Czy chciałbyś umyć się Merzolem?
Ammoniakwerke Leuna Merseburg GmbH - producent syntetycznych detergentów
To kolejna gałąź niemieckich technologii chemicznych, w której jako surowiec wykorzystywano parafiny syntetyzowane w procesie Fischera-Tropscha. Parafiny te były używane nie tylko do produkcji syntetycznego tłuszczu jadalnego, ale także syntetycznego detergentu. Nazywano go Mersol (skrót od Merseburg + Oleo). W języku rosyjskim brzmi to nieco dwuznacznie - „mersol”.
O tym również napisano bardzo niewiele, dosłownie w kolejności wzmianki. Ale temat wyraźnie zasługuje na kilka rozszerzonych szczegółów.
Niespodziewanie dobre właściwości czyszczące
W niemieckim spożyciu olejów i tłuszczów około 225 tysięcy ton, czyli 11%, przeznaczono na produkcję mydła. Wszystkie detergenty do higieny osobistej i do użytku technicznego były wytwarzane na bazie mydła produkowanego z naturalnych tłuszczów. Jednak w Niemczech brakowało tłuszczów, więc chemicy szukali sposobów na zastąpienie mydła produkowanego z naturalnych tłuszczów czymś bardziej przystępnym cenowo.
Pierwszy przykład syntetycznego detergentu został stworzony w 1917 roku przez chemika Fritza Gunthera, który pracował w BASF. Powszechnie nazywano go Nekal A i wytwarzano go z alkoholu izopropylowego przy użyciu kwasu siarkowego i naftalenu, w postaci proszku do prania. Po zakończeniu I wojny światowej nie było już na niego potrzeby, ale IG Farben miał zakład i produkował ten detergent w małych ilościach, na przykład w 1939 roku - 1000 ton.
W 1933 roku ten sam Fritz Günther, wówczas pracujący dla IG Farben, dokonał cudu w swoim laboratorium i stworzył dodecylobenzenosulfonian sodu, lepiej znany pod skrótem ABS, znany również w języku rosyjskim jako sulfonol. Nadal jest głównym składnikiem proszków do mycia rąk. Surowcami do jego produkcji były benzen i parafina.
Ale niemieccy chemicy byli niezadowoleni, ponieważ produkcja tych substancji była wieloetapowa, bardzo złożona i przez to droga. Ale w 1936 roku mieli szczęście. Amerykańscy chemicy Cortez Reed i Charles Horn opisali reakcję sulfochlorowania w swoim patencie. Mieszanina dwutlenku siarki i chloru w postaci gazowej reaguje z parafiną pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, tworząc nowe związki - kwasy alifatyczne sulfonowe. Niemieccy chemicy powtórzyli to, a następnie przeszli do następnego kroku - zneutralizowali te związki roztworem alkalicznym, na przykład sodą kaustyczną. I otrzymano substancję o niespodziewanie dobrych właściwościach czyszczących.
Od razu - duża roślina
Jednak to, co zostało zrobione dobrze w laboratorium, musiało zostać zrobione w zakładzie. Tutaj zastosowano bardzo agresywną mieszaninę gazów, która powoduje szybką korozję każdego metalu. Konieczne jest również w jakiś sposób dostarczenie promieniowania ultrafioletowego do aparatury reakcyjnej. W laboratorium kolbę można umieścić w świetle słonecznym, ale w zakładzie to nie wystarczy.
W zakładzie Ammoniakwerk Leuna Merseburg GmbH powstało laboratorium do opracowywania technologii, w którym dość szybko udało się zbudować eksperymentalny aparat. Był to szklany pojemnik na 15 litrów płynnej parafiny, do którego przez rurkę wprowadzano mieszaninę dwutlenku siarki i chloru. Pojemnik oświetlano mocną lampą rtęciową, a parafinę i gaz mieszano specjalnym mieszadłem mechanicznym.
Na tej instalacji przeprowadzono liczne eksperymenty, w tym te mające na celu wybranie najbardziej odpowiedniego surowca. Okazał się nim tzw. „Kogasin II” – parafina o temperaturze wrzenia 230–370 stopni, otrzymywana w procesie Fischera-Tropscha, stosowana do otrzymywania olejów smarowych.
Na początku wojny dopracowano szczegóły techniczne i rozpoczęto budowę zakładu przemysłowego o wydajności 20 1939 ton rocznie w zakładzie Ammoniakwerk Leuna Merseburg GmbH. Jednak w grudniu 40 r. Karl Krauch, komisarz ds. specjalnych zagadnień produkcji chemicznej, w imieniu Hermanna Göringa, komisarza ds. planu czteroletniego, zarządził podwojenie wydajności do XNUMX XNUMX ton rocznie.
Dla pośpiechu postanowiono porzucić instalację próbną o wydajności 1-2 ton na dobę i natychmiast zbudować instalację o wydajności około 110 ton na dobę. Budowę rozpoczęto w styczniu 1940 r., a 15 kwietnia 1940 r. instalacja była już gotowa do działania.
Reaktor zawierał 3,7 metrów sześciennych surowca i był oświetlany lampami o mocy 16 kilowatów, których światło przenikało przez specjalne okna. Mieszanka gazowa była dostarczana od dołu, przepuszczana przez oleisty surowiec. Za pierwszym razem zadziałało, ale nie do końca: 6% surowca przereagowało w ciągu 50 godzin przetwarzania.
