Великие химики. Том 2

— Наши исследования имеют, помимо практического, и теоретическое значение, — вмешался в беседу директор Брунк. — Доктор Митташ и доктор Бош выяснили, что существуют примеси, которые вообще не влияют на активность железа, как катализатора. Примером тому могут служить медь и марганец. Было доказано активирующее действие глины и магнезии на железо, но что самое важное — они открыли действие третьей (Группы веществ — катализаторных ядов. Присутствие минимальных количеств этих веществ отравляет катализатор и полностью лишает его активности. Особенно сильно проявляется отравляющее действие серы.

— Это обстоятельство объясняет причину отрицательных результатов, полученных при использовании в качестве катализатора железной руды, которая всегда в тех или иных количествах содержит сульфид железа, — добавил Бош.

Габер не отрывал глаз от стройного ряда контактных колонн. Каких замечательных результатов удалось достичь довольно примитивными средствами!

Итак, проблема катализатора была решена. Дешевый катализатор найден, теперь его можно готовить в неограниченных количествах. Но что делать с материалом для колонн? Какой искать выход? Бош внимательно осматривал кусок стали от взорвавшейся колонны.

— Вырежьте из этого куска несколько пластинок, отшлифуйте их до зеркального блеска и принесите мне, — попросил он Кранца.

В дверях Кранц едва не столкнулся с Лане.

— Вот данные анализов. Азот опять не обнаружен.

— Значит, нитрид железа не образуется, — Бош задумчиво вертел в руках тонкую металлическую пластинку. — Взгляните, Лане. Внутренняя стенка колонны, которая была в контакте с азотоводородной смесью, побелела. От перлита, который является основной составной частью стали, не осталось и следа. Но это не чистое железо, эта белая блестящая масса слишком хрупка. Возможно, железо соединяется с водородом. — Бош встал, озаренный внезапной догадкой. — Водород, конечно, водород! Пожалуйста, напилите стружек с внутренней стенки колонны и отдайте в лабораторию для анализа на водород.

Анализы подтвердила предположение Боша — при высокой температуре водород проникает в сталь и обезуглероживает ее; с углеродом он образует: метан, а с железом — хрупкий гидрид железа.

— Судя по всему, придется отказаться от стали, — сказал Франц Лане..

— А вы знаете другой материал, который мог бы заменить сталь? — раздраженно спросил Бош. — Я считаю, мы должны изменить конструкцию. Катализаторная колонна выполняет две роли: является реакционным сосудом и обеспечивает давление. Нельзя ли разделить эти две функции?

— Может быть, поможет облицовка, которая изолирует колонну от контакта с газами? — нерешительно подал голос Лане.

— Облицовка не спасет. Водород диффундирует даже через самые мельчайшие поры. А вот труба в трубе — это решение вопроса. Лане, начинаем все сначала. Внутренняя труба будет медная, наружная стальная. Таким образом, мы защитим сталь от действия водорода и сохраним ее прочность.

Но эксперименты не принесли успеха. Медь не спасала сталь, не годилась и серебряная изоляционная труба.

Сейчас всех волновало только одно: как изолировать стальную трубу от действия водорода. Об этом говорили даже на традиционных вечерах по пятницам. И на производственных советах, собиравшихся каждую субботу, обсуждался только один вопрос: как модифицировать катализаторную колонну?

В ту холодную февральскую субботу настроение было унылым. Несмотря на все усовершенствования, колонны не выдерживали более трех дней. Если удавалось опередить взрыв, их демонтировали и выбрасывали на свалку отработанного железа, но чаще всего колонны взрывались, хотя несчастных случаев пока не было, так как испытания проводились в старом цианамидном цехе. Каждую колонну окружала специальная железобетонная капсула, закрытая высокими листами стали, которые защищали от свистящих языков пламени водорода, — при контакте с воздухом водород мгновенно самовоспламенялся.

