1931 онд химийн салбарт Нобелийн шагналт Фридрих Бергиус
Фридрих Карл Рудольф Бергиус нь 1884 оны 10-р сарын 11-нд Германы Силезийн Бреслаугийн ойролцоох Голдшмиеден хотод төрсөн. Тэр үед эрдэмтэн судлаачид, шашны номлогч, төрийн албан хаагчид, армийн офицерууд, бизнес эрхлэгчид эртнээс нэр хүндтэй гэр бүлд багтдаг байв. Түүний өвөө Бреслав дахь эдийн засгийн профессор байсан бөгөөд аав нь Голдшмиеденд химийн үйлдвэр эзэмшдэг байжээ.
Боловсрол
Химийн чиглэлээр суралцахаасаа өмнө Бергиус Мюльхайм дахь Фридрих Вильгельмсийн гангийн үйлдвэрт 6 сар ажиллаж байсан бөгөөд тэнд том төмөрлөгийн үйлдвэрийн практик талыг судалж, ихээхэн туршлага хуримтлуулжээ.
Түүний судалгаа 1903 онд Бреславын Их Сургуульд эхэлж, 4 жилийн дараа 1907 онд Лейпцигийн Их Сургуульд химийн ухааны докторын зэрэг хамгаалжээ. Түүний хүхрийн хүчлийг уусгагч болгон боловсруулсан диссертацийн ажлыг Артур Рудольф Ханцш удирдав.
Судалгаа эрдмийн ажил
1910 онд Бергиус Ханновер хотод өөрийн хувийн лабораторийг байгуулж, хэд хэдэн цех, үйлдвэрүүд аажмаар өргөтгөсөн бөгөөд тэнд хэд хэдэн хамтран ажиллагчдыг ажиллуулж байжээ. Түүний хүнд тос, өндөр даралтын дор нүүрсийг устөрөгчжүүлэх судалгааны ажлын хамгийн чухал үр дүнгүүд 1912, 1913 онуудад гарч байсан бөгөөд нүүрстөрөгч агуулсан субстратыг өндөр даралт, температурт химийн аргаар боловсруулж, 1913 онд Бергиусын процесст патент авсан. Энэ процесст нийлэг түлш болгон ашигладаг шингэн нүүрсустөрөгчийг (хүрэн нүүрс) -ийг устөрөгчжүүлэх замаар гаргаж авдаг ба Фишер-Тропш процессоос өмнө нээж боловсруусан байдаг.
Лабораторийн аргыг жижиг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хэрэглэхийн тулд туршилтын цар хүрээг томруулах шаардлагатай байсан тул 1914 онд Теодор Голдшмидт түүнийг ивээн тэтгэн өөрийн үйлдвэрт Бергиус процессын цар хүрээг томруулан үйлдвэр барихыг санал болгон урьсан бөгөөд удалгүй тэрээр энэ фирмийн гүйцэтгэх албан тушаалыг хүлээн авав.
Устөрөгчжүүлэх процессын техникийн хөгжилд харьцангуй том аж үйлдвэрийг Маннхаймын ойролцоох Рейнау хотод байгуулав. Энэхүү судалгааны ажлын цар хүрээ ганцхан пүүсийн хувьд хэтэрхий том байсав. Тэрээр Германы компаниудын бүлгүүдээс гадна Shell Trust болон Британийн хэд хэдэн аж ахуйн нэгж, ялангуяа нүүрсний салбарыг түүнтэй хамтран ажиллахад түлхэц болсон. Гэсэн хэдий ч эгзэгтэй үед тэрээр үйл явцын цаашдын хөгжилд бүх хариуцлага, эрсдэлийг үүрэх ёстой байв. Эцэст нь 1927 онд практик боломжууд өргөн цар хүрээтэй нотлогдсоны дараа тэрээр нүүрс шингэрүүлэх чиглэлээр өөрийн бүтээлээ хийж чаджээ. Дараа нь I.G. Фарбениндустри ба Империал Химийн Үйлдвэрүүд аж үйлдвэрийн хэмжээнд ажлыг эхлүүлж дэлхийн 2-р дайны өмнө жилд 4 сая тонн синтетик түлш үйлдвэрлэх хүчин чадалтай хэд хэдэн үйлдвэр барьсан.
Тэр үеэс эхлэн Бергиус дэлхийн нэгдүгээр дайны үед ажиллаж байсан модон дахь целлюлозоос элсэн чихэр гаргаж авах ажилд өөрийгөө зориулав. Тэрээр 15 жилийн хөдөлмөрийн үр дүнд амжилтанд хүрч, Рейнаугийн аж үйлдвэрийн үйлдвэрийг байгуулав. Бергиус амьдралынхаа хоёр дахь хэсгийг, тухайлбал модон дахь целлюлоз ба элсэн чихэртэй төстэй бодисын гидролизийг ямар эрчимтэй хийсэн нь гайхалтай юм. Өндөр концентрацтай давсны хүчилтэй ажиллахад мэдэгдэж байсан бэрхшээлүүд Бергиуст онцгой бэрхшээлийг авчирсан бололтой. Эхэндээ энэ үйл явцыг зөвхөн Англид авч хэрэгжүүлсэн бөгөөд зөвхөн гучаад оны үед Бергиус эдгээр туршилтаа Германд үргэлжлүүлж чаджээ. Түүний гол асуудал бол үйл явцыг оновчтой болгох, нарийн төвөгтэй төхөөрөмжийг бүтээхэд ашигладаг давсны хүчлийг бүрэн нөхөн сэргээх явдал байв. 1921 онд тэрээр Маннхайм-Рейнау дахь техникийн ажилтайгаа ойрхон байхын тулд Хейдельбергт нүүж иржээ.
