Η Hydrocarbon Processing συνεχίζει την ματιά της στην ιστορία της βιομηχανίας επεξεργασίας υδρογονανθράκων (HPI). Η πρώτη δόση περιγράφει την προέλευση των παγκόσμιων βιομηχανιών διύλισης και πετροχημικών. Στο τεύχος Φεβρουαρίου, συζητήθηκαν σημαντικές ανακαλύψεις διύλισης και πετροχημικών της δεκαετίας του 1930, συμπεριλαμβανομένης της ανακάλυψης της καταλυτικής πυρόλυσης και του...
πολυαιθυλενίου. η εξέλιξη της οπτανθρακοποίησης και αεριοποίησης· παραγωγή πολυστυρενίου, νάιλον, πολυεστέρα, ρητινών, εποξειδών και πολυουρεθάνης· και την έναρξη του κινητήρα τζετ.Τα παρακάτω θα αναφέρουν λεπτομερώς πώς ο HPI συνέχισε να εξελίσσεται κατά τη δεκαετία του 1940.
Η έναρξη της καταλυτικής πυρόλυσης ρευστού (FCC)
Το 1936, ο Eugene Houdry ξεκίνησε την πρώτη μονάδα Houdry στο διυλιστήριο Marcus Hook της Sun Oil στην Πενσυλβάνια (ΗΠΑ). Η νέα μονάδα καταλυτικής πυρόλυσης σταθερής κλίνης συνέβαλε καθοριστικά στην εξέλιξη της διαδικασίας παραγωγής βενζίνης. Για παράδειγμα, περίπου το 50% της μονάδας 15.000 bpd παρήγαγε βενζίνη υψηλών οκτανίων, η οποία ήταν διπλάσια από την παραγωγή συμβατικών θερμικών διεργασιών. 24 Ωστόσο, η νέα διαδικασία Houdry - μια σημαντική πρόοδος σε σχέση με τη διαδικασία θερμικής πυρόλυσης - δεν ήταν σε θέση να ικανοποιήσει την αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για βενζίνη από τα οχήματα και την αεροπορική βιομηχανία.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1940, η Standard Oil of New Jersey και η Davison Chemical (η εταιρεία αργότερα θα γίνει WR Grace & Co.) συνεργάστηκαν για την ανάπτυξη τροφοδοτούμενου καταλύτη και βελτιωμένης σχεδίασης κυκλοφορίας καταλύτη έναντι της διαδικασίας Houdry. Στις εταιρείες προστέθηκαν το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) και η MW Kellogg. 23
Μέσα από σημαντική έρευνα, οι καθηγητές του MIT Warren Lewis και Edwin Gilliland βελτίωσαν τον σχεδιασμό του Houdry. Μία από τις σημαντικότερες αλλαγές ήταν η βελτίωση της κυκλοφορίας του καταλύτη - ο νέος σχεδιασμός επέτρεψε στον καταλύτη να περάσει τόσο από τον αντιδραστήρα όσο και από τον αναγεννητή. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τους ήταν η βάση για το πιλοτικό εργοστάσιο 100 bpd της Standard Oil του New Jersey στο Baton Rouge της Λουιζιάνα (ΗΠΑ). 23 Το πρόσφατα σχεδιασμένο πιλοτικό εργοστάσιο δοκιμάστηκε και, μετά από μερικές τροποποιήσεις, έκλεισε και επανασχεδιάστηκε σε πλήρη εμπορική μονάδα. Στις 25 Μαΐου 1942, ο Powdered Catalyst, Louisiana 1 (PCLA) Model 1 κυκλοφόρησε στο διαδίκτυο ( ΣΧΗΜΑ 1 ), σηματοδοτώντας την πρώτη χρήση μιας εμπορικής διαδικασίας καταλυτικής πυρόλυσης με χρήση καταλύτη σε σκόνη. 23Ο καταλύτης του εργοστασίου προμηθεύτηκε από τις εγκαταστάσεις της Davison's Curtis Bay Works στο Μέριλαντ, η οποία άρχισε επίσης να λειτουργεί τον Μάιο του 1942 - τρεις μήνες αργότερα, το The Refiner and Natural Gasoline Manufacturer, ο πρόδρομος της Hydrocarbon Processing, ονομάστηκε Petroleum Refiner. η αλλαγή του ονόματος αντανακλά τις σημαντικές προόδους και το ευρύτερο πεδίο της επεξεργασίας πετρελαίου. Το εργοστάσιο του Curtis Bay ήταν η πρώτη μονάδα παραγωγής συνθετικών FCC στον κόσμο και, το 1947, η Davison ίδρυσε την πρώτη εγκατάσταση τεχνικών υπηρεσιών της βιομηχανίας διύλισης για καταλύτες πυρόλυσης υγρών. 47
ΣΥΚΟ. 1. Άποψη του εργοστασίου της Standard Oil του PCLA Model 1 του New Jersey στο Baton Rouge της Λουιζιάνα—η πρώτη χρήση μιας εμπορικής διαδικασίας καταλυτικής πυρόλυσης με χρήση καταλύτη σε σκόνη. Φωτογραφία ευγενική προσφορά της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας.
