BENZINGYÁRTÁS SZÉNBŐL: A VARGA-KÉNHIDROGÉN-EFFEKTUS
BENZINGYÁRTÁS SZÉNBŐL: A VARGA-KÉNHIDROGÉN-EFFEKTUS
Az első világháború után létfontosságú lett a motorhajtó anyagok importtól független hazai előállítása. A kőolajat nélkülöző országokban világszerte kísérletek folytak a benzin mesterséges gyártására. A kérdést időszerűvé tette a petróleumkészletek gyors elapadásának hiedelmén kívül az a tény, hogy a szénbányászat termékfeleslege rendelkezésre állott a szénhidrogénezéssel való hasznosításra. Varga úgy tekintette a témát, mint amivel az ország érdekében kell foglalkoznia. 1925-ben ismertté vált, hogy Bergiusnak nyomást álló, hevített acélpalackokban, sűrített hidrogénnel folyékony halmazállapotú vegyületekké sikerült a szeneket átalakítania. Nyilvánvaló, hogy nagynyomású hidrogén jelenléte az eljárásnál nem nélkülözhető. Erről Varga gondolatmenetét már korábban kialakította, és az ehhez szolgáló alapot akadémiai székfoglalójában vázolta. Elismerte, hogy Bergius, a heidelbergi egyetem professzora, módszerével járható útra terelte a francia Berthelot hidrogénező eljárását. Hangsúlyozta azonban, hogy nem Bergius használta elsőnek a szerves vegyületek hidrogénezésére a sűrített molekuláris hidrogént, hanem Ipatijev, a moszkvai tüzérakadémia kémia tanára, aki már 1904-ben megszerkesztett nyomásálló készülékében a naftalin hidrálását nagynyomású reakciótérben megvalósította.
Mindamellett Bergius sikerei megerősítették Varga elgondolásait, és a hazánkban első ízben alkalmazott nagynyomású autoklávban megkezdték a kátrányolajok, valamint kőolaj-gázolajok termikus bontásának vizsgálatát. Nagy jelentőségű felfedezéséről 1928-ban az Eocén-szén hidrogénezése címmel a Magyar Kémiai Folyóiratban és a szakma tekintélyes lapjában, a Brennstoff-Chemie-ben számolt be. Megállapította, hogy a hazai tatai barnaszénből 100 atmoszféra kezdeti nyomással 470 °C-on folyékony halmazállapotú hidrogénezett terméket sikerült előállítani. A szén a kísérleti körülményektől függően 16–17%-ig terjedő mennyiségben cseppfolyós termékké alakítható. A hidrogénezés mechanizmusát számos közleményében ismerteti. E vizsgálatok jelentősége abban állt, hogy míg Bergius a szénhidrogénezés folyamatát katalizátorokat nem igénylő átalakításnak minősítette, Varga 1928-ban megállapította, hogy „a szénporhoz kevert néhány százaléknyi vasoxid, miközben a szén kénvegyületeivel szulfiddá alakul, a reakcióra katalitikus hatást gyakorol, mert lehetővé teszi a folyamatnak kisebb hőmérsékleten való megvalósítását, s emellett nagyobb mennyiségű folyékony terméket keletkeztet”.
Varga nagy jelentőségű felfedezése, hogy – az előző feltételezésekkel ellentétben – a kőszenek, kátrányok és kőolajak hidrogénezésekor a felszabaduló kénhidrogén nem csökkenti a katalizátor hatékonyságát, hanem bizonyos katalizátorként előnyösen előmozdítja, mint a kénhidrogén-effektus vonult be a kémiai technológia történetébe, és azt a hatást kidolgozójáról Varga-effektusnak nevezi a szakirodalom. A tatai szén vizsgálatainál a széncseppfolyósítás kísérleteiben elsősorban Makray Imre segített, de Almási Lajos is hasznos társnak bizonyult. Asszisztenseit a közleményekben mindenkor megnevezi, a köszönet nyilvános kifejezése munkatársai önbizalmát, aktivitását növelte. Egyes tudósok gyermekbetegsége, a szakmai féltékenység, sohasem vezette; később is közösen publikált fiatalabb kutatókkal, amivel szakmai hírnevük megalapozását kívánta elősegíteni.