Następnie układ i proces przerabiano kilka razy, a w wersji finalnej złożono je w reaktor o wysokości 4 metrów i średnicy 2 metrów, w którym wykonano 16 okien na 96 lamp o mocy 75 watów każda. Do reaktora wlano podgrzaną parafinę, a od dołu dostarczano mieszaninę gazów pod ciśnieniem 2,2 atmosfery. Reakcja przebiegała z wydzielaniem ciepła, więc reaktor miał chłodzenie wodne, utrzymując temperaturę od 25 do 35 stopni.
Proces był okresowy. Mersol H uzyskano przez przetwarzanie przez 15 godzin przy objętości mieszanki gazowej wynoszącej 65 metrów sześciennych na godzinę. W tym przypadku 50% parafiny zostało przekształcone w kwasy sulfonowe. Mersol D uzyskano przy 30% konwersji parafiny w kwasy sulfonowe przez przetwarzanie przez 16 godzin przy 35 metrach sześciennych mieszanki gazowej na godzinę.
Następnie kwasy sulfonowe poddano działaniu roztworu alkalicznego i po zmydleniu uzyskano granulowany proszek do prania.
Kiedy nie ma czym się umyć
Gdy proces przemysłowy mniej więcej się powiódł, Karl Krauch rozpoczął wielką akcję i postawił sobie za cel zaopatrzenie 82 milionów ludzi w Rzeszy i 33 milionów ludzi na okupowanych terenach wschodnich w nowy detergent. Według szacunkowych szacunków zapotrzebowanie na detergenty do celów sanitarnych i technicznych wynosiło około 100 tysięcy ton kwasów tłuszczowych, z czego 100% detergentów i 30% mydła można było zastąpić „mersolem”, do czego musiał być produkowany w ilości co najmniej 80 tysięcy ton rocznie.
Tutaj Krauch miał silnych konkurentów. Henkel, który od 1907 roku produkował i sprzedawał proszek do prania Persil na bazie nadboranu sodu i krzemianu, przetestował Merzol i oświadczył, że jest on o połowę mniej skuteczny od mydła w praniu. IG Farben oczywiście otrzymał inne dane.
Reklama proszku do prania Persil firmy Henkel
Ale mimo wszystko „Merzol” miał jedną niezaprzeczalną wadę – niską zdolność detergentu do zatrzymywania brudu w roztworze. Podczas prania brud łatwo usuwał się z tkaniny, ale później częściowo osadzał się na pranym przedmiocie. Dlatego tkaniny, które były wielokrotnie prane w „Merzolu”, stopniowo stawały się szare. Próbowano rozwiązać ten problem.
Podczas gdy chemicy toczyli spory, sytuacja z tłuszczami w Niemczech uległa znacznemu pogorszeniu, tak że pod koniec 1940 roku departament zaopatrzenia w oleje i tłuszcze techniczne – die Reichsstelle für industrielle Fettversorgung – zarządził obniżenie zawartości kwasów tłuszczowych (chodzi o sole sodowe kwasów tłuszczowych, ale w sensie ekonomicznym liczono zużycie kwasów tłuszczowych do produkcji środków piorących) w proszku do prania z 20% do 10%.
To była poważna sprawa - Wehrmachtowi potrzebne było mydło.
Dlatego na początku 1941 roku Ministerstwo Gospodarki Rzeszy zatwierdziło budowę zakładu o wydajności 80 tys. ton „merzolu” rocznie. Krauch planował zwiększyć produkcję do 155 tys. ton rocznie. Ale w rzeczywistości jesienią 1944 roku działały: zakład Ammoniakwerke Leuna o wydajności 60 tys. ton, w Wolfen – 20 tys. ton, a także zakład produkcji syntetycznych kwasów tłuszczowych w Witten – 40 tys. ton, gdzie produkowano również tłuszcz syntetyczny spożywczy.
Znaczenie „merzolu” stale rosło, ponieważ tłuszczu technicznego było coraz mniej. Zawartość kwasów tłuszczowych spadła do 1942% na początku 7 r., a do 1944% w połowie 5 r. Spadek właściwości czyszczących proszku do prania rekompensowała soda, dopóki substancja ta nie była już wystarczająca, a następnie szkło w płynie. Mydło i proszek do prania niemal straciły swoje właściwości czyszczące. W tych warunkach „merzol” ze swoimi wadami stał się całkiem akceptowalny.
Co prawda jesienią 1944 roku zakład Ammoniakwerke Leuna, który był poddawany licznym nalotom (21 nalotów od maja 1944 do końca wojny), był już stertą ruin. Na początku 1945 roku nastąpiło 70% zniszczeń, a produkcja „Mersolu” ustała. W związku z tym przez około ostatnie sześć miesięcy wojny ludzie w Niemczech prawie nie prali ani nie prali z powodu niemal całkowitego braku mydła i detergentów.
Pozostałości zakładu w zakładzie Ammoniakwerke Leuna zostały zdemontowane i przewiezione do ZSRR. Zakład w Wolfen pozostał nienaruszony, a SVAG zdecydował się wznowić produkcję. Ten detergent był produkowany przez jakiś czas po zakończeniu II wojny światowej, ale wkrótce ustąpił miejsca innym, bardziej zaawansowanym typom.
informacja