Жеңіс отыны ретінде жоғары октанды бензин

Жоғары октанды бензинді пайдалану  кеңестік және одақтас ұшақтардың қуаты мен маневрлілігін едәуір арттырды, бұл әуе шайқастарында өте маңызды болды. Бұл фашистік Германияға қарсы шайқастарда, әсіресе әуе соғысында артықшылық берді.

Жоғары октанды бензин деген не?

Жоғары октанды бензин – бұл қозғалтқыштағы детонацияға төзімділігін анықтайтын жоғары октанды отын. Октан көлемі – бұл қозғалтқышта сығылған кезде жанармайдың өздігінен тұтануға қаншалықты төтеп бере алатындығын көрсететін шара. Әдетте, жоғары октанды бензин 95-100 және одан жоғары диапазонда октан көлеміне ие, ал кәдімгі бензиннің октан көлемі шамамен 87-91 құрайды.

Жоғары  октанды бензинді алу бірнеше кезеңді қамтиды:

• Шикізатты бастапқы іріктеу: фракцияда бөлу үшін мұнай мен газдың дистилляциясы пайдаланылады.
• Мұнайды деструктивті өңдеу: каталитикалық крекинг және гидрокрекинг әдістері қолданылады.
• Алынған өнімдерді бөлу және тазалау: сорбентті сіңіру, регенерация және сүзуді қамтиды.
• Алкирлеу және изомеризация: октанды көлемді арттыру және бензин сапасын жақсарту үшін.
• Антидетонаторлар мен тұрақтандырғыштарды қосу: отын сипаттамаларын жақсарту үшін.
• Гидрокүкіртсіздендіру: күкірттің құрамын азайту және экологиялық сипаттамаларды жақсарту үшін.

Кәдімгі бензин де  дистилляция және тазарту процестері арқылы өтеді, бірақ октанның к өлемін арттыру үшін арнайы қоспаларды қосу немесе алкирлеу сияқты күрделі процестерді қажет етпеуі мүмкін.

Гетерогендік катализ немесе Ұлы мәртебелі Химик

«Катализ» деген термин 1835 жылы швед ғалымы Йёнс Якоб Берцелиуспен енгізілді. Алайда, жоғары температуралар мен қысымдар кезінде гетерогенді катализ ғылымы мен тәжірибесінің негізін қалаушы (мұнда гетерогенділік катализатор мен реагенттің әртүрлі фазалық күйлерде, қатты қыздырылған катализатор мен реакция қоспасы арасында температураның айтарлықтай айырмашылығы болған кезде табылуы деп түсініледі) кеңес-американдық химик ғалым Владимир Ипатьев (1867-1952) болып есептеледі. Оның органикалық химияның осы саласындағы зерттеулері әлемдік химия саласының дамуына үлкен әсер етті. Бүгінгі таңда мұндай катализ әлемдік химия өнеркәсібі өнімдерінің 80%-тен астамын және дамыған елдердің жалпы ішкі өнімінің шамамен 20%-ін қамтамасыз етеді.

Бірінші дүниежүзілік соғыстың басталуымен жас химик Ипатьев, сол кезде Орыс физика-химиялық қоғамының мүшесі, Петербургте арнайы зертхана ұйымдастырды, ол армияның химиялық қаруы мен химиялық қорғаныс әдістерін жетілдірді. Талантты химик Ипатьевтің  ой-өрісі мен терең білімін бағалаған императордың қоршауында болды. Ол ІІ Николайдан түскі ас пен таңғы асқа үнемі шақырулар алып отырды, бірақ Распутинге деген сыни көзқарасын ұстай алмағаны үшін императрицаның ерекше ықыласына ие болмады. Апыр-ай осылай болды, бірақ императорлық отбасы Екатеринбургте, ғалымның ағасы Николай Ипатьевтің үйінде атылды –– тарих өзінің қайғылы гордиандық түйіндерін еріксіз байланыстырады.

Қазан төңкерісінен кейін химик ғалым жаңа үкіметпен жұмыс істеуге келісті. Ленин оны «кеңестік химия өнеркәсібінің басшысы» деп атады. 1921 жылы Ипатьев Халық шаруашылығы жоғары кеңесінің (ХШЖК) бас химиялық басқармасын басқарды. Оның басшылығымен Радий институты мен Мемлекеттік жоғары қысым институты құрылды, химия өнеркәсібіне жәрдемдесетін ерікті қоғам құрылды (Доброхим, ол Осоавиахим болды, кейінірек ДОСААФ болды).

