Новая отрасль: химическая промышленность Российской империи в ходы Первой мировой войны.
Сразу же после начала Первой мировой войны выяснилась «химическая» неготовность России к грядущим тяжелым испытаниям. Наиболее серьезные проблемы имелись в сфере изготовления взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов и красящих веществ. Для реализации амбициозной программы по изготовлению взрывчатых и др. химических веществ требовалось выйти на серьезные объемы производства серной и азотной кислот, ароматических углеводородов, фенола и т. д.
Следовало (раз не очень много было сделано в довоенный период) с самого начала войны принять энергичные меры к организации новейшей отрасли российской промышленности - химической. К сожалению, в первые месяцы войны ничего сделано не было – считалось, что война будет непродолжительной, а все необходимое можно будет приобрести или у союзников или в САСШ. Но и у союзников дело обстояло немногим лучше, чем в России, а американцам для обслуживания иностранных заказов также требовалось строить новые заводы – прежде всего для получения толуола и бензола. Правительству пришлось принять ряд срочных мер, налаживая производство взрывчатых веществ, а также изучая способы изготовления (ароматических углеводородов - в кратчайшие сроки). Донецкий бассейн стал палочкой-выручалочкой в данном вопросе.
Осенью 1915 г. Химический комитет при ГАУ объединил в своих руках деятельность различных учреждений, ведавших производством химических продуктов, необходимых для военных целей. Была реализована колоссальная по своим размерам программа строительства химических заводов - появились химические производства, ранее не существовавшие в России. Можно без преувеличения сказать, что потребности армии и флота в Первую мировую войну породили новую мощную отрасль российской промышленности – химическую – абсолютно независимую от заграничного сырья.
Химическая промышленность развивалась по мере увеличения производства взрывчатых веществ, требуемые объемы которых в ходе войны постоянно возрастали. Достаточно привести лишь некоторые цифры, чтобы увидеть – как увеличилась производительность российских заводов.
Если в феврале 1915 г. в России изготавливалось лишь около 104 тонн взрывчатых веществ, около 256 тонн сырого бензола и 11,5 тыс. тонн серной кислоты, то в марте 1916 г. эти цифры составили свыше 1,7 тыс. тонн, 903 тонны и 21,3 тыс. тонн соответственно – то есть за год производство выросло более чем в 15, 3,5 и почти в 2 раза.
Необходимо отметить, что в начале войны взрывчатые вещества изготавливались лишь на одном частном и двух казенных заводах. За указанный период времени взрывчатые вещества стали изготавливаться на двух казенных и десяти частных заводах.
К началу Первой мировой военное и морское ведомства, формируя запасы боевого снаряжения на случай грядущей войны, игнорировали проблему их пополнения во время военных действий - не учитывая, какой расход будет присутствовать в ходе современного боя. В таком же положении находилась и Франция, которая после первого сражения на Марне осталась без снарядов - и определенный период времени вела оборонительную войну.
В Германии же вся частная промышленность еще в мирное время была адаптирована к переходу на военные рельсы.
Во Франции и России об этом никто даже не думал – в итоге пришлось в ходе вооруженного противоборства создавать новые отрасли промышленности и наспех адаптировать существующие промышленные предприятия для военных целей. Конечно, в России по известным причинам это было сделать гораздо труднее, чем во Франции – и тем выше оценка в решении этой трудной задачи. Россия с честью вышла из затруднительного положения и добилась такой производительность заводов, о которой ранее не могла и мечтать. К сожалению, необходимо отметить, что во время войны не было обращено надлежащего внимания на адекватное производство предметов первой необходимости для тыла - без нормального функционирования которого нельзя быть уверенным и в надлежащем снабжении армии.
Вследствие выявившейся невозможности получать толуол (необходимый для изготовления важнейшего взрывчатого вещества) из-за рубежа, в Донбасс была отправлена специальная комиссия – она должна была изучить вопрос о возможности добычи ароматических углеводородов, столь необходимых для нужд армии.
Специальная комиссия обследовала Донецкий каменноугольный бассейн и признала возможным установить производство толуола – причем в относительно короткий срок. Она же выяснила, что, кроме толуола, источником для выработки взрывчатых веществ могут являться и другие органические соединения, находящиеся в том же самом сыром бензоле. Решили немедленно приступить к разработке способов нитрации ксилола, замене тротила тринитроксилолом - который по своим качествам не должен уступать тротилу. Подобные мероприятия в России до этого еще не проводились.
Так как процесс пирогенетического разложения каменного угля в крупных размерах производился в коксовых печах Донецкого бассейна, то было обращено внимание на вопрос улавливания бензола и других продуктов из коксовых газов. Добыча продуктов коксования каменного угля стала совершенно новым сектором химической промышленности - до войны продуктами в этой области являлись сернокислый аммоний, нашатырный спирт, каменноугольная смола и пек (более ценные продукты - бензол, толуол, нафталин и антрацен получались в очень небольшом количестве). К началу войны промывка газов в Донецком бассейне осуществлялась лишь на трех заводах, имевших валовую производительность около 2,5 тыс. тонн сырого бензола в год. Появился план постройки бензоловых заводов - причем при существующих коксовых печах (еще не налажено улавливание бензола), а также был разработан план постройки новых коксовых печей с полным улавливанием продуктов сухой перегонки с общей производительностью свыше 41 тыс. тонн сырого бензола ежегодно.
