二戰(zhàn)后美國(guó)海軍對(duì)于二戰(zhàn)中德國(guó)柴油燃料的生產(chǎn)報(bào)告(1)二戰(zhàn)時(shí)德國(guó)人柴油燃料的來源
? ? ? ? ?這里聲明,本篇是翻譯自二戰(zhàn)后美國(guó)海軍在歐洲的工業(yè)科技技術(shù)考察任務(wù)(US NAVAL TECHNICAL MISSION IN EUROPE)報(bào)告集里由1945年8月美軍出版的一篇名為《GERMAN DIESEL FUELS》報(bào)告里。還有本人水平有限,如有翻譯錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)指出,謝謝?。。?!
? ? ? ? 材料具體的來源網(wǎng)站鏈接請(qǐng)見https://www.fischer-tropsch.org/primary_documents/gvt_reports/USNAVY/tech_rpt_187_45/tech_rpt_187_45_toc.htm

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摘要
? ? ? ?回顧往些年的德國(guó)在為高速柴油機(jī)上選擇合適的柴油燃料所做的工作。和研究人員對(duì)這方面做了許多工作來探究柴油機(jī)所使用的柴油燃料的后續(xù)發(fā)展。本篇報(bào)告主要是說明德國(guó)人是怎么樣通過向柴油里加入硝基化合物(硝基烷烴)、亞硝基化合物(亞硝基烷烴)、有機(jī)過氧化物、醇類化合物等添加劑和對(duì)柴油原油進(jìn)行硝化和臭氧化處理來增加柴油中的十六烷值的手段。(注:柴油燃料中的十六烷值是表示柴油燃料抗爆性的表示方法,一般來說柴油燃料的十六烷值越高,燃燒越均勻,抗爆性越好,不容易發(fā)生爆震現(xiàn)象,但是,柴油燃料的十六烷值也不是越高越好,要根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)要求來考慮。不過規(guī)定正十六烷的十六烷值為100)
本篇報(bào)告的資料來源和美國(guó)海軍所審問的相關(guān)人員一覽


目錄
1.關(guān)于德國(guó)柴油燃料的說明
2.德國(guó)柴油燃料的來源
? ? a.從原油(天然石油)里進(jìn)行分餾得到分餾物來獲取柴油
? ? b.通過對(duì)從低溫低壓費(fèi)托合成工藝所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾得到分餾物來獲取柴油(Kogasin II)
? ? c.通過對(duì)費(fèi)托合成工藝所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾得到沸點(diǎn)為225℃的組分來獲取柴油(Kogasin I)
? ? d.對(duì)褐煤進(jìn)行低壓蒸餾獲取蒸餾物的方式來制備柴油
? ? e.氫化法來生產(chǎn)柴油
? ? f.對(duì)煤炭進(jìn)行高溫蒸餾獲取蒸餾物的方式來制備柴油
? ? g.從頁巖油中獲取柴油
3.二戰(zhàn)時(shí)德國(guó)人對(duì)混合柴油燃料的制備