Τα επόμενα 2 χρόνια, κατασκευάστηκαν αρκετές νέες μονάδες FCC στις ΗΠΑ. Η νέα διαδικασία διύλισης βοήθησε στη σημαντική αύξηση της παραγωγής καυσίμου βενζίνης και βενζίνης αεροσκαφών, η οποία ήταν ζωτικής σημασίας για την παροχή βοήθειας στις Συμμαχικές δυνάμεις στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο (2 Παγκόσμιος Πόλεμος).
Ο κόσμος εμπλέκεται σε σύγκρουση
Την 1η Σεπτεμβρίου 1939 η Γερμανία εισέβαλε στην Πολωνία. Η εισβολή έκανε τους Ευρωπαίους συμμάχους να κινητοποιηθούν εναντίον της Γερμανίας, πυροδοτώντας τη μεγαλύτερη και πιο αιματηρή σύγκρουση στην ανθρώπινη ιστορία. Κεντρικό στοιχείο τόσο για τις στρατιωτικές επιχειρήσεις των Συμμάχων όσο και των δυνάμεων του Άξονα ήταν η ικανότητα παραγωγής διυλισμένων καυσίμων. Το πετρέλαιο και τα διυλισμένα καύσιμα ήταν επιτακτικά κατά τη διάρκεια του πολέμου. Χωρίς καύσιμα (βενζίνη και αεροπορική βενζίνη), οι δεξαμενές δεν θα μπορούσαν να λειτουργήσουν, τα αεροπλάνα δεν θα πετούσαν, τα θωρηκτά και άλλα θαλάσσια πλοία παγιδεύονται στο λιμάνι και χιλιάδες άλλα οχήματα (π.χ. τζιπ) γίνονται απαρχαιωμένα. Το λάδι ήταν επίσης απαραίτητο για τη λίπανση όπλων και μηχανημάτων τόσο στο χωράφι όσο και για να τροφοδοτήσει την εγχώρια βιομηχανική παραγωγή.
Οι Σύμμαχοι —ιδιαίτερα οι ΗΠΑ— ήλεγχαν το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής πετρελαίου. Αντίθετα, η Γερμανία στερούνταν οποιουδήποτε είδους παραγωγής πετρελαίου, κάτι που ήταν ένας σημαντικός παράγοντας που τελικά οδήγησε στον αφανισμό της. Ωστόσο, η Γερμανία είχε ένα σημαντικό ποσό αποθεμάτων άνθρακα. Για να τροφοδοτήσει την πολεμική της μηχανή, η Γερμανία χρησιμοποιούσε κυρίως διαδικασίες μετατροπής άνθρακα για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Περισσότερο από το 90% της γερμανικής αεροπορικής βενζίνης και το ήμισυ της συνολικής εγχώριας παραγωγής πετρελαιοειδών προέρχονταν από εργοστάσια συνθετικών καυσίμων. 48 Αυτά τα φυτά χρησιμοποιούσαν κυρίως τη διαδικασία Bergius και τη διαδικασία Fischer-Tropsch, μεταξύ άλλων.
Η Ιαπωνία υπέφερε από την ίδια πρόκληση με τη Γερμανία. Η χώρα δεν είχε παραγωγή πετρελαίου και ουσιαστικά κανένα σύστημα διύλισης για την παραγωγή καυσίμων για την πολεμική της προσπάθεια. Η Ιαπωνία διέθετε μεγάλα αποθέματα άνθρακα και προσπάθησε να δραστηριοποιηθεί στην παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Ωστόσο, δεν είχε την τεχνική τεχνογνωσία και τα ειδικά κράματα και καταλυτικά μέταλλα που απαιτούνται για την παραγωγή synfuel. 49
Μόλις οι ΗΠΑ - ο κύριος προμηθευτής πετρελαίου και τελικών προϊόντων στην Ιαπωνία - διέκοψαν τις προμήθειες πετρελαίου στο νησιωτικό έθνος, η Ιαπωνία ξεκίνησε μια στρατηγική στρατιωτική επίθεση στον Νότιο Ειρηνικό, καταλαμβάνοντας πετρελαιοπηγές που αναπτύχθηκαν από τη Royal Dutch Shell στις Ολλανδικές Ανατολικές Ινδίες (δηλ. , Ινδονησία) και το Βόρνεο, το οποίο περιείχε επίσης το 90% της παγκόσμιας φυσικής προμήθειας καουτσούκ. 49 Ωστόσο, οι δυνάμεις του Άξονα δεν μπόρεσαν να ανταγωνιστούν τον κατασκευαστικό μαχητή των συμμαχικών εθνών.