Алайда, КСРО-да жаппай қуғын-сүргін басталған кезде, 1930 жылы әйелімен бірге Халықаралық энергетикалық конгреске кеткеннен кейін Берлин, Ипатьев алдымен Германияда емделу үшін бір жылға ұзартты (ғалым тамақ қатерлі ісігімен ауырды), содан кейін АҚШ-қа кетті, онда оған сәтті ота жасалды (ол тағы 22 жыл өмір сүрді). Ол жоғары қысымды химия зертханасының директоры және Иллинойс штатындағы Эванстоундағы Солтүстік-Батыс университетінің профессоры болды.

Жоғары октанды бензиннің ашылуы

Ипатьевтің 1936 жылы жарияланған ең маңызды жаңалығы каталитикалық крекинг болды, яғни мұнайды терең өңдеуді қамтамасыз ететін және жоғары октанды бензин алу үшін әртүрлі мұнай фракцияларын оқшаулауға мүмкіндік беретін процесс. Дәл осы Ипатьев крекинг әдістерімен жұмыс істей отырып, бензиннің октан санын көбейте алды.

Бұл жаңалық бүкіл әлемдік мұнай өңдеу өнеркәсібі үшін маңызды болды, өйткені жоғары октанды бензин детонацияға қарсы тұрақтылықтың жоғарылауына ие, бұл қозғалтқыштардың жоғары үдемелі режимдерде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, әсіресе авиация үшін маңызды. Оны авиацияда пайдалану ұшақтың барлық ұшу сипаттамаларын — жылдамдығын, жүк көтергіштігін — 20-40% жақсартты.

Хас шебер ұшқыш Покрышкин үшін керемет отын

1940 жылы ағылшын әуе күштеріне  люфтваффеге қарсы тұруға мүмкіндік берген — британдық ұшақтардың жылдамдығы мен ептілігін арттырған Ипатьев бензинінің американдық жеткізілімдері (сол кезде АҚШ-та оның өнеркәсіптік өндірісін іске қосты) болды.

1941 жылдың маусымында (Германияның Кеңестік одаққа шабуылынан кейін бірден) Мәскеуге АҚШ президенті Франклин Рузвельттің кеңесшісі Гарри Гопкингс жасырын ұшып келді. Оның кеңес басшылығымен кездесуі КСРО және АҚШ арасында одақтастық қатынастар орнатудағы маңызды  сәт болды. Сталин Гопкинсті  берілмейтініне куәландырды. Американдық одан АҚШ-тың КСРО-ға қалай көмектесе алатынын сұрағанда, КСРО басшысы, басқалармен қатар, жоғары октанды бензин жеткізуді сұрады. Сталин Ипатьев бензині деп те аталатын ең жаңа отын, дәл мағынасында ғажайыптар жасай алатынын білді.

Қорытындылай келе, ипатьевтік бензин-100 АҚШ-тан ленд-лиз арқылы жеткізілді (жиынтық көлемі –– 1,187 млн. тонна). Бұдан басқа, КСРО-ға тек осындай бензинде ғана ұшатын американдық ұшақтар жіберілді. Александр Покрышкин, ең нәтижелі кеңестік кәнігі шебер ұшқыштардың бірі, 1943 жылдың көктемінен бастап американдық Bell P-39 Аiracobra ұшағын Ипатьев бензинімен қолданды, бұл оған ауада үстемдік етуге мүмкіндік берді. Көптеген әйгілі кеңестік кәнігі шебер ұшқыштар сондай ұшқыр ұшақтарда жауынгерлермен шайқасты.

Кеңестік американдық

АҚШ-та тұрып, ғалым академиялық демалыста ресми түрде тізімге кіруін жалғастырды және КСРО азаматы болды. Академик Владимир Ипатьев КСРО-ға АҚШ-та жасалған жұмыстарының нәтижелерін үнемі жіберіп отырды, өз есебінен жоғары қысымды зертханаға ғылыми жабдықтар сатып алып, жіберді, қызметкерлердің шетелдік іссапарларына ақы төледі. Бірақ, 1935 жылы  КСРО үкіметі мен Ғылым академиясы оны қайтаруды үзілді-кесілді талап етті. Қорытындылай келе, 1936 жылы Ипатьев  КСРО ҒА құрамынан шығарылды, ал 1937 жылдың қаңтарында жоғары октанды бензинді ашқаннан кейін ОСК оны кеңестік азаматтығынан да айырды. Әйтсе де, соғыс кезінде ол Сергей Рахманиновпен және басқа  эмигранттармен бірге Қызыл әскер мен КСРО халқына көмек қорын құрды. Ғалым 1952 жылғы 29 қарашада АҚШ-тың Чикаго қаласында қайтыс болды. Аңыз бойынша, ол үш рет кеңес басшылығынан КСРО-ға келуіне рұқсат сұрады және әрдайым олар бас тартты. Нью-Джерси штатының Джексон қаласындағы ғалымның зиратында:  «Орыс данышпаны Владимир Николаевич Ипатьев туралы. Октанды бензинді ойлап шығарушы туралы естелік».