Top.Mail.Ru

От «Ипатьевской бомбы» до 100 октанов: формула успеха в США

Владимир Ипатьев — редкий пример учёного, чья биография соединяет военную дисциплину и лабораторное новаторство. Он начинал в России артиллеристом и профессором химии, прошёл через мобилизацию науки в годы Первой мировой и политические потрясения, а в 1930 году оказался в США. Там, в связке университета и индустрии, он превратил высокотемпературный и высокодавленческий катализ в двигатель нефтепереработки, дал индустрии набор процессов для производства высокооктанового бензина и тем самым изменил стратегию топлива для авиации и автотранспорта.

Ранний Ипатьев — офицер и преподаватель Михайловской артиллерийской академии, исследователь органических реакций при высоких температурах и давлениях. Именно он спроектировал вращающийся автоклав с металлической прокладкой — инструмент, позволивший управляемо вести реакции при сотнях градусов и больших давлениях, и прославившийся в мировой литературе как «бомба Ипатьева». Этот аппарат сделал возможной новую практику каталитических превращений углеводородов и определил нишу учёного в химии XX века.

Во время Первой мировой войны Ипатьев возглавлял химические комитеты, отвечавшие за взрывчатые вещества, защиту от ОВ и перестройку химической промышленности на военные рельсы. В 1916 году его избрали в Академию наук; позже он возглавлял Центральную химическую лабораторию и институт высоких давлений. В 1927-м получил Ленинскую премию за работы по катализу. Эти страницы биографии важны не датами, а масштабом задач: он научился связывать фундамент химии с производством.

Летом 1930 года, выехав по официальной командировке в Берлин, Ипатьев принял решение не возвращаться. Осенью прибыл в США, где нашёл стратегического партнёра — Universal Oil Products (UOP) — и академическую площадку в Северо-Западном университете (Чикаго). Именно здесь родилась модель «двойной базы»: университетская лаборатория высоких давлений и катализа, финансируемая индустрией, и производственные НИОКР UOP. Этот союз задаст тон американской нефтехимии 1930–1940-х.

Ипатьев пришёл в нефтепереработку не с идеей сломать углеводород «силой» температуры, а с идеей изменить его «умом» катализа. Вместе с коллегами он реализовал три ключевые линии: кислотно-каталитическую полимеризацию лёгких олефинов в жидкие компоненты для бензина; алкилирование — соединение изобутана с олефинами в присутствии сильных кислот, дающее высокооктановые изоалканы; изомеризацию н-бутана в изобутан как сырьё для алкилирования. Эти процессы легли в основу «конструктора» высокооктанового топлива, где химический дизайн вытеснял грубый термокрекинг.

Часто ему в популярных текстах приписывают «открытие каталитического крекинга». Это неверно по науко-историческим меркам: промышленное внедрение каталитического крекинга ассоциируют с линией Эжена Удри и последующим развитием в виде FCC. Вклад Ипатьева — в другом: он и его школа предложили кислотный катализ как путь к высокооктановым компонентам без собственно крекинга тяжёлых фракций, а затем встроили эти решения в заводскую схему. Различие принципиально, и именно оно объясняет, почему Чикаго стало одним из центров «умной» переработки в 1930-е.

Эффект от этих работ быстро вышел за пределы заводских отчётов. К 1940-м высокооктановые смеси на базе полимеризационных и алкилизационных процессов стали массовыми. Историки техники неоднократно указывали, что 100-октановое авиационное топливо дало союзной авиации преимущество в наборе высоты и манёвре, особенно на раннем этапе войны. Здесь важно правильно расставить акценты: речь не о «личном изобретении Ипатьева» конкретного бензина, а о созданной им технологической платформе процессов, обеспечивших промышленный выпуск компонентов для таких топлив.

