A szabadalom irodalmi részében leírták, hogy a kis aszfalttartalmú ásványolajok, barnaszénkátrányok 200–300 atmoszféra hidrogénnyomáson, de a nagy aszfalt- és kis hidrogéntartalmú ásványolajok csak 500–700 atmoszférán bonthatók le jó hatásfokkal motorhajtóanyagokká. Kis nyomáson a jelentős kokszképződés miatt a folyamatos eljárás nem valósítható meg. Az irodalom szerint csak 700 atm nyomáson lehet üzembiztosan és gazdaságosan termelni. Ilyen körülmények között például mintegy 7% keményaszfalt-tartalmú ásványolaj-lepárlási maradékból 5,5 súly% hidrogén felhasználásával csak 17 súly% benzin és kb. 63 súly% 325 °C-ig forró középpárlat képződik. Bár 700 atmoszféra nyomáson a nagy aszfalttartalmú nyersanyagok jó hatásfokkal dolgozhatók fel motorhajtóanyagokká, az eljáráshoz rendkívül költséges berendezés szükséges, és ezért ez az eljárás csak különleges esetekben gazdaságos. Megkísérelték korábban a már említett nagy aszfalttartalmú nyersanyagokat a folyadékfázisú hidrogénezésnél szokásos nyomásnál kisebb, 70 atm nyomáson feldolgozni, azonban a reakciót nem sikerült végrehajtani. Ezek az irodalmi megjegyzések az adott időszak technológiai korlátaira utalnak, nevezetesen a nagynyomású berendezések megépítésének és üzemeltetésének nehézségeire.

A találmány szerinti eljárást 400–500 °C-on, célszerűen 430–480 °C közötti hőmérsékleten hajtják végre. A nyersanyagban jelen levő oxigén-, kén- és nitrogénvegyületek jelentékeny része az eljárás folyamán eltávozik, például a kén mintegy 40–70%-os hatásfokkal. Katalizátor gyanánt alkalmasak a szokásos hidrogénező katalizátorok, például a periódusos rendszer 5., 6., 7. és 8. csoportjába tartozó fémek, ezek vegyületei, egymagukban vagy egymással keverten és hordozókon eloszlatva vagy anélkül. Hatásosak továbbá a természetes és mesterséges szilikátok, az alumíníum-oxid és ezek keverékei egymással vagy a felsorolt hidrogénező katalizátorokkal. Különösen hatásosnak bizonyult az aktív koksz vagy szénpor, és ezeken a katalizátorokon a hidrokrakkoló eljárás jó hatásfokkal motorhajtóanyagokká alakította az alapanyagokat.

A találmány szerinti eljárás hidrogénfogyasztása kisebb, mint a nagynyomású hidrogénezésé. További előnye, hogy hidrogénforrásként kisebb hidrogéntartalmú gázelegyek is felhasználhatók, például 40–70 térfogat% H2-tartalmú ipari gázelegyek. Ilyen a kísérletek helyszínén, Pétfürdőn hozzáférhető ammónia szintézisgáz.

A magyar szabadalom huszonhat országban lett bejelentve, és célul tűzték ki nemzetközi hasznosítását (Károlyi, 2001). A HU 142997 szabadalom alapján a következő külföldi szabadalmi bejelentések születtek: BE533923A, DE977520C, FR1120530A, GB778421A, NL98723C, CA571971DA, AT198400DA és US2939835A (Varga et al., 1954).

A szabadalom és kiegészítése az adott kor kiváló minőségű kutatómunkáját bizonyítják. Rendkívüli szervezést és kísérlettervezést igényelt, hogy a kísérleteket 400 literes nagynyomású fluidágyas reaktorban hajtsák végre, és anyagmérleget tudjanak készíteni. Ez a szabadalom fontos mérföldköve a magyarországi katalitikus kutatásoknak.

