Материал: Moiseev_I.I._Nauchno-tehnicheskaya_revolyuciya._Vek_XX_-_vek_XXI

зии трубы большого диаметра, прежде чем в строй вошли новые мес­ торождения природного газа. Тем временем потребности энергетики, металлургии и химической промышленности удовлетворялись за счет

добычи, обогащения и переработки угля (рис. 3).

Уголь в энергетике

и промышленности

Середина ХХ века

Рис. 3

Нефть и газ: конкуренция с углем

Конец ХХ века

~Нефтьигаз

5

Так продолжалось примерно до 70-х годов, когда углеводороды нефти и газа стали вытеснять уголь не только из энергетики, но и

из химической промышлснности. Нефть и газ практически вытес­

ШIЛII упшь в качестuе сырья химическqй промышленности и зна­

чительно 1ютеснш1и его в топливно-энергетическом комплексе. Со­

хранил у1·оль свои позиции, пожалуй, лишь в производстве металлов

(рис. 4). Эти драматические изменения в полной мере можно на­

звать революционными.

Коrю1 мы говорим о производстве веществ из угля, что мы име­

еl\1 в виду? Разумеетси, речь идет не о том, что химики берут уголь,

кладут его в ступку, растирают и таким путем получают желаемые

продукты. К сожалению, путь к целевым hродуктам и сложнее, и

дороже, чсы упомянутое выше «механохимическое» преnращение.

1Электроэнергия 1----.

Уксусная

Рис. 5

Так, ряд важнейших химических продуктов из угля получали

через карбид кальция и ацетилен (рис. 5). Вначале из кокса и изве­

спl n вольтавой дуге получали хорошо всем известный со школь­

ных лет карбид калыхия. Действием воды на карбид кальция полу­

чали тоже известный многим ацетилен. Присоединяя к ацетилену

молскулу воды, получали уксусный альдегид, аналогично получа­

ют ш••шлацетат, хлористый uинил и акрилонитрил. Все перечис-

б

ленноеэто очень важные полупродукты в производстве раствори­

телей, полимерных материалов, клеев, красок, материалов для швей­ ной промышленности, т.е. масштаб их производства очень велик.

Между тем из рис. 5 видно, что путь к ним от угля очень длинен (а значиттрудоемок) и, что гораздо важнее,- энергетически весьма

затратен. Ценность всего, что нас окружает, измеряется количеством труда и энергии, затраченных на производство. Чем выше потенциал

использованной энергии, тем она дороже.

Положение с производством всех перечисленных на рис. 5 продук­

тов изменилось после 60-х годов. Вначале в Мюнхене и в Москве бьш

открыт новый принцип конструирования каталитических реакций и

ноJЗый путь получения уксусного альдегида из этилена (рис. 6). На­ помню, что этилен получают из нефти, попутного нефтяного газа или

из газового конденсата. При этом энергии тратится гораздо меньше,

Уксусный альдегид из этилена

J.Smidt, W. Hafner, R. Jira, J. Sedlmeier, R. Sleber, R. RUttinger, Н. Kojer, Angew. Chemle, 1959, 71, 176

И.И. Моисеев, М.Н. Варгафтик, Я.К. Сыркин,

Докл. АН СССР, 1960, т. 133, NR2, с. 377-380

Рис. 6

чем при производстве ацетилена. Поэтому этилен в 1,5-2 раза де­

шевле ацетилена.

В Москве были открыты еще две реакции (рис. 7). Одна из них - окисление этилена в винилацетат стала знаменитой. Сегодня по этой реакции получают во всем мире 4,3 млн тонн винилацетата. Все, кто

держали в руках водно-эмульсионные краски, поливинилацетатный

клей, имели дело с продуктами, полученными из винилаuетата.

7

Обнаруженные каталитические реакции открьши новые и, что важ­ но,- более дешевые пути к продуктам, которые прежде получали из

угля, затрачивая много больше энергии. Неудивительно, что в карат-

Винилацетат из этилена

AcONa

С2Н4 + АсОН + PdCI2 - + СН2=СНОАс + 2н• + Pd(O)

С2Н. + 2ROH + PdCI2 _ . CH3CH(OR)2 + 2н· + Pd(O)

И.И. Моисеев, М.Н. Варгафтик, Я.К. Сыркин,

Докл. АН СССР, 1960, т. 133, N92, с. 377-380

Pd(O)

С2Н• + АсОН + 1/202--+ СН2 =СНОАс +Н20

Hoechst AG, BASF, Celanese

- 4,3 млн тонн/г винилацетата

Рис. 7

После 60-х

Конкуренция угля и нефти

Рис. В

8

кое время этилен и пропилен вытеснили ацетилен из тяжелого орга­

нического синтезатак называется эта область химической инду~

стрии. Замечу, что объем производства карбида кальция сегодня почти такой же, как и винилацетата из этилена (рис. 8).

Смена сырьевой базыэто, конечно, революционное событие в

промышленности. Упомяну еще один признак научно-технической

революции. В ХХвеке в жизньлюдей очень активно вторглись поли­ меры и полимерные материалы, получаемыеиз углеводородов (рис. 9). Некоторые из этих материалов были известны в начале века, но из­ за дороговизны не были столь доступны, как в наши дни. Сегодня

все знают, что изоляцию для электропроводов, оконные и дверные

блоки и многое другое делают из полихлорвинила. Родившийся в середине ХХ века в Мюльхайме-на-Руре, в лаборатории Карла Циг­ лера, полиэтилен высокой плотности используется в строительной индустрии и для изготовления труб, которые не подвергаются кор­ розии и могут служить десятилетия без замены. Очень многие мои слушатели держали сегодня в руках полиэтилентерефталат. Из это­ го материала изготовлены бутылочки для минеральной воды и дру­ гих напитков. Вы все пользуетесь плодами научно-технической ре­ волюции ХХ века, даже не зная этого: научно-техническая революция

некриклива...

МАТЕРИАЛЫ ИЗ УГЛЕВОДОРОДОВ

Полибутадиен (СК) Полиэтилен Полипропилен Полициклоолефины

Полиизопрен Этилен-пропилен-диеновые каучуки Тефлон

Полихлорвинил

Капрон

Нейлон

Лавсан

Полиэтилентерефталат

Рис. 9

9