Фабрика теперь походила на военный полигон, где взрывы чередовались с пожарами. Но работы продолжались — взорвавшуюся колонну заменяли новой, и исследования шли своим чередом. Четыреста килограммов аммиака в день! За каждый килограмм аммиака — килограмм стали на свалку. И все-таки производство! Получало прибыль, так как цена аммиака была очень высокой. Однако, чтобы годовой выпуск аммиака достиг тысяч тонн, была необходима катализаторная колонна, которая работала бы не несколько дней, а месяцы и даже годы. Бош предложил еще один вариант — сделать изоляционную» трубу из мягкого железа с меньшим содержанием углерода. Если углерод — причина образования трещин при его взаимодействии с водородом, надо устранить углерод. Тогда не понадобится и другой конструкционный материал.

Казалось, это было решение задачи. Бош был уверен в успехе. Теперь он имел право провести выходной день спокойно. На рассвете вместе со своим другом доктором Вальтером Фойгтландером они сели на велосипеды и отправились к болотистым берегам Рейна. Нужно было испробовать новое приспособление, предназначенное для ловли устриц и улиток в глубоких илистых местах [371] . Бош собственноручно изготовил его в своей мастерской.

И все-таки мысли о катализаторной колонне не оставляли его и на отдыхе.

371

По воспоминаниям А. Митташа [Z. Elektrochem., 46, 333–346 (1940)]: «Бош занимался между делом почти всеми естественными науками: новейшими проблемами ботаники и зоологии, биологией, минералогией, геологией, физикой, химией редких земель, астрономией и астрофизикой — в своей хорошо оборудованной обсерватории в Гейдельберге». Особое место занимают разработанные Бошем эффективные методы ловли насекомых.

«Водород все равно пройдет сквозь мягкое железо. Рано или поздно стальная мантия будет атакована и взорвется. А если в ней предварительно сделать микроскопические отверстия? Если пользоваться тончайшими сверлами, прочность стали не изменится, а водород сможет свободно выходить сквозь отверстия прямо в окружающую атмосферу. Тогда сталь не будет подвергаться действию водорода».

Утром Бош направился прямо в патентное отделение. Он, положил схему новой конструкции на стол и заявил:

— Сделайте все необходимое для немедленного патентования [372] .

372

Всего за всю свою научно-производственную деятельность Бош получил, 114 патентов.

Потом Бош отправился в механическую мастерскую, чтобы отдать распоряжения инженеру Лане.

Новая катализаторная колонна начала действовать 5 марта 1911 года. Она непрерывно работала до конца апреля без каких-либо дефектов.

Решение было найдено. Теперь можно было приступать к большому строительству.

Начинался новый этап в жизни Боша. Работа над проектами, переговоры с машиностроительными и сталеплавильными предприятиями. Это были дни нечеловеческого напряжения. Бош был повсюду: руководил совещаниями, лично вел переговоры с фирмами-поставщиками, принимал и лично проверял все поставки и в то же время не прекращал руководить исследовательской работой в лаборатории. Ему часто приходилось ездить в Эссен и Дюссельдорф, чтобы на месте дать указания по поводу изготовления той или иной детали.

Чтобы связать 6000 тонн азота в год, каждую минуту нужно было сгущать по 40 кубометров азотоводородной смеси при давлении от нормального до 200 атмосфер. Ученым и инженерам, хорошо знающим состояние техники, это казалось неосуществимым.

Но возможности человеческого гения безграничны. В сентябре 1913 года завод по производству синтетического аммиака и азотных удобрений был пущен в действие. Высоко поднялись огромные корпуса охладительных и поглотительных башен, колонны синтеза, связанные бесконечной сетью стальных трубопроводов. Действительно, по своим масштабам завод был грандиозным. Здесь были и собственный завод по производству генераторного и водяного газов, и специальные цеха по переработке этих газов в водород и углекислый газ, по сжижению воздуха и получению азота, по производству катализаторов, гидростанция, склады для хранения аммиака, хранилища для выпускаемых удобрений, мастерские, лаборатории… Это было огромное по тому времени предприятие, которое поглощало сотни тонн угля, воды и воздуха, чтобы производить белый порошок, называемый сульфатом аммония.