Очень трудной задачей было заинтересовать владельцев коксовых печей и убедить их взять заказы на поставку военному ведомству столь необходимого толуола и бензола. Важной задачей было и строительство бензоловых заводов. В итоге появился на свет прекрасный казенный бензоловый завод около станции Алмазной - что дало толчок и частной инициативе в данной области.
Бензоловые заводы – мощная база для производства внутри страны основных материалов, необходимых для изготовления взрывчатых веществ. Эти заводы нужны и для других отраслей военного хозяйства, а также и для снабжения гражданского рынка продуктами, ранее ввозившимися из-за границы. Заводы, производившие красящие вещества, фармацевтические и медицинские препараты черпали сырье за счет продуктов коксования – а зависимость в этих продуктах от Германии ранее не позволяла развивать эти важнейшие производства. Поэтому Химкомитет, уже после выхода России из мировой войны, рассматривая вопрос о демобилизации военной химической промышленности, заботился о сохранении существующих бензоловых заводов - настаивая на окончании строительства не законченных предприятий.
Удалось увеличить в 7 - 8 раз количество печей, дававших весь комплекс продуктов сухой перегонки каменного угля.
Увеличение производительности русской химической промышленности выглядело следующим образом: если в 1913 г. производилось: сырого бензола – 91 тонна, чистого бензола – 30 тонн, толуола – 16 тонн, ксилола – 8 тонн, нафталина – 115 тонн, то в 1918 г. – 25550 тонн, 10000 тонн, 5000 тонн, 1700 тонн, 4500 тонн соответственно. Антрацен и фенол в 1913 г. не производились, а в 1918 г. их производство достигло 213 и 105 тонн соответственно. Причем по 1918 г. – цифры не учитывают производство в ряде регионов.
26-ти бензоловых заводов, добывающих ароматические углеводороды из газов коксовых печей, было недостаточно для своевременного удовлетворения нужд армии во взрывчатых веществах. Поэтому Химкомитет организовал производство бензола и толуола из нефти методом разложения последней при температуре 660 - 680° в ретортах или в особых генераторах на заводе братьев Нобель (метод инженера Крусселя).
Пирогенизация нефти осуществлялась на 6 заводах: 1 в Казани, 4 в Баку и 1 - в Фергане.
Толуол производился еще на двух казенных заводах (в Екатеринодаре и в Грозном) - из сортов бензина и лигроина, содержащих по несколько процентов ароматических углеводородов.
Для извлечения толуола из бензина пришлось создать крупные ректификационные установки. Фракции, обогащенные толуолом, подвергались нитрации - для получения мононитра толуола. Последний продукт отправлялся на казенный Сергиевский завод взрывчатых веществ - для дальнейшей нитрации в тротил. Эти заводы могли давать от 65,5 до 100 тонн мононитра-толуола в месяц, полностью оправдав свое существование. Путем правильно установленной ректификации стало возможным получать сорта авиационных бензинов.
Бензоловые заводы при коксовых печах, как правило, давали сырой или очищенный бензол, представляющий смесь ароматических углеводородов, не разделенных на составные части - тогда как для фабрикации взрывчатых веществ необходимы чистые бензол, толуол, ксилол.
Опыты, проведенные на Гутуевском спиртоочистительном заводе Петрограда, продемонстрировали возможность получать химически чистые бензол, толуол и ксилол. И данный завод был оборудован для разгонки ароматических углеводородов в больших количествах - как для продуктов, привозимых из-за границы, так и для бензола, идущего с юга России (до тех пор, пока не были построены донецкие заводы для ректификации сырого бензола).
Для фракционировки сырого бензола был адаптирован находящийся около Белгорода частный спиртоочистительный завод Муханова. Затем был построен казенный ректификационный завод в Кадиевке - с производительностью свыше 8000 тонн сырого бензола в год. Ряд владельцев бензоловых заводов также согласились дополнить оборудование своих заводов установкой ректификационных аппаратов - для получения чистого толуола и бензола.
Так как, кроме тротила, армии были необходимы и другие взрывчатые вещества, исходными веществами для которых служили различные ароматические соединения, то пришлось (в первую очередь) заняться изготовлением синтетического фенола - которое до войны в России отсутствовало.
Синтетический фенол понадобился для фабрикации пикриновой кислоты - так как натурального фенола, добываемого из каменоугольной смолы, в России почти не было. Первым был построен московский завод синтетического фенола у «Фарбверке» - начав производство в мае 1915 г., в декабре он уже давал до 100 тонн в месяц. Затем был построен завод синтетического фенола у станции Рубежной и, наконец, у станции Шахтной. Небольшое количество фенола изготавливалось в Ревеле - на заводе Р. Мавера. Мощности последнего предприятия позволяли нарастить производство до 250 тонн в месяц.