Αρκετές νέες τεχνολογίες και πρωτοβουλίες ήταν αναπόσπαστες στην πολεμική προσπάθεια των Συμμάχων εναντίον των δυνάμεων του Άξονα. Αυτά περιελάμβαναν την παραγωγή αεροπορικής βενζίνης 100 οκτανίων, μια ώθηση στην ικανότητα εγχώριων διυλισμένων καυσίμων, έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο παραγωγής καθαρού τολουολίου και συνεργασία για την ανάπτυξη συνθετικού καουτσούκ.
100 οκτάνια: Αποφασιστικό πλεονέκτημα στην εναέρια υπεροχή. Στα μέσα της δεκαετίας του 1930, ο Αμερικανός αεροπόρος Jimmy Doolittle εντάχθηκε στη Shell Oil Co. ως Διευθυντής Αεροπορίας. Η κύρια ευθύνη του ήταν η ανάπτυξη καυσίμων αεροσκαφών για στρατιωτικές και πολιτικές εφαρμογές. Μέχρι αυτή τη στιγμή, τόσο τα αυτοκίνητα όσο και τα αεροσκάφη είχαν βενζίνη 87 οκτανίων. Ωστόσο, το καύσιμο με χαμηλότερη βαθμολογία επηρέασε σοβαρά την απόδοση του κινητήρα του αεροσκάφους, επηρεάζοντας αρνητικά την ταχύτητα, τον ρυθμό ανόδου, το ανώτατο όριο εξυπηρέτησης και τη συνολική απόδοση, ειδικά σε μεγαλύτερα υψόμετρα. Η βενζίνη αεροσκαφών υψηλότερων οκτανίων (δηλαδή 100 οκτανίων) θα μπορούσε να τροφοδοτήσει κινητήρες αεροσκαφών υψηλών επιδόσεων, ενισχύοντας την απόδοση των μαχητικών αεροπλάνων.
Αφού άσκησε πίεση στο Κογκρέσο των ΗΠΑ, ο Ντούλιτλ έπεισε τον αμερικανικό στρατό να υιοθετήσει το αεροπορικό καύσιμο 100 οκτανίων ως το τυπικό καύσιμο για τα αεροσκάφη. Ωστόσο, το καύσιμο ήταν εξαιρετικά ακριβό στην παραγωγή και απαγορευτικά υψηλό στην πώληση - το κόστος του καυσίμου 100 οκτανίων ήταν περίπου $20/γαλλ έναντι λιγότερο από $0,20/γαλλ για την κανονική βενζίνη αυτοκινήτου. 50 Η λύση σε αυτή την πρόκληση προήλθε από μια νέα διεργασία σε λειτουργία στο διυλιστήριο Marcus Hook στην Πενσυλβάνια (ΗΠΑ). Η διαδικασία ήταν μια διαδικασία καταλυτικής πυρόλυσης που αναπτύχθηκε από έναν Γάλλο μηχανικό: τον Eugene Houdry.
Η διαδικασία Houdry ενισχύθηκε σε μεγάλο βαθμό από διεργασίες ενίσχυσης οκτανίων, η πιο αξιοσημείωτη που εφευρέθηκε από τους ρωσικής καταγωγής χημικούς Herman Pines και Vladimir Ipatieff. Ο Ipatieff, Διευθυντής Χημικής Έρευνας στην Universal Oil Products (UOP) και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Northwestern στο Σικάγο, ήταν υπεύθυνος για την ανάπτυξη του στερεού φωσφορικού οξέος — ενός εξαιρετικά ενεργού καταλύτη διύλισης που δημιουργήθηκε από την επεξεργασία του πυριτίου με φωσφορικό οξύ. 51Ο καταλύτης έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην αύξηση των επιπέδων οκτανίων της βενζίνης. Ο Ipatieff συνεργάστηκε στενά με τον συνάδελφο του UOP Herman Pines τη δεκαετία του 1930. Το ζευγάρι συνέβαλε καθοριστικά στην ανάπτυξη νέου πολυμερισμού, αλκυλίωσης αρωματικών ενώσεων (π.χ. αλκυλίωση)—η Phillips (αργότερα ονομάστηκε ConocoPhillips) εφηύρε τη διαδικασία αλκυλίωσης υδροφθορικού οξέος (HF) στις αρχές της δεκαετίας του 1940 για την παραγωγή βενζίνης αεροπορίας υψηλών οκτανίων 52 — και ισομερισμού παραφίνες (δηλαδή ισομερισμός) για την αύξηση των επιπέδων οκτανίων στη βενζίνη των αερομεταφορών στα 100. Αυτές οι νέες διαδικασίες επέτρεψαν στη βιομηχανία διύλισης των ΗΠΑ να παράγει οικονομικά προσιτή βενζίνη αεροπορίας υψηλών οκτανίων, η οποία θα έπαιζε αποφασιστικό ρόλο στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο.
