Высокооктановый бензин как топливо Победы

Использование высокооктанового бензина значительно повысило мощность и маневренность советских и союзных самолетов, что было критически важно в воздушных сражениях. Это дало преимущество в боях против фашистской Германии, особенно в воздушной войне.

Что такое высокооктановый бензин

Высокооктановый бензин — это топливо с высоким октановым числом, которое определяет его стойкость к детонации в двигателе. Октановое число — это мера, показывающая, насколько хорошо топливо может противостоять самовоспламенению при сжатии в двигателе. Высокооктановый бензин обычно имеет октановое число в диапазоне 95-100 и выше, в то время как обычный бензин имеет октановое число около 87-91.

Получение высокооктанового бензина включает несколько этапов:

• Первоначальный отбор сырья: используется дистилляция нефти и газа для разделения на фракции.
• Деструктивная переработка нефти: применяются методы каталитического крекинга и гидрокрекинга.
• Разделение и очистка полученных продуктов: включает абсорбцию, регенерацию сорбента и фильтрацию.
• Алкирование и изомеризация: для повышения октанового числа и улучшения качества бензина.
• Добавление антидетонаторов и стабилизаторов: для улучшения характеристик топлива.
• Гидрообессеривание: для снижения содержания серы и улучшения экологических характеристик.

Обычный бензин также проходит через процессы дистилляции и очистки, но может не требовать таких сложных процессов, как алкирование или добавление специальных присадок для повышения октанового числа.

Гетерогенный катализ или химик Его Величества

Термин «катализ» был введен в 1835 году шведским ученым Йёнсом Якобом Берцелиусом. Однако, основателем науки и практики гетерогенного катализа при высоких температурах и давлениях (тут гетерогенность понимается как нахождение катализатора и реагента в разных фазовых состояниях, когда имеется значительный перепад температур между сильно нагретым катализатором и реакционной смесью) считается советско-американский ученый-химик Владимир Ипатьев (1867–1952). Его исследования в этой области органической химии оказали огромное влияние на развитие мировой химической отрасли. Сегодня такой катализ обеспечивает более 80% продукции мировой химической промышленности и около 20% валового внутреннего продукта развитых стран.

С началом Первой мировой войны молодой химик Ипатьев, к тому времени член Русского физико-химического общества, организовал специальную лабораторию в Петербурге, которая совершенствовала химическое оружие и методы химической защиты армии. Талантливый химик стал вхож в окружение императора, ценившего в Ипатьеве кругозор и глубокие знания. Он регулярно получал приглашения на обеды и завтраки у Николая II, однако не пользовался особой симпатией императрицы из-за того, что не мог сдержать своего критического отношения к Распутину. И надо же такому случиться, но императорская семья была расстреляна в Екатеринбурге, в доме брата ученого Николая Ипатьева — история своенравно связывает свои трагические гордиевы узлы.

После Октябрьской революции ученый-химик согласился работать с новым правительством. Ленин называл его «главой советской химической промышленности». В 1921 году Ипатьев возглавил Главное химическое управление Высшего совета народного хозяйства (ВСНХ). Под его руководством были основаны Радиевый институт и Государственный институт высоких давлений, заработало Добровольное общество по содействию химической промышленности (Доброхим, ставший Осоавиахимом, позже — ДОСААФом).

Однако, когда в СССР начались массовые репрессии, после выезда в 1930 году с женой на Международный энергетический конгресс в Берлин, Ипатьев сначала продлил свое пребывание в Германии на год для лечения (ученый болел раком горла), затем выехал в США, где его успешно прооперировали (он прожил еще 22 года). Он стал директором лаборатории химии высоких давлений и профессором Северо-Западного университета в Эванстоуне, штат Иллинойс.

Открытие высокооктанового бензина

Важнейшим открытием Ипатьева, опубликованным в 1936 году, стал каталитический крекинг, то есть процесс, обеспечивающий глубокую переработку нефти и дающий возможность выделить различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина. И именно Ипатьев, работая над методами крекинга, смог увеличить октановое число бензина.

Это открытие стало важным для всей мировой нефтеперерабатывающей отрасли, так как высокооктановый бензин обладает повышенной антидетонационной стойкостью, что позволяет двигателям работать в высокофорсированных режимах, особенно важных для авиации. Использование его в авиации улучшало все летные характеристики самолета — скорость, грузоподъемность — на 20-40%.

Чудо-топливо для летчика-аса Покрышкина

Именно американские поставки ипатьевского бензина (к тому времени в США запустили его промышленное производство) позволили английским ВВС противостоять люфтваффе в 1940 году — увеличив скорость и маневренность британских самолетов.

В июне 1941 года (сразу после нападения Германии на Советский Союз) в Москву тайно прилетел советник президента США Франклина Рузвельта Гарри Гопкинс. Его встреча с советским руководством стала важным моментом в установлении союзнических отношений между СССР и США. Сталин заверил Гопкинса, что не собирается сдаваться. А когда американец спросил у него, чем США могут помочь СССР, то руководитель СССР, помимо прочего, попросил о поставках высокооктанового бензина. Сталин знал, что новейшее топливо, известное также как ипатьевский бензин, в буквальном смысле способно творить чудеса.

В итоге, ипатьевский бензин-100 поставлялся по ленд-лизу из США (суммарный объем — 1,187 млн тонн). Кроме того, в СССР направлялись и американские самолеты, летающие только на таком бензине. Александр Покрышкин, один из самых результативных советских летчиков-асов, с весны 1943-го использовал американский самолет Bell P-39 Airacobra с ипатьевским бензином, что позволяло ему доминировать в воздухе. На таких же истребителях сражались многие прославленные советские асы.

Советский американец

Проживая в США, ученый все же продолжал официально числиться в академическом отпуске и был гражданином СССР. Академик Владимир Ипатьев регулярно посылал в СССР результаты своих работ, выполненных в США, за свой счет закупал и высылал научное оборудование для лаборатории высоких давлений, оплачивал зарубежные командировки сотрудников. Но уже с 1935 года правительство и Академия наук СССР ультимативно требовали его возвращения. В итоге в 1936 году Ипатьев был исключен из состава АН СССР, а в январе 1937 года, уже после открытия высокооктанового бензина, ЦИК лишил его и советского гражданства. Тем не менее, во время войны он вместе с Сергеем Рахманиновым и другими эмигрантами создал фонд помощи Красной армии и народу СССР. Ученый скончался 29 ноября 1952 года в Чикаго, США. Согласно легенде, он трижды просил советское руководство позволить ему приехать в СССР и всякий раз получал отказ. На могиле ученого в городе Джексон, штат Нью-Джерси, выбита надпись: «В память о русском гении Владимире Николаевиче Ипатьеве. Изобретателе октанового бензина».