Великие химики. В 2-х т. Т. 2 - Калоян Манолов

Еще раз выражаю свою радость по поводу успеха доктора Боша и надеюсь, что в будущем смогу поучиться у него».

Профессор Габер пожелал ознакомиться с исследованиями в Людвигсхафене. До сих пор сотрудники Боша лишь слышали его имя, но самого Габера никогда не видели. Габер заинтересовался прежде всего работой катализаторов, поэтому директор Брунк и главный руководитель исследований Бош показали ему лабораторию доктора Митташа, расположенную в большом подвальном помещении. Тридцать катализаторных колонн были смонтированы вдоль стен. Высокие и толстые, они напоминали стволы орудий.

— Ваши колонны совсем не похожи на виденные мной в Карлсруэ, — сказал Габер.

— Мы ввели кое-какие конструктивные изменения, — объяснил доктор Митташ. — Каждая колонна работает приблизительно с двумя граммами катализатора. Он находится вот здесь и легко может быть заменен. — Митташ отвинтил болт и вытащил небольшой вкладыш, в котором находился катализатор.

— Вероятно, опыты обошлись вам недешево? — спросил Габер.

— Уже около пятнадцати тысяч, но работа продолжается. Пробовали различные металлы, но доктор Бош решил снова вернуться к железу.

— Что вас заставило опять обратиться к железу, после того как все от него отказались? — поинтересовался Габер, обращаясь к Бошу.

— Как вам сказать… После того как все опыты дали отрицательный результат, необходимо было все-таки найти выход. Вот я и искал его. Перечитал все, что только мог, и напал на спектральный атлас Эдера и Валанта. Я обратил внимание на то, какой сложный спектр у железа. От элемента с таким спектром можно всего ожидать. И тогда я опять начал проводить опыты с железом. Позже стало известно об открытии фирмы Шеринга: выяснилось, что примеси щелочных металлов повышают каталитическое действие никеля. Но об этом пусть лучше расскажет доктор Митташ.

Митташ с независимым видом сунул руки в карманы халата и начал:

— Решительный перелом в исследованиях наступил после опытов с магнетитовой рудой, доставленной из Швеции. Один опыт дал нам почти столько же аммиака, сколько эксперимент с осмием или ураном. Тот же магнетит в других опытах не проявлял каталитического действия. Если иметь в виду опыт фирмы Шеринга, единственным объяснением мог быть тот факт, что магнетит активизировали какие-то примеси. Тогда мы взяли химически чистое железо и начали серию опытов, последовательно добавляя к нему различные вещества. К нашему счастью, еще в самом начале наших исследований один вариант смеси железа с глиной оказался по каталитической активности равным осмию и урану. После этого мы провели множество опытов, чтобы найти еще более активный катализатор, но до сих пор нам это не удалось.

— 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.

«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].

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.