A 3. képen a NAKI kísérleti üzem (Móra, 1969) és a használt 400 literes reaktor látható (súlya 13 tonna, hossza 10,6 m, átmérője 400 mm, falvastagsága 70 mm, próbanyomása 375 atm). Varga Józsefnek és munkatársainak a Petroleum Refiner című folyóiratban 1957-ben, az amerikai szabadalmi bejelentés után megjelent közleménye részletesen ismerteti a Varga-eljárás technikai részleteit és eredményeit (Varga et al., 1957).

 

A Varga-eljárás sajnos soha, sehol nem valósult meg folyamatosan működő, ipari termelőegységként. Úgy látszik, egy új technológia bevezetéséhez nem elegendő annak kidolgozása és kísérleti üzemi kipróbálása, a tervek és a makett elkészítése; valami más is kell hozzá. Magyarországon abban az időben nem voltak a méretnöveléshez értő gyakorlott vegyészmérnökök. Hiányozhatott a marketing és a fejlett gépészeti háttér, és a megvalósításban érdekeltek sora. Talán a politikai környezet sem támogatta. Valami hiányzott akkor, mert a kőolajmaradékok feldolgozása a világban gyorsan elterjedt – csak sajnos nem a Varga-eljárás alapján (Károlyi, 2001). Fontos kiemelni, hogy Varga József fiatal tudósokból álló iskolát alapított, amelynek tagjai később jelentős eredményeket értek el: miniszter, akadémikus, professzor, egyetemi rektor és vezető kutatók lettek egyes tanítványaiból.

Rabó elmesélte, hogy ő irányította a Varga-eljárás fejlesztését, méretnövelését és a németországi (böhleni) kísérleteket. A NAKI igazgatóhelyetteseként minden héten ment Pétfürdőre a kísérleteket megbeszélni, irányítani és értékelni. Rabó 1956-ban nem tért vissza Böhlenből Budapestre. Ennek és a forradalom leverésének következtében lezárult egy fontos tudománytörténeti szakasz. Varga József halála és Rabó Gyula emigrálása után az eljárásfejlesztő munkák a NAKI-ban és Magyarországon nem folytatódtak.

1957-ben Robert Milton, a Union Carbide kutatási igazgatója meghívására Rabó Gyula Bécsből az USA-ba ment (Rabo et al., 2001), hogy a zeolitok katalitikus ipari felhasználásával foglalkozzon. Breck és az 1956-ban belépett Edith Flanigen kis mennyiségben új anyagokat biztosítottak a katalitikus kísérleteihez. A kifejlesztett növelt Si/Al arányú módosított Y-zeolitok nagy aktivitást mutattak krakkolási reakciókban (4. kép).

Rabó és munkatársai felfedezése alapján három mérföldkő jellegű szabadalmat jelentettek be (Rabo et al., 1959) szénhidrogének átalakítására az USA Szabadalmi Hivatalában.

A három Union Carbide-szabadalmat a bíróságon több konkurens olajipari vállalat támadta, és érvényteleníteni próbálták, de a fellebbviteli bíróság 1960-ban minden Union Carbide-szabadalmat engedélyezett az eredeti igénypontokkal. Rabó Gyulának és a perelő vállalatoknak az eredeti hitelesített laboratóriumi jegyzőkönyveket kellett bemutatniuk a bíróság nyilvános ülésén, amelyek alapján a bíróság döntött: kártérítésre kötelezte a licenc nélküli alkalmazókat, és elutasította a megsemmisítési kérelmeket.

 

Ezen szabadalmak több évtizedre meghatározták a szénhidrogének átalakításának folyamatait a kőolajiparban. Amikor a Union Carbide engedélyezte a teljesen levédett szabadalmak publikálását, 1960-ban Rabó és munkatársai nagy érdeklődést kiváltva ismertették a Második Nemzetközi Katalízis konferencián a több vegyértékű kationokkal módosított és savas Y-zeolittal mért krakkolási és hidrokrakkolási katalitikus eredményeiket (Rabo et al., 1961).