Было налажено производство и другого важного продукта, имевшего большое значение для изготовления взрывчатых веществ - нафталина. Из производных бензола следует упомянуть о фабрикации диметиланилина, являющегося исходным для получения мощного взрывчатого вещества тетрила, применяемого в качестве детонатора. Кроме диметиланилина, на химических заводах производился дифениламин, необходимый для придания порохам соответствующей стойкости. Анилин и его соли начали производиться в России еще до войны.
Увеличение объемов изготовления взрывчатых веществ шло параллельно с увеличением заготовок сырья (т.-е. ароматических углеводородов и кислот). Необходимо было произвести колоссальную работу по организации добычи серной кислоты до 33 тыс. тонн в месяц. Кроме того, комиссии удалось построить первый завод азотной кислоты - в донбасской Юзовке. В итоге, российская промышленность изготавливала следующие взрывчатые вещества: тротил, тринитроксилол, пикриновую кислоту, динитронафталин, динитробензол, тетрил, аммиачную селитру, взрывчатые вещества типа Фавье и др.
Для изготовления взрывчатых веществ служили два казенных завода и целый ряд частных. Причем лишь один тротил производился на 8-ми частных заводах.
Все взрывчатые вещества изготавливались из отечественного сырья.
Для нужд химической войны, начиная с лета 1915 года, потребовалось организовать производство целого ряда химических продуктов - многие из которых до этого в России не изготавливались. Изготовлению удушающих средств предшествовали лабораторные опыты – для получения надлежащих технических методов производства.
Удушающие вещества производились двух типов: для выпуска из газовых баллонов, где они находились в сжатом состоянии, и для наполнения химических снарядов. Для первой цели, в основном, служил сжиженный хлор, находящийся в баллонах под давлением 30 - 35 атмосфер (к хлору, в сравнительно небольших количествах, добавлялся фосген). Для снаряжения химснарядов применялись разнообразные вещества – в основном фосген, хлорпикрин, хлористый мышьяк и синильная кислота.
К вышеперечисленным основным веществам добавлялись и другие химические продукты – в целях достижения наилучших результатов.
Для получения жидкого хлора с самого начала войны могли быть использованы 2 больших завода, производивших хлор при помощи электролиза: общество Любимов и Сольве у станции Переездной, и завод Южно-Русского общества Электрон в Славянске. Первый с 2 августа 1915 г. по 1 октября 1916 г. поставил около 1500 тонн хлора; второй дал за то же время только 377 тонн. Упорными усилиями добились суточного производства жидкого хлора в размере 10 тонн. Последняя цифра относилась только к двум упомянутым хлорным заводам, но, кроме того, целому ряду фирм и организаций был выдан заказ на производство еще 14000 тонн жидкого хлора.
Другой необходимый продукт химической войны – фосген. Производство фосгена в России до войны отсутствовало. Первый заказ на изготовление фосгена был выдан 1 июля 1915 г. - Иваново-Вознесенскому товариществу механических изделий. Несмотря на огромные трудности, производство фосгена было налажено, и лишь 16 июля - 1 октября 1916 г. завод поставил 17 тонн этого продукта.
Другой завод - товарищество Шустова в Москве под руководством профессора Шпитальского, произвел к 1 июля 1917 г. до 100 тонн фосгена.
Производство брома было налажено в Сакках, на заводе Балашова. Это был первый завод в России, на котором стал вырабатываться бром - продукт, необходимый для фармацевтических и других целей. Из брома и толуола предполагалось производить (в качестве удушающего вещества) бромистый бензоил, но производство его окончательно налажено не было.
Химические продукты, вырабатываемые для начинки снарядов или для изготовления последних, были следующие: хлорпикрин, хлористый сульфурил, хлорное олово, желтая соль (железисто-синеродистый калий), цианистый калий и натрий, хлороформ, хлористый мышьяк, синильная кислота, сернистый ангидрид. Российскими предприятиями в период до 1 октября 1916 г. было изготовлено до 344 тонн хлорпикрина. Хлористого сульфурила и сернистого ангидрида также было изготовлено до 1 октября 1916 г.: первого – 230 тонн, а второго около 295 тонн. Хлорного олова до конца 1916 г. было поставлено около 230 тонн. Цианистый калий и натрий были изготовлены в небольших количествах – чуть более 1,6 тонны в течение 1916 г. Хлороформ (технический) был изготовлен к октябрю 1916 г. в объеме около 5 тонн. Хлористый мышьяк к 1 октября 1916 г. изготовлен в количестве около 33 тонн.
Русская химическая промышленность не только совершила колоссальный количественный и качественный рывок в годы Первой мировой войны. Появились новые производства, была проделана огромная работа при мобилизации химической промышленности. И эта новейшая отрасль, без преувеличения рожденная мировой войной – стала мощной производственной базой для последующего развития отечественной военной и гражданской экономики.
Алексей Олейников