Μέχρι το 1940, οι ΗΠΑ παρήγαγαν περισσότερα από 4,2 MMgpm βενζίνης αεροπορίας 100 οκτανίων 53 — το τυπικό καύσιμο για την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ (αναφέρεται ως US Army Air Corp πριν από την είσοδο στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο). Καθώς κηρύχθηκε ο πόλεμος στην Ευρώπη, οι ΗΠΑ απέκτησαν τον πρώτο τους πελάτη για αεροπορική βενζίνη 100 οκτανίων: τη Μεγάλη Βρετανία. Τα καύσιμα υψηλών οκτανίων τροφοδοτούσαν κινητήρες Rolls-Royce Merlin μέσα σε βρετανικά μαχητικά αεροσκάφη Hurricane και Spitfire ( Εικ. 2 ), επιτρέποντάς τους να αποκτήσουν αποφασιστικό πλεονέκτημα έναντι της γερμανικής Luftwaffe—τα περισσότερα από τα γερμανικά μαχητικά αεροσκάφη λειτουργούσαν με βενζίνη αεροπορίας 87 οκτανίων. Το αεροπορικό καύσιμο των 100 οκτανίων ήταν ένα ανεκτίμητο πλεονέκτημα που βοήθησε τη Βρετανία να απωθήσει τις γερμανικές αεροπορικές επιθέσεις κατά τη διάρκεια της Μάχης της Βρετανίας και βοήθησε τις Συμμαχικές δυνάμεις να εδραιώσουν την αεροπορική υπεροχή ( Εικόνα 3 ).
ΣΥΚΟ. 2. Το βρετανικό Spitfire χρησιμοποίησε κινητήρες Rolls-Royce Merlin με καύσιμο 100 οκτανίων, επιτρέποντάς τους να αποκτήσουν αποφασιστικό πλεονέκτημα έναντι της γερμανικής Luftwaffe κατά τη Μάχη της Βρετανίας στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο. Οι ΗΠΑ αύξησαν σημαντικά την παραγωγή καυσίμου 100 οκτανίων, επιτρέποντας στους Συμμάχους να αποκτήσουν αεροπορική υπεροχή έναντι των δυνάμεων του Άξονα. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του Αυτοκρατορικού Πολεμικού Μουσείου.
ΣΥΚΟ. 3. Αφίσα του Β' Παγκοσμίου Πολέμου που τονίζει τη σημασία των αεροπορικών καυσίμων υψηλών οκτανίων. Το σύνθημα «Το πετρέλαιο είναι πυρομαχικά» χρησιμοποιήθηκε για διαφημιστικές αφίσες κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης. Πηγή: Εθνική Υπηρεσία Αρχείων και Αρχείων των ΗΠΑ.
TNT. Το τρινιτροτολουόλιο (TNT) ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό χημικό Julius Wilbrand το 1863. Ωστόσο, η πρώτη χρήση του υλικού ήταν για κίτρινη βαφή. Περίπου 30 χρόνια αργότερα, ο Γερμανός χημικός Carl Häussermann ανακάλυψε τις εκρηκτικές του ιδιότητες. 54 TNT χρησιμοποιήθηκε από τη Γερμανία και άλλους στρατούς από τις αρχές του 1900.
Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η 55 Standard Oil Development (η εταιρεία θα γίνει αργότερα Exxon) ανίχνευσε τολουόλιο σε ροές προϊόντων από πειράματα θερμικής αναμόρφωσης σε μια νάφθα με βάση το πετρέλαιο. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε σε μια νέα πηγή για την παραγωγή σημαντικής ποσότητας καθαρού τολουολίου. Ωστόσο, το παραγόμενο προϊόν δεν πληρούσε τις απαιτήσεις ποιότητας νιτροποίησης. Με τη χρήση καταλυτικής αναμόρφωσης, η διαδικασία παρήγαγε ένα ρεύμα τολουολίου 99+% που μπορούσε να νιτρωθεί. 55 Από το 1940–1945, η παραγωγή τολουολίου στις ΗΠΑ ξεπέρασε τα 484 MMgal, με σχεδόν τα μισά να παράγονται από τη θυγατρική της Standard Oil, Humble Oil and Refining Co. Περίπου το 15% παρήχθη από τη Shell. 56 Αυτή η σημαντική αύξηση της παραγωγής έδωσε τη δυνατότητα στις Συμμαχικές δυνάμεις να λαμβάνουν μια σταθερή ροή εκρηκτικών υλικών.