正文部分

1.關(guān)于當(dāng)時(shí)德國(guó)所使用的柴油燃料的介紹
? ? ? ?當(dāng)時(shí)的德國(guó)是有能夠讓固定式低速柴油機(jī)工作的液體柴油燃料,不過在當(dāng)時(shí)的德國(guó),這些液體柴油燃料的來源包括石油殘?jiān)堅(jiān)停壕褪窃徒?jīng)過常壓或者減壓蒸餾提出汽油、煤油、柴油、裂化原料油或潤(rùn)滑油餾分等所下余的油)、石油原油、煤炭、褐煤焦油以及粗頁巖油等等。不過,沒有跡象能夠說明德國(guó)國(guó)內(nèi)的柴油供應(yīng)的短缺問題會(huì)隨著戰(zhàn)爭(zhēng)的進(jìn)行會(huì)變得愈發(fā)凸顯。因此,在當(dāng)時(shí)的德國(guó),只有極少部分成功的例子將本地柴油和其他柴油混用所得到車用柴油。以上的結(jié)論都是取自德意志第三帝國(guó)軍備和戰(zhàn)時(shí)生產(chǎn)部引用1944年的季度報(bào)告。柴油燃料和潤(rùn)滑油部分,是由位于加勒諾(Gaggenau)(巴登(Baden))的戴姆勒 奔馳公司的Bokemuller博士負(fù)責(zé)。
? ? ?? 不同品種的柴油燃料都會(huì)提供給當(dāng)時(shí)德國(guó)國(guó)內(nèi)的武裝力量,比如德國(guó)國(guó)防軍(Wehrmacht)、德國(guó)空軍(Luffwaffe)、和德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))。關(guān)于供給德國(guó)國(guó)防軍(Wehrmacht)、、德國(guó)空軍(Luffwaffe)、和德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))的柴油燃料產(chǎn)品理化性質(zhì)表請(qǐng)見表1。不過這里說一下,關(guān)于供給德國(guó)國(guó)防軍(Wehrmacht)、、德國(guó)空軍(Luffwaffe)、和德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))的柴油燃料產(chǎn)品在理化性質(zhì)是有差異的。
? ? ? ?德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))特別反對(duì)向柴油燃料里加入添加劑是出于含有添加劑的柴油燃料會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)里的油路管道造成腐蝕,而德國(guó)空軍(Luffwaffe)不使用K1柴油燃料的原因是因?yàn)镵I柴油燃料很容易在內(nèi)燃機(jī)油路管道里發(fā)生氣阻現(xiàn)象(氣阻是指高溫狀態(tài)下燃料油在管道內(nèi)汽化揮發(fā)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)油路管道供油困難的現(xiàn)象)
? ? ? ? 另外,這里做一個(gè)提示,本篇報(bào)告里出現(xiàn)除了這些最常用的柴油燃料之外,還有一些柴油燃料產(chǎn)品,如“Sonder diesel Kraftstoff”、“l(fā)eichdiesel Kraftstoff”、“Speziall diesel Kraftstoff”等,上訴的柴油燃料產(chǎn)品是用于其他用途或者是為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的。還有一些柴油或者是柴油和汽油所混合成的燃料,對(duì)于這些燃料,我們?cè)谶@篇報(bào)告里給他歸類為是拖拉機(jī)用燃料。

2.關(guān)于德國(guó)國(guó)內(nèi)柴油來源的介紹
? ? ? ? 這里說明一下,就是關(guān)于當(dāng)時(shí)德國(guó)國(guó)內(nèi)的柴油來源方法有費(fèi)托合成法、氫化法等。關(guān)于這些在德國(guó)國(guó)內(nèi)的柴油來源方法的一些更詳細(xì)的內(nèi)容,請(qǐng)見二戰(zhàn)后美國(guó)海軍在歐洲的工業(yè)科技技術(shù)考察任務(wù)(US NAVAL TECHNICAL MISSION IN EUROPE)報(bào)告集里的其他相關(guān)報(bào)告里。

(a)從原油(天然石油)里進(jìn)行分餾得到分餾物來獲取柴油
? ? ? ?當(dāng)時(shí)的德國(guó)從波蘭、羅馬尼亞、奧地利、德國(guó)本土等地的油田里獲得天然石油。出產(chǎn)于于波蘭、羅馬尼亞、奧地利、德國(guó)本土等地的油田的天然石油會(huì)作為德國(guó)的燃料生產(chǎn)工廠生產(chǎn)柴油的工業(yè)原材料或者是德國(guó)的潤(rùn)滑油生產(chǎn)工廠生產(chǎn)潤(rùn)滑油的工業(yè)原材料,而且德國(guó)的燃料生產(chǎn)工廠會(huì)對(duì)這些天然石油進(jìn)行分餾得到分餾物來獲取柴油燃料。盡管,德國(guó)通過利用天然石油來制備柴油燃料的產(chǎn)量因?yàn)槊塑姷脑陉懙厣系倪M(jìn)攻推進(jìn)和空襲轟炸而下降,但幸運(yùn)的是,在戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí),德國(guó)人依然通過對(duì)原油(天然石油)里進(jìn)行分餾得到分餾物的方法得到大量的柴油燃料。
(b) 通過對(duì)從低溫低壓費(fèi)托合成工藝所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾得到分餾物來獲取柴油(Kogasin II)
? ? ? ?這是通過利用費(fèi)托催化合成所得到的含有烴類混合物的固體燃料中得到高沸點(diǎn)的分餾物來得到柴油的方式,通過這種方式得到的合成柴油叫做Kogasin II,下列數(shù)據(jù)是在1945年對(duì)當(dāng)時(shí)德國(guó)利用上文所述的方法制得柴油燃料樣品(Kogasin II)的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)表。

