Бош и Габер тАУ положительные и отрицательные моменты научной деятельности
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?отовления, который был в виде сетки из железной проволоки. С ним у Боша получалось немного аммиака, но на этом все и кончалось. Знаменитый профессор, один из первых теоретиков катализа, встал было в позу обиженного: его результаты поручают проверять молодому специалисту, а тот еще и порочит его славное имя. Вот тут и пригодились Бошу знания и опыт металлурга. Проштудировав литературу, он вскоре смог четко объяснить неудачу, а вывод подкрепил собственными экспериментами. Причина была в том, что этот аммиак получался не из азота воздуха, а из того, что был на проволоке в форме нитрида. Должно быть, у Оствальда на какой-то стадии проволока подвергалась прогреву в аммиаке, и поверхность азотировалась, иначе его сетка не содержала бы нитрид железа. При подаче же на нее синтез-Газа, то есть стехиометрической смеси N2 и H2, нитрид восстанавливался водородом до металла с выделением аммиака. Другими словами, Оствальд получал аммиак всего-навсего из аммиака, а не из азота. Когда нитрид кончался, никакого аммиака получать не удавалось. Отношение коллег и руководства к Бошу, понятно, изменилось, а он почувствовал уверенность в себе. Своей будущей жене Эльзе Шилбах он пообещал: Я решу проблему азота! На БАСФ ему и пришлось заняться окислением азота в электрической дуге, получением цианидов и нитридов. Но это была лишь прелюдия. В 1908 году БАСФ подписала контракт с Фрицем Габером на исследование синтеза аммиака. У Габера был задел, вскоре он подготовил к демонстрации новую машину. Боша назначили экспертом. Он с помощником Алвином Митташем отправился к Габеру в Карлсруэ. И тут сработал эффект присутствия - машина сразу не завелась, сломался болт. Бош не стал ждать и один вернулся в Людвиксхафен, где располагалась штаб-квартира БАСФ. Ему и тут было все ясно, директору Генриху фон Брунку он сказал: Я знаю точно, что может делать сталелитейная промышленность. Надо рисковать. Риск был большим, появились лишь первые обнадеживающие результаты, да и то в лабораторных условиях. Директор поддержал Боша. Контракт с Габером переписали на более выгодных для него условиях, он стал в перспективе очень богатым человеком. А пока что они с Бошем за несколько недель заложили в Людвигсхафене основу исследовательского центра. Получив впоследствии место директора Института физической химии кайзера Вильгельма, Габер перебрался в Берлин и отошел от проблем аммиака.
Создание производства аммиака на БАСФ сравнивают с Манхэттенским проектом. Сходство есть, хотя много и отличий. Бомба нужна была любой ценой, о мирном атоме и не думали. Стоимость же продуктов из аммиака в мирное время не должна была, по крайней мере, превышать стоимость чилийской селитры. Это ограничивало круг приемлемых решений. С другой стороны, действительно, оба проекта были направлены на получение стратегических продуктов своего времени и повлияли на ход военных действий. За iет концентрации сил переход от лабораторных разработок к масштабным производствам в обоих случаях занимал два-три года, а многие найденные решения стали самостоятельным вкладом в развитие науки и техники. Оба проекта завершились грандиозными взрывами. Ядерный случился закономерно, в ходе испытаний первой бомбы. Первый аммиачный, сопоставимый по мощности с небольшим ядерным зарядом, случился неожиданно для его создателей. Но были и другие: на третий день взорвался первый реактор опытной установки по производству аммиака, к iастью располагавшийся в толстостенном бетонном бункере. Позднее взрывы повторялись. Толстые стенки опытных реакторов синтеза аммиака, сделанные из орудийной крупповской стали, разрушались обычно на третьи-четвертые сутки работы.
Наибольший творческий вклад Боша в проект БАСФ состоял именно в преодолении трудностей с реактором синтеза. В результате собственных исследований он быстро поставил правильный диагноз при высоких давлениях и температурах сталь насыщается водородом и теряет углерод с образованием метана, все это вызывает ее охрупчивание: ведь именно концентрация углерода, в конечном iете, определяет уровень прочности стали. Подбор стойкого металла занял бы много времени, к тому же он наверняка оказался бы слишком дорогим для изготовления массивных аппаратов. Однако у Боша были тесные контакты с металлургами и машиностроителями, и он нашел простое решение. Внутрь, например, корпуса колонны синтеза аммиака, выполненной из конструкционной стали, вставлялся вкладыш из мягкой, малоуглеродистой. При этом внешний слой обеспечивал прочность, а прижимаемый к нему давлением внутренний слой - герметичность. Между слоями устраивались проточки для удаления диффундирующего водорода.
От пуска первого реактора на опытной установке в Людвигсхафене в мае 1910 года до начала проектирования производства прошло менее двух лет. За это время была создана новая техника высокого давления: арматура, соединения, узлы аппаратов и уплотнения, приборы и прочее. Для получения синтез-газа разработана конструкция крупных агатов разделения воздуха и конверсии угля водяным паром. Технологию очистки водорода успешно решил молодой инженер Карл Краух. Однако отсутствие катализатора, удовлетворяющего техническим требованиям, у многих вызывало пессимизм. Осмий, на котором Габеру удалось получить хорошие показатели, или уран были экзотикой, их хватало разве что на опытную установку. По iастливому случаю Митташ испытал железную руду одного из шведских месторождений. После восстановления в токе синтез-газа она превращалас?/p>