Mivel a hazai tőkések nem ismerték fel eredményeinek jelentőségét, anyagiak hiányában kénytelen a külföldhöz fordulni, és a HIAG vállalat bodeni tó partján fekvő konstanzi félüzemi telepén folytatták a kísérletek továbbfejlesztését. Megállapították, hogy a Varga-effektus vas, nikkel és kobalt katalizátoroknál is megfigyelhető. Varga felfedezését 1928. évi elsőbbséggel számos országban (Anglia, Franciaország, Németország, Lengyelország, Svájc stb.) szabadalmazták, az USA a wolfram és molibdén katalizátorokra 1932, illetve 1933-ban adott szabadalmi védelmet. E szabadalmi leírások alapján sokan kezdtek foglalkozni a katalizátorokkal. A nagynyomású szénhidrogénezés technológiájáról és katalizátorairól főleg Amerikában és a Szovjetunióban jelentek meg közlemények. Varga kénhidrogén-effektust tartalmazó találmányáról pl. S. Landa így nyilatkozott: „Varga professzor szabadalma a kémikusokat újszerűségével meglepte és nagy mértékben növelte Varga professzor kutatói hírnevét. Mint a későbbi kutatásokból kitűnt, ez olyan találmány volt, amelynek alkalmazhatóságát csak a későbbi kémiai technológia értékelte kellő mértékben.” M. Pier, a nagynyomású katalitikus hidrogénezés egyik feltalálója, a Varga-effektus kapcsán megállapítja, hogy „gyümölcsöző gondolat volt az eddig mérgeknek tartott ként, kénhidrogént és szulfidokat a katalizátor számára hasznosítani”. A szakirodalomból és a második világháborúban győztes hatalmak ipari gyártásokra kiadott jelentéseiből (BIOS, CIOS, FIAT reportok) megállapítható, hogy az ipari gyakorlat a Varga-szabadalmak szerint a hidrogénező reakciótérbe juttatott elemi kén vagy kénvegyületek adagolásával valósította meg a szenek, kátrányok stb. katalitikus hidrogénezését.
Az eredmények végül is arra bírták a magyar kincstárt, hogy Péten kísérleti üzemet létesítsen, miután megállapodtak Vargával a tulajdonát alkotó műbenzingyártás szabadalmának átengedéséről. A péti kísérleti telepen alkotó és szervezőmérnöki képességeit kibontakoztatva, a telep felállítását, berendezését és üzemeltetését tanácsadóként irányította. A Pétfürdőn alkalmazott eljárás elve az volt, hogy a kátrányolajat kénvegyületekkel és nagynyomású (200 atmoszféra) hidrogéngázzal együtt juttatták a reakciótérbe, ahol a molibdéntartalmú katalizátor és a kénvegyületek együttes hatására benzinné alakult. Az üzem négyéves fennállása alatt naponta megközelítően 10 tonna barnaszénkátrány olajat és párlatkeveréket hidrogénezett benzinné.
A magyar műbenzingyártás híre a világ minden részébe eljutott: Japán, India, Ceylon, Dél-Afrika érdeklődött, Olaszország és a Szovjetunió tárgyalásokba kezdett. A szovjetek egy évi 50 000 tonna kapacitású gyár létrehozásáról tárgyaltak, a tervezésért és műszaki tanácsadásért a magyar állam 150 000 dollárt kért. Az üzem helyzetét a német konkurrencia állandóan nehezítette, az állami Magyar Hidrobenzin Rt. Vállalat – amely a péti telepet üzemeltette – szabadalmi pert is indított, amelyben elsőbbségi jogon kérte az I. G. Farbenindustrie szabadalmának megsemmisítését. Nem vitás, hogy ha Varga József az I. G. Farbenindustrie-nál dolgozott volna, az eljárásnak nagyobb mértékű bevezetését érte volna el. A per a második világháború kitörésével elakadt, a péti telep üzemét pedig a bükkszéki és a lispei olajelőfordulások feltárása szükségtelenné tette.