Συνθετικό λάστιχο. Αν και η ανακάλυψη του συνθετικού καουτσούκ χρονολογείται στα τέλη της δεκαετίας του 1870 (ο Γάλλος χημικός Gustave Bouchardat δημιούργησε ένα πολυμερές ισοπρενίου), το πρώτο αληθινό συνθετικό καουτσούκ δημιουργήθηκε και κατοχυρώθηκε από τον Γερμανό χημικό Fritz Hofmann στις αρχές του 1900. 57 Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, οι Σύμμαχοι είχαν σχεδόν αποκοπεί από τις προμήθειες φυσικού καουτσούκ—οι Ιάπωνες κατέλαβαν περιοχές παραγωγής καουτσούκ στη Νοτιοανατολική Ασία, οι οποίες αντιπροσώπευαν το 90% της παγκόσμιας παραγωγής φυσικού καουτσούκ. 58 Χωρίς καουτσούκ, τα συμμαχικά οχήματα και αεροπλάνα δεν μπορούσαν να κατασκευαστούν ή να επισκευαστούν.
Ως λύση, η κυβέρνηση των ΗΠΑ συνεργάστηκε με τέσσερις εταιρείες καουτσούκ—BF Goodrich, Firestone Tire and Rubber Co., Goodyear Tire and Rubber Co, και την US Rubber Co. (η εταιρεία αργότερα θα γινόταν Uniroyal)—για να βρει μια λύση στο κρίσεις εφοδιασμού καουτσούκ. Ωστόσο, για την παραγωγή συνθετικού καουτσούκ, χρειάζεται το βουταδιένιο - η βασική πρώτη ύλη του. Για την παραγωγή των απαραίτητων προμηθειών βουταδιενίου, αρκετά αμερικανικά διυλιστήρια κατασκεύασαν νέες εγκαταστάσεις για την παραγωγή του προϊόντος που θα χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της παραγωγής συνθετικού καουτσούκ.
Ερευνητές στις τέσσερις μεγάλες εταιρείες ελαστικών ξεκίνησαν νέες διαδικασίες για την αύξηση της παραγωγής συνθετικού καουτσούκ στις ΗΠΑ Το 1940, ενώ εργάζονταν στο BF Goodrich, Waldo Semon - ο εφευρέτης μιας βελτιωμένης διαδικασίας για την παραγωγή PVC - εφηύρε μια διαδικασία για τον συμπολυμερισμό του βουταδιενίου με μεθακρυλικό μεθυλεστέρα. Το οικονομικά αποδοτικό συνθετικό καουτσούκ που παράγεται διατίθεται στο εμπόριο με την ονομασία Ameripol. Η Goodyear παρήγαγε το δικό της συνθετικό καουτσούκ - η διαδικασία κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Ray Dinsmore - που ονομάζεται "Chemigum". Οι άλλες εταιρείες καουτσούκ κατοχύρωσαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασίες για την αύξηση της παραγωγής συνθετικού καουτσούκ. 59
Ωστόσο, το 1942, χρειάστηκαν παραγωγοί συνθετικού καουτσούκ για να ενισχύσουν την παραγωγή για να βοηθήσουν την πολεμική προσπάθεια των Συμμάχων. Οι τέσσερις εταιρείες καουτσούκ, μαζί με την κυβέρνηση των ΗΠΑ, συμφώνησαν σε μια κοινή διαδικασία παραγωγής συνθετικού καουτσούκ που ονομάζεται GR-S (κυβερνητικό καουτσούκ στυρένιο), το οποίο ήταν παρόμοιο με το Bina S που αναπτύχθηκε από τη Γερμανία. Μέχρι το 1945, οι ΗΠΑ αύξησαν την παραγωγή GR-S σε περίπου 920.000 tpy. 59 Εξαιτίας αυτού του φαινομένου της κατασκευής, οι συμμαχικές δυνάμεις δεν υπέφεραν από έλλειψη συνθετικού καουτσούκ για στρατιωτικό εξοπλισμό και οχήματα.