На фотографии, слева направо: В. Н. Ипатьев; Р. М. Вильштеттер, лауреат Нобелевской премии по химии; Густав Эглофф, немецкий органический химик, директор научного отдела американской нефтяной компании Universal Oil Products (UOP); и Моисей Гомберг, президент Американского химического общества (1931). Именно Густав Эглофф, знаменитый американский химик, получивший прозвище «Бензиновый Гас» (Gasoline Gus), предложил Ипатьеву занять должность старшего директора по исследованиям в UOP в Чикаго. Сегодня компания UOP, являющаяся подразделением корпорации Honeywell, считается мировым лидером в области поставок и лицензирования технологий, катализаторов, оборудования и консалтинговых услуг для нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленности. Чикаго, США, 1933 год. Фото из архива Honeywell UOP (США).

Чикагский период — это не только патенты и установки, но и школа. Рядом с Ипатьевым работали и выросли в самостоятельные фигуры Герман Пайнс и Владимир Хэнсл (позднее автор платформинга). С UOP Ипатьев наладил обмен: компания оборудовала в университете именую лабораторию высоких давлений и катализа, а учёный — в 1939 году — учредил Премию имени Ипатьева Американского химического общества для молодых исследователей. Этот круг — лаборатория, премия, индустриальные проекты — закрепил каталитическое направление как норму американской нефтехимии.

В США Ипатьев стал гражданином в 1937 году и в 1939-м был избран в Национальную академию наук. В 1940-м получил престижную медаль Уилларда Гиббса Чикагского отделения ACS, в 1942-м — Honor Scroll Американского института химиков; за годы работы в UOP его имя стояло в более чем двухстах американских патентах. Эти вехи документированы университетскими, академическими и профессиональными источниками. Параллельно — трудная «обратная сторона» судьбы: 29 декабря 1936 года общее собрание АН СССР лишило его звания академика, а 5 января 1937-го он был лишён советского гражданства; в 1990-м звание восстановили посмертно.

Почему его справедливо называют одним из основателей нефтехимии США? Потому что он предложил и отладил «структуру влияния»: аппарат (автоклавы), метод (кислотный катализ при высоких температурах и давлениях), организацию (университетская лаборатория под индустриальный запрос), кадры (школа исследователей) и институты (премия, сеть коллабораций). Именно из этой связки родились процессы, которые синхронно улучшали октановое число и экономику завода, а затем — устойчивость целых отраслей в военное время.

Корректная датировка смерти — 29 ноября 1952 года, Чикаго. Расхожая формула о «Человеке года 1936–1937» часто повторяется в популярной прессе без указания авторитетного источника и нередко ошибочно отсылает к рубрике журнала Time, где в эти годы героями были другие исторические фигуры. Для Ипатьева подтверждённые профессиональные регалии — членство в NAS (1939), медаль Гиббса (1940), премии и почётные звания — отражены в академических публикациях и базах. Это важнее газетных титулах.

Ипатьев не только ускорил реакции; он ускорил институты. Его подход показал, что наука даёт наилучший результат, когда лабораторный эксперимент сразу «дружит» с технологической схемой и когда кадровая школа строится рядом с производственным НИОКР. В этом — ключ к тому, как российский генерал-химик стал архитектором американской нефтехимии. И потому его имя — не эпизод, а полноценная глава истории индустриального века.

Открывайте сокровища русского культурного наследия с приложением «Жар-птица»

Познакомьтесь с уникальным наследием русского мира, которое живёт и процветает в Соединённых Штатах. От исторических церквей до памятников и музеев, приложение «Жар-птица» станет вашим проводником в удивительное путешествие. Теперь каждый объект русского культурного наследия в США доступен на карте, готовый рассказать свою историю.

Отмечайте посещённые места с помощью чекинов, делитесь впечатлениями, оценивайте состояние объектов и помогайте сохранять это богатство для будущих поколений. Ваш личный кабинет станет журналом достижений, где соберутся все ваши открытия. Исследуйте русское наследие через игровой формат, выполняйте квесты и узнавайте новое с каждым шагом.

Приложение открывает не только Америку — путешествуйте по всему миру, изучая объекты русского наследия, делитесь своими находками в социальных сетях и вдохновляйте друзей на культурные открытия.

Скачайте «Жар-птицу» 2.0 прямо сейчас и начните свое путешествие к русской истории, которая жива и актуальна по сей день.