? ? ? ?Kogasin I合成柴油是通過對(duì)費(fèi)托合成法所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾得到沸點(diǎn)在225℃以下的餾出油。Kogasin I合成柴油的十六烷值大約在35-60。而且根據(jù)側(cè)線采出得到利用此方法的柴油燃料樣品可知,通過這種方法生產(chǎn)出的柴油通常會(huì)與一種組分混合成新的柴油燃料產(chǎn)品。并且來改善這些柴油燃料的適用性。


圖為翻譯自本報(bào)告里的二戰(zhàn)德國(guó)軍隊(duì)所使用的柴油燃料產(chǎn)品的理化性質(zhì)數(shù)據(jù)表
表1.關(guān)于二戰(zhàn)德國(guó)軍隊(duì)所使用的柴油燃料產(chǎn)品的理化性質(zhì)數(shù)據(jù)表
標(biāo)注:(1)測(cè)試德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))所使用的柴油樣品的乳化度的操作是先把10cc(ml 這里的cc指的是英文cubic centimeter,即立方厘米的縮寫)柴油燃料樣品倒入容積為50ml的試管里,之后再向10cc(ml 這里的cc指的是英文cubic centimeter,即立方厘米的縮寫)柴油燃料樣品試管內(nèi)加入10ml的水一起震蕩30秒。等半個(gè)小時(shí)柴油燃料樣品與水完全分層后(不過在柴油燃料樣品與水的分層之間會(huì)有1ml左右的柴油燃油樣品與水的互溶區(qū))。就用1ml濃度為0.1mol/L的NaOH(氫氧化鈉)溶液加入到柴油樣品與水的混合物再次進(jìn)行震蕩混合30秒。在24小時(shí)之后,液體會(huì)變?yōu)榉凵H绻后w顏色太深,可以利用海水進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。
(2)德國(guó)海軍(Kriegsmarine (德意志第三帝國(guó)海軍))所使用的柴油燃料一般叫做“TREIBOEL” ,而SDK2(Sonder Diesel Kraffstoff 2)實(shí)際上是拖拉機(jī)用燃料,SDK2(Sonder Diesel Kraffstoff 2)的奧斯特瓦爾德色度值為4-5。(德國(guó)化學(xué)家奧斯特瓦爾德(Wilhelm F. Ostwald, 1853-1932),依據(jù)德國(guó)生理學(xué)家Hering的色拮抗學(xué)說,采用色相、明度、純度為三屬性,架構(gòu)的以配色為目的的色彩系統(tǒng)?;旧帱S、橙、紅、紫、群青、土爾其藍(lán)、海綠、黃綠共8個(gè),每色相再細(xì)分3個(gè),以2為代表色相構(gòu)成24個(gè)色相。明度劃分8個(gè)階段,從白到黑以8個(gè)英文字母表示),如果柴油燃料的顏色太淺可以向每1kg柴油燃料內(nèi)加入13mg Sulan Brown B棕色顏料和1mg Japan Black顏料。( 注:Sulan Brown B棕色顏料和1mg Japan Black顏料是由IG法本生產(chǎn)的)