Κυανοακρυλικά. Το 1942, ο Χάρι Κούβερ -ενώ εργαζόταν στην εταιρεία Eastman Kodak στις ΗΠΑ- διεξήγαγε πειράματα με κυανοακρυλικά. Προσπαθούσε να αναπτύξει υλικά για την κατασκευή διαφανών πλαστικών σκοπευτικών όπλων για τους Συμμάχους στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο. Ωστόσο, ενώ δούλευε με τα υλικά, παρατήρησε ότι κολλούσε σε όλα, με αποτέλεσμα να είναι πολύ δύσκολη η εργασία. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, η υγρασία προκάλεσε τον πολυμερισμό των χημικών ουσιών και δεδομένου ότι σχεδόν όλα τα αντικείμενα έχουν ένα λεπτό στρώμα υγρασίας πάνω τους, η συγκόλληση θα γινόταν σχεδόν σε κάθε δοκιμαστική περίπτωση. 60 Δεδομένου ότι το υλικό ήταν πολύ συγκολλητικό, οι ερευνητές απέρριψαν την εμπορική χρήση του.
Μόλις το 1951 ο Coover και ο συνεργάτης του ερευνητής Fred Joyner αναγνώρισαν τη δυνατότητα των κυανοακρυλικών ως ουσίας γρήγορης σύνδεσης. Η ομάδα του ερευνούσε ανθεκτικά στη θερμότητα πολυμερή για στέγαστρα αεροπλάνων. Αυτές οι δοκιμές έδειξαν τις μοναδικές συγκολλητικές ιδιότητες του κυανοακρυλικού - η κόλλα δεν απαιτούσε θερμότητα ή πίεση για τη συγκόλληση. 60 Αρκετά χρόνια αργότερα, η Eastman Kodak πούλησε το υλικό ως Eastman 910, πουλώντας αργότερα το υλικό όπως είναι γνωστό σήμερα: Super Glue. Το υλικό - που χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα για πολλές εφαρμογές - έχει μια μοναδική ιστορία στο ότι ανακαλύφθηκε τυχαία, δύο φορές. 61
Σιλικόνες. Αν και ανακαλύφθηκε τη δεκαετία του 1850, η εμπορική έρευνα και ανάπτυξη σιλικονών δεν θα απογειωθεί παρά τη δεκαετία του 1930. Η πρώιμη έρευνα διεξήχθη από τον Αμερικανό χημικό James Franklin Hyde ενώ εργαζόταν στην Corning Glass Works ( Εικόνα 4 ). Χρησιμοποιώντας τη διαδικασία του Άγγλου χημικού Frederic Stanley Kipping για τη δημιουργία οργανικών ενώσεων πυριτίου, ο Hyde κατάφερε να δημιουργήσει ένα συνθετικό ρευστό που σκληρύνθηκε σε ελαστική μάζα. 62 Ο Kipping πρωτοστάτησε στην εργασία στα πολυμερή σιλικόνης, δημιουργώντας ακόμη και το όνομα «σιλικόνη» το 1904.
ΣΥΚΟ. 4. Ο James Franklin Hyde συνεργάζεται με έναν συνάδελφό του σε πειράματα στο εργαστήριο Corning Glass Works. Φωτογραφία ευγενική προσφορά του Dow Corning.
Η ανακάλυψη του Hyde επέτρεψε στην Corning να παράγει κινητήρες και γεννήτριες υψηλής θερμοκρασίας. Οι σιλικόνες χρησιμοποιήθηκαν εκτενώς σε πλοία και αεροπλάνα κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου ως μονωτήρας καλωδίων και καλωδίων. 62Η δουλειά του Hyde δημιούργησε το πρώτο εμπορικά χρήσιμο προϊόν σιλικόνης και οδήγησε στο σχηματισμό της Dow Corning Corp. το 1943—μια κοινή επιχείρηση μεταξύ της Dow Chemical Co. και της Corning Glass Works. Ο κύριος στόχος της εταιρείας ήταν να αναπτύξει προϊόντα σιλικόνης, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής προϊόντων για τον αμερικανικό στρατό στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο. Το πρώτο προϊόν της εταιρείας ήταν το Dow Corning 4, μια ένωση στεγανοποίησης ανάφλεξης που έκανε δυνατή την πτήση σε μεγάλο ύψος. Η ένωση αποτρέπει την εκκένωση κορώνας, επιτρέποντας στα αεροσκάφη να παραμένουν στα 35.000 πόδια για 8 ώρες. Αυτό ωφέλησε τις Συμμαχικές δυνάμεις αφού αεροπλάνα μπορούσαν να πετάξουν στο Ηνωμένο Βασίλειο και τη Βόρεια Αφρική έναντι της μεταφοράς τους με πλοία, μειώνοντας σημαντικά τους κινδύνους βομβαρδισμού και καταστροφής τους από τις δυνάμεις του Άξονα. 63,64
Η σιλικόνη συνεχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες και εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της αυτοκινητοβιομηχανίας, των κατασκευών, της ενέργειας, των ηλεκτρονικών, των χημικών, των επιστρώσεων, των υφασμάτων και της προσωπικής φροντίδας, μεταξύ άλλων.