Rabó titoktartási szerződés keretében a világ legnagyobb olajvállalatainak is előadta eredményeit, de azokat először senki sem hitte el. Elbeszéléséből tudjuk, hogy a Mobil Oil vezetői például lehetetlennek nevezték felfedezését, és a szabadalmak megvásárlását visszautasították. Később egy kis palládiumtartalmú, majd több fémtartalmú – (NH4+)Y, (HC-11) – katalizátort felajánlottak kipróbálásra a Unocal cégnek, amelyeknél szintén hatalmas aktivitást észleltek.

A Union Carbide szabadalmait több évtizedig senki sem tudta jelentősen továbbfejleszteni. A Union Carbide licencszerződések keretében alkalmazási jogot adott több olajipari vállalatnak, így a UOP-nek is. A savas Y-zeolit ipari alkalmazása a UOP-nél 1960-ban valósult meg, azóta a világ összes olajfinomítójában a hidrokrakkolás és katalitikus krakkolás katalizátorainak ez a fő savas komponense. Kijelenthetjük, hogy a felfedezéshez a Varga-iskolában szerzett tapasztalatok jelentősen hozzájárultak. Ma a nagy pórusú szilíciumdús Y-zeolitot széles körben, több eljárásban használják.

A Union Carbide bopáli (India, 1984. december 2–3.) katasztrófája után, 1988-ban e cég zeolit- és katalízisrészlege és a UOP-t tulajdonló Allied Signal közös vállalkozást indított UOP néven, majd 1995-ben a UOP megszerezte a Unocal folyamattechnológiai licenceit is, ami felgyorsította a krakkolási és hidrokrakkolási eljárások gyorsabb elterjesztését az olajiparban.

A UOP-hidrokrakk jelentős licenceljárás lett Rabó Gyula eredményei nyomán, amelyek a Varga-eljárás kidolgozása során szerzett tapasztalatokon alapultak. A UOP C. P. Dubbs termikus krakk technológiáját ekkor már széles körben licencelte és alkalmazta az USA az olajfinomítóiban. Érdekességként említjük a Dubbs családtagok keresztneveit: C. P. Dubbs teljes neve Carbon P[etroleum] Dubbs volt, lányait Methyl Dubbsnak és Ethyl Dubbsnak hívták.

Az MTA 1993-ban külső tagjának választotta. A korai Kossuth-díj és a Varga-érem mellett 2011-ben megkapta a Magyar Köztársasági Érdemrend tisztikeresztjét, amelyet New Yorkban adtak át az akkor betegeskedő Rabó feleségének. A Budapesti Műszaki Egyetem, valamint a Pannon Egyetem díszdoktora, a Magyar Kémikusok Egyesületének tiszteletbeli tagja volt. Mindig tökéletes gentlemanként viselkedett: a katalízis kutatói csak Eminence Rabónak hívták.

A YouTube-on megtekinthető az azóta elhunyt híres kataliziskutató, Burtron H. „Burt” Davis interjúja Rabó Gyulával (Davis, 1997).

A Rabó dr. vezetésével kifejlesztett zeolitkatalizátorok (és az azokra épülő FCC- és HC-eljárások) 2000-ig 75 milliárd hordó kőolaj megtakarítását eredményezték. A kidolgozott katalitikus eljárások hasznát trillió dollárra lehet becsülni, ami a mai napig is az ipari katalízis egyik legnagyobb eredménye (Rabo et al., 2001).

A UOP a Rabó-felfedezés óta és szabadalmai alapján, 1960 óta 250 hidrokrakkoló (Unicracking) gyártási licencet adott el katalizátorral és technikai szervizzel együtt ötven országba (O’Reilly, 2020). A UOP hidrokrakkoló eljárásának alkalmazási részesedése 65% körüli, de sok olajfinomító a UOP-től vásárolt hidrokrakkoló katalizátort is saját katalizátoraként írja le. Nagyszámú Unicracking katalizátor van jelenleg is gyártásban a speciális alkalmazásokhoz. Magyarországon nincs Unicraking technológiájú hidrokrakkoló.