(d)通過對(duì)煤炭進(jìn)行低溫干餾所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾來獲取柴油
? ? ? ? 通過對(duì)褐煤進(jìn)行低溫蒸餾能得到3%左右的含有20%雜酚油的油分,通過對(duì)煤進(jìn)行低溫蒸餾所得油品進(jìn)行精煉可得到十六烷值為38-48的柴油,這個(gè)方式得到柴油燃料樣品的十六烷值是比較低的,而且通過這種方式得到的柴油如果不進(jìn)行加工的話,是不能廣泛使用的。
(e)通過對(duì)煤炭進(jìn)行氫化所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾來獲取柴油
? ? ? ?通過對(duì)煤炭、褐煤、煤焦油進(jìn)行氫化能得到的柴油,無論是從出油槽里生成的通過氫化得到液態(tài)中間油,還是對(duì)氫化反應(yīng)后生成氣態(tài)殘留物進(jìn)行蒸餾都能得到質(zhì)量較高的柴油。下面表中的數(shù)據(jù)是對(duì)通過氫化工藝得到的柴油樣品進(jìn)行化驗(yàn)所得的各項(xiàng)理化性質(zhì)參數(shù)表

? ? ? ?至于表中的數(shù)據(jù)是對(duì)通過氫化工藝得到的柴油樣品進(jìn)行化驗(yàn)所得的各項(xiàng)理化性質(zhì)參數(shù)表有一個(gè)名叫“Boiling Index”的指標(biāo),根據(jù)德國(guó)人的說法就是把柴油樣品進(jìn)行蒸餾,把蒸餾出10%的液體時(shí)的所處溫度,把蒸餾出20%液體時(shí)的所處溫度,直到得出了蒸餾出100%液體的所處溫度這十個(gè)數(shù)據(jù)加起來除于10得到的“Boiling Index”值。但是這十個(gè)溫度數(shù)據(jù)中不包括柴油樣品的初始沸點(diǎn)。不過德國(guó)人,還有一個(gè)關(guān)于“Boiling Index”的指標(biāo)說法是把柴油樣品進(jìn)行蒸餾,把蒸餾出10%的液體時(shí)的所處溫度,把蒸餾出20%液體時(shí)的所處溫度,直到得出了蒸餾出90%液體的所處溫度這9個(gè)數(shù)據(jù)加起來除于9得到的“Boiling Index”值,同樣的這九個(gè)溫度數(shù)據(jù)中不包括柴油樣品的初始沸點(diǎn)和終餾點(diǎn)(E.P ,英文全稱end point)
(f)通過對(duì)煤炭進(jìn)行高溫干餾所得產(chǎn)物進(jìn)行分餾來獲取柴油
? ? ? ? 在德國(guó)的魯爾地區(qū)擁有大量的煤炭資源,這些煤炭會(huì)供給在魯爾地區(qū)從事金屬冶煉的工廠作為制備焦炭的原材料,或者是這些煤炭供給利用煤炭進(jìn)行高溫干餾得到煤焦油來制備柴油的工廠使用。不過利用德國(guó)的魯爾地區(qū)當(dāng)?shù)氐拿禾克玫拿航褂蛠硖釤挸龅牟裼腿剂嫌推访芏雀?,可燃性低,這種方式生產(chǎn)的柴油并不適合作為高速柴油機(jī)所用的柴油燃料。不過通過這種方式可以先通過加工以后在與其他柴油產(chǎn)品混合,具體情況請(qǐng)見下文。

(g)通過巖油來獲取柴油
? ? ? ?從頁巖油田里挖出的頁巖原油經(jīng)過蒸餾所得到的餾出物中大約有3.5%的餾分經(jīng)過進(jìn)一步加工并于其他柴油產(chǎn)品混合也是可以拿來做柴油燃料的。對(duì)頁巖原油經(jīng)過蒸餾所得到的餾出物中大約有3.5%的餾分的進(jìn)一步加工方式與煤焦油的進(jìn)一步加工方式大致相同。下表是對(duì)位于德國(guó)多滕豪森(Dotternhausen ,這個(gè)地方靠近德國(guó)西南部的羅特威爾(Rottwell))利用頁巖原油生產(chǎn)柴油的工廠生產(chǎn)出的柴油燃料進(jìn)行的化驗(yàn)所得的理化數(shù)據(jù)結(jié)果。

此專欄未完待續(xù)。