Παράδοση άνευ όρων και μεταπολεμικές ανακαλύψεις
Στις 7 Μαΐου 1945, η Γερμανία παραδόθηκε άνευ όρων στους Συμμάχους. Η Ιαπωνία έκανε το ίδιο στις 2 Σεπτεμβρίου 1945. Αυτά τα γεγονότα σημάδεψαν το τέλος της 7χρονης παγκόσμιας σύγκρουσης.
Το τέλος της ευρωπαϊκής σύγκρουσης είδε επίσης τη διάλυση της μεγαλύτερης χημικής και φαρμακευτικής εταιρείας στον κόσμο, της IG Farben. Η εταιρεία ιδρύθηκε το 1925 ως συγχώνευση έξι χημικών εταιρειών—BASF, Bayer, Hoechst, Agfa, Chemische Fabirik Griesheim-Elektron και Chemische Fabrik vorm. Μετά τον 2ο Παγκόσμιο Πόλεμο, η εταιρεία χωρίστηκε σε πολλές διαφορετικές οντότητες. Η Agfa, η BASF και η Bayer συνέχισαν τις δραστηριότητές τους. Η Hoechst εξαγόρασε πολλές άλλες εταιρείες τις επόμενες δεκαετίες, καθώς και διάσπαρτα τμήματα της επιχείρησής της σε ανεξάρτητες εταιρείες, όπως η Clariant. Η Hoechst είναι επί του παρόντος θυγατρική της γαλλικής φαρμακευτικής εταιρείας Sanofi.
Αν και ο Β' Παγκόσμιος Πόλεμος είχε τελειώσει, οι παγκόσμιες βιομηχανίες διύλισης και πετροχημικών μόλις ξεκινούσαν. Νέες τεχνολογίες και ανακαλύψεις συνέχισαν να γίνονται κατά την υπόλοιπη δεκαετία του 1940. 65 Το 1947, ο Αμερικανός χημικός μηχανικός Vladimir Haensel διεξήγαγε πειράματα χρησιμοποιώντας καταλύτες πλατίνας για την αναβάθμιση του πετρελαίου. Ωστόσο, εκείνη την εποχή, η χρήση καταλύτη πλατίνας θεωρήθηκε ότι δεν ήταν πρακτική και αντιοικονομική λόγω του κόστους του πολύτιμου μετάλλου. Η έρευνα του Haensel έδειξε ότι η χρήση ελάχιστων ποσοτήτων πλατίνας (0,01%) ήταν αρκετή για μια αποτελεσματική διαδικασία. 66,67 Αυτή η έρευνα οδήγησε σε μια νέα διαδικασία παραγωγής βενζίνης με υψηλότερο αριθμό οκτανίων: Πλατφόρμα. Η διαδικασία Platforming της Haensel δημιούργησε επίσης υψηλότερη απόδοση αρωματικών υδρογονανθράκων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται στην κατασκευή πλαστικών.66,67 Η διαδικασία εμπορευματοποιήθηκε από την UOP και η πρώτη μονάδα Πλατφόρμας ( Εικ. 5 ) κατασκευάστηκε το 1949 στο διυλιστήριο της Old Dutch Refining Co. στο Μίσιγκαν (ΗΠΑ). Η διαδικασία πλατφόρμας ήταν καθοριστική για την τελική απομάκρυνση του μολύβδου από τη βενζίνη.
ΣΥΚΟ. 5. Ο Vladimir Haensel (αριστερά) ανέπτυξε τη διαδικασία Platforming. Η πρώτη μονάδα Platforming (δεξιά) κυκλοφόρησε στο διαδίκτυο το 1949 στο διυλιστήριο της Old Dutch Refining Co. στο Μίσιγκαν (ΗΠΑ). Φωτογραφία ευγενική προσφορά της Honeywell UOP.
