали немаленькие сараи. Которые к тому же дополнялись рекуператорами для подогрева воздуха за счет топочных газов, что позволяло сэкономить до шестидесяти процентов топлива - а последние установки и так могли израсходовать до тонны мазута в час. Интересен способ очистки труб от кокса. Раз в 20-40 дней крекинговые установки останавливают и очищают от кокса - с перемычек, которыми соединяются образующие змеевики трубы, снимаются заглушки и внутрь трубы загоняют пневматическую шарошку, которая своими вращающимися фрезами срезает накопившийся кокс.

Комбинированные крекинг-установки сочетают в себе установки прямой гонки нефти и установки риформинга - тепло от риформинга используется для прямой гонки, в результате повышается экономичность процессов. В СССР к началу войны уже использовались такие установки типа Луммус, дававшие бензин с октановым числом 70 и способными обработать три тысячи тонн нефти в сутки.

Есть и другие виды крекинга. Так, в присутствии 5-10 процентов хлористого алюминия крекинг происходит уже при 280 градусах, правда, октановое число такого бензина не превышает 60. Это помимо множества технических неудобств данного процесса - периодичности, большого коксообразования, дороговизны хлористого алюминия. Каталитический крекинг по методу Хоудри (Гудри) происходит при 380 градусах и выдает до 60 процентов бензина высокого октанового числа. Правда, на катализаторе - алюмосиликате - активно образуется кокс, что требует периодической продувки горячим - 500-550 градусов - воздухом для его выжигания. А в остальном - низкие температуры, низкое - чуть ли не одна атмосфера - давление - по сравнению с другими методами выглядели просто сказочно.

Пиролиз применяется не только для получения высокооктанового бензина. Так, при температуре пиролиза в 700 градусов выход толуола составляет 3,5 процента, при 750 - менее трех, но там уже бензола получается почти 9 процентов, а толуола - менее трех, при 800 выход нафталина доходит до 2,5 процентов, но выход толуола снижается до менее одного, бензола - до восьми. Лучшим сырьем является лигроин, но он сам по себе ценный продукт. Поэтому для пиролиза используют керосин или газойль, последний, правда, дает очень много кокса. Мазут для пиролиза не применяют, так как он не испаряется без разложения. Заодно получают много газа - водорода, метана, этана, этилена, пропилена, бутилена - также ценного сырья - как раз пропилен и этилен потом используются для производства синтетического бензина путем полимеризации - мы эти газы получали пиролизом торфа, но дальнейшая схема получения бензина была такой же. А амилены после гидрирования - то есть присоединения водорода - давали стооктановый бензин. Единственная проблема с процессом пиролиза - прерывность и небольшие объемы. При выполнении пиролиза в газогенераторах сначала топливом разогревается форсунка, и уже затем внутрь пускаются газы исходного сырья - соприкасаясь с горячей форсункой, они разлагаются - происходит пиролиз. Форсунка при этом остывает, так что через некоторое время надо остановить подачу сырья и снова ее нагревать. Да и по мере остывания меняются условия пиролиза - температура. В итоге на одном квадратном метре сечения газогенератора можно обработать 3-5 килограммов сырья в час - очень мало. С помощью реторт - 5-7 килограммов - ненамного больше. Полимеризация газов в бензин происходит при температуре 500-550 градусов и давлении 50-70 атмосфер - то есть при тех же условиях, что и крекинг. Применение катализаторов - фосфорной кислоты - снижает эти значения до 230-250 градусов и 15 атмосфер. Но октановые числа - 85-95 - не могут не радовать, поэтому по СССР установили сотни таких установок, получая с них тысячи тонн высокооктанового бензина в месяц, благо что с газогенераторами и вообще пиролизом было знакомо много народа - кадры были. А в 1942 запустили первую установку, сделанную по схеме американской фирмы с характерным названием Полимеризейшен процесс корпорэйшен - 150 кубометров бензина в сутки с октановым числом 80-100, и даже до 105 - когда появились первые признаки, что по ленд-лизу топлива не дождаться, руководство СССР настпрополило конструкторов на разработку такой установки по этой схеме, благо что большинство компонентов - компрессоры, холодильники, насосы, трубчатая печь с реакционным змеевиком, редукционные клапаны, смесители, они же - аррестеры, смолоотделители, газосепараторы и прочее - все это использовалось на советских НПЗ и, более того - изготавливалось на советских заводах по производству оборудования для нефтепереработки. Так что за год собрали и отладили первую ласточку - и каждый день стали получать почти двести тонн высокооктанового бензина - по сорок заправок - вылет истребительного или штурмового полка в полном составе и еще останется чтобы подучить новичков. Причем сырьем мог выступать не только крекинг-газ, который образовывался в результате крекинга нефти вместе с другими продуктами - советские ученые работали над применением синтез-газа, получавшегося на многочисленных промышленных газогенераторах, работавших на дровах, угле или торфе. Так что штука обещала быть очень интересной - мы себе уже попросили чертежи и консультации - тоже будем такие строить.