Тэрээр агуу их ажил хийж, амьдралынхаа туршид тохиолдож болох олон хүндэт шагналыг хүртэж байжээ. Вильгельм экснер медалиар шагнагджээ. Үүнээс гадна тэрээр Хайделбергийн их сургууль хүндэт доктор, Ханноверын их сургуулийн хүндэт доктор болсон. Фридрих Бергиусыг Либигийн одонгоор шагнасан бөгөөд тэрээр олон нүүрс, газрын тосны холбоодын удирдах зөвлөлд сонгогдон ажиллаж байсан.
Бергиус процесс
Бергиусын процесс нь тодорхой катализаторын оролцоотойгоор хүрэн нүүрсийг нефть болгон хувиргах энгийн процесс юм. Энэ бол синтетик түлш болгон ашиглах шингэн нүүрсустөрөгчийг өндөр температур, даралтын дор устөрөгчжүүлэх аргаар үйлдвэрлэх арга юм. Энэ нь нүүрстөрөгчийн холимог (түлшний хувьд) нүүрстөрөгчийн хольцыг давирхай ба төмрийн (III) оксидын катализатортай хольсон нунтаг нүүрсийг устөрөгчийн дор 200 орчим атмосферийн дор 450 oС-т халааж үйлдвэрлэх процесс юм. Арилжааны анхны шингэрүүлэлтийн процесс нь Бергиусын процесс бөгөөд Герман улсад 1911 оны эхээр боловсруулагдсан боловч Дэлхийн 1-р дайны үеэр арилжааны хэмжээнд авчирсан юм. Үүнийг 1913 онд Фридрих Бергиус анх боловсруулж байжээ.
Энэ нь шингэн бүтээгдэхүүнийг гаргаж авахын тулд нунтаг нүүрсийг газрын тос, катализатортай хольж дулаан, өндөр даралтын дор устөрөгчжүүлэх үйл явц юм. Үүнд нүүрсийг өмнөх шингэрүүлэлтээс дахин боловсруулсан тосонд хольж, дараа нь 200-250 атмосферийн хоорондох өндөр даралтын дор устөрөгчтэй хольж урвалд орно. Реакторын температур 425-480 ° C (800-900 ° F) хооронд байна. Ялгарсан хий нь конденсатор руу орж, түүхий тостой төстэй шингэнийг гаргаж аваад: (i) бензин, (ii) дунд тос, (iii) хүнд тос. Хүнд тосыг дахин нүүрсний шинэ тоосоор зуурмаг хийхэд ашигладаг. Дунд тосыг илүү их бензин авахын тулд хатуу катализаторын хамт уурын фазаар устөрөгчжүүлдэг. Бензиний гарц нь нүүрсний тоосны хэрэглээний 60% орчим байдаг.
Ерөнхий урвалыг дараахь байдлаар нэгтгэж болно:
nC+(n+1)H2 → CnH2n+2
Хүрэн нүүрсний анхны катализаторыг бага концентрацтай молибдены исэл, хүрэн нүүрсэн дэх кальцийн гуматыг хэсэгчлэн саармагжуулах хүхрийн хүчлийн хамт ашигласан болно. Бергиусын процессын урвалын системд хүхрийн хэрэглээ нь катализаторын үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд үр дүнтэй болох нь тогтоогджээ.
Бергиус процесс
Бергиус процесс нь битумт нүүрсийг өндөр температур, даралтын дор устөрөгчжүүлэх замаар нийлэг түлш болгон ашиглах шингэн нүүрсустөрөгч үйлдвэрлэх арга юм. Бергиусын үйл явцыг нацист Германы картель фирм Брабаг өргөнөөр ашигладаг байв. Энэ үйл явцыг ашигласан үйлдвэрүүд Дэлхийн 2-р дайны газрын тосны кампанит ажлын үеэр бөмбөгдөлт хийх зорилготой байв. Одоогийн байдлаар Бергиус Процесс буюу түүний уламжлалыг арилжааны чиглэлээр ажиллуулдаг үйлдвэр байхгүй байна. Хамгийн том жагсаалын үйлдвэр бол Руркохлегийн удирддаг Германы Боттроп дахь өдөрт 200 тонн үйлдвэр байсан бөгөөд 1993 онд үйл ажиллагаагаа зогсоосон байна.