Η δεκαετία του 1950
Μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο σημειώθηκε σημαντική αύξηση της κατανάλωσης πετρελαίου και της οικονομικής ανάπτυξης στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ Οι νέες ανακαλύψεις χημικών και διυλιστηρίων θα συνεχίσουν να βελτιώνουν τη ζωή των ανθρώπων σε όλο τον κόσμο. Η εξέλιξη της παγκόσμιας βιομηχανίας διύλισης και πετροχημικών στη δεκαετία του 1950 θα εξεταστεί στο τεύχος Απριλίου του Hydrocarbon Processing. Αυτό περιλαμβάνει την ανακάλυψη πολυπροπυλενίου, πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας, νέα σχέδια καταλυτών, την πρώτη χρήση ενός συστήματος ελέγχου υπολογιστή στις εργασίες διύλισης και πολλές άλλες προόδους στις τεχνολογίες διύλισης και παραγωγής χημικών. ιπποδύναμη
ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ ΠΟΥ ΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ
47.WR Grace, «Our History», διαδικτυακά: https://grace.com/about-grace/our-history/
48.Υπουργείο Ενέργειας των Η.Π.Α., "Early days of coal research", Office of Fossil Energy and Carbon Management, online : https://www.energy.gov/fecm/early-days-coal-research
49.Mawn, P., «Oil and War», Defense.info, 24 Οκτωβρίου 2018, διαδικτυακά: https://defense.info/re-thinking-strategy/2018/10/oil-and-war/
50.Spoonts, S., «Πώς η βενζίνη υψηλών οκτανίων έσωσε τους ανείπωτους πιλότους των Συμμάχων κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου», SOFREP, Νοέμβριος 2021, διαδικτυακά: https://sofrep.com/news/filler-up- how-high-octane-gasoline-saved- ανείπωτοι-συμμαχικοί-πιλότοι-κατά τη διάρκεια-wwii/
51.Jacoby, M., «Ο Vladimir Ipatieff είναι ο υπερήρωας της κατάλυσης που δεν έχετε ακούσει ποτέ», Chemical and Engineering News, Μάιος 2019, διαδικτυακά: https://cen.acs.org/people/profiles/Vladimir-Ipatieff-catalysis- superhero-ve/97/i19
52.ConocoPhillips, «Η ιστορία μας: 1930–1949», διαδικτυακά: https://www.conocophillips.com/about-us/our-history/1949-1930/
53.Shell, "High octane", online: https://www.shell.com/business-customers/aviation/100years/more-uptime/high-octane.html
54.Wikipedia, "TNT", online: https://en.wikipedia.org/wiki/TNT
55.Thinnes, B., «Ο στρατός και ο υδρογονάνθρακας: Μια ερωτική σχέση άνω των 100 ετών», Hydrocarbon Processing, Ιούλιος 2012.
56.Miller, K., "Πόσο σημαντικό ήταν το πετρέλαιο στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο;" Columbian College of Arts and Sciences, Πανεπιστήμιο George Washington, online: https://historynewsnetwork.org/article/339
57.Stern Rubber Co., «Origins of synthetic rubber before World War 2», Ιανουάριος 2015, διαδικτυακά: https://sternrubber.com/blog/origins-synthetic-rubber- world-war-2/
58.Wendt, P., «The control of rubber in World War 2», The Southern Economic Journal, Ιανουάριος 1947.
59.American Chemical Society, «US Synthetic Rubber Program, 1939–1945», Αύγουστος 1998, online: https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/syntheticrubber.html#:~:text =Semon%2C%20built%20a%20100%2Dpound,%2C%20Ohio%2C%20that%20same%20year
60.Lemels on-MIT, "Harry Coover", online: https://lemelson.mit.edu/resources/harry-coover
61.Hiskey, D., "Super Glue εφευρέθηκε τυχαία, δύο φορές", Today I Found Out: Feed Your Brain, Αύγουστος 2011, online: http://www.todayifoundout.com/index.php/2011/08/super- κόλλα-εφευρέθηκε-κατά-ατύχημα-δύο φορές/
62.Wikipedia, "James Franklin Hyde", online: https://en.wikipedia.org/wiki/James_Franklin_Hyde
63.Dow history, «1930–1942: Researches», ATF, online: https://www.atf.ru/en/about/about-atf/istoriya-dow-corning/
64.Thomas, NR, «Frederic Stanley Kipping—Pioneer in silicon chemistry: His life and legacy», Springer, Αύγουστος 2010, διαδικτυακά: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s12633-010-9051-x .pdf
65.Wikipedia, "IG Farben", online: https://en.wikipedia.org/wiki/IG_Farben
66.Gembicki, S., "Vladimir Haensel," The National Academies of Sciences, Engineering and Medicine, 2006, online: https://www.nap.edu/read/11807/chapter/10
67.Wikipedia, "Vladimir Haensel", στο διαδίκτυο: https://en.wikipedia.org/wiki/Vladimir_Haensel
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου