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很多人不知道,苏打水是一种非常重要的基础化工原料。但有趣的是,苏打水实际上是一种盐,它的成分是碳酸钠。
它就像一支无铅铅笔,其主要成分是石墨;汞不是银,而是金属汞;干冰不是冰,而是二氧化碳。
纯碱
好吧,既然它被称为苏打水,它有两个含义。
一方面,碳酸钠在水溶液中水解后呈碱性。
另一方面,原制制碱技术获得的纯度不高,进而改进技术大大提高了碱的纯度。
因此,碳酸钠通常被称为纯碱。
苏打水的作用非常广泛,它可以用来制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿,还可以利用脂肪酸和碱反应制肥皂,以及硬水软化、油和油精炼、冶金工业中除硫和磷、矿物加工和铜等金属的制备, 铅、镍、锡、铀、铝、钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂和染料,以及陶瓷工业中耐火材料和釉料的生产,都离不开纯碱。
可以说,没有苏打水,现代工业就不会发展。
目前,我国纯碱产能、产量和消费量均居世界第一。但一百多年前,苏打水在世界各地的生产和销售被一家英国公司垄断。在最昂贵的情况下,你需要一盎司的黄金来换取一磅苏打水。
此时,一位"天下"的中国科学家,他毫不畏惧强大的英国化工巨头,打破了制造苏打水的技术壁垒,并免费向世界开放制碱技术,为中国化学工业的建立和发展做出了汗马功劳。
胡德的名单
他就是中国科学家侯德邦先生。
<中国碱生产的历史是一部反垄断的历史>h1级"pgc-h-right-arrow"</h1>
在工业革命之前,对苏打水的需求非常低。
当时,苏打水通常被用作食品添加剂。我们知道,如果发面工艺不加入苏打水,发面就会有酸味,进而影响口感。
不过,那个时代有些食物好吃,味道是次要的。因此,苏打水不是必需品。人们也很少喝苏打水。这导致在相当长的一段时间内使用低效的植物提取生产纯碱,并且产量足以保证需求。
草木灰
所谓植物提取法,即植物一般含有一定量的碳酸钾和碳酸钠。将植物晾干并将它们烧成草灰。然后将草和灰烬放入布袋中,用水清洗以获得碱液。
这种看似平静的需求和满足感在工业革命开始后发生了巨大变化。
首先,粮食产量的增加导致人口大幅增加,导致食品加工中对苏打水的需求增加。
此外,工业革命带动了一系列化工行业的快速发展,从纺织工业到玻璃加工再到造纸工业,每个行业都需要大量的纯碱。此时,天然苏打水的生产还不够,在这种情况下,苏打水的化学合成技术变得炙手可热。
瑞典化学家夏勒
最早的化学合成苏打技术出现在1737年(清乾隆两年),随后瑞典化学家希勒(1773年)和法国化学家勒布朗(1791年)发展了两种制碱技术,实现了工业化生产。
希勒方法是从盐水(氯化钠)中从氧化铅中生产氢氧化钠,然后将二氧化碳送入氢氧化钠以产生纯碱。
勒布朗法是利用氯化钠和浓硫酸反应生成硫酸钠,硫酸钠和氧化铁与木炭共热产生产品中含有一定量的纯碱,然后用水洗涤本品,得到纯碱溶液。
这两种制碱技术不仅非常繁琐,而且污染严重。但这也是没有办法的,因为当时的化工行业非常落后,很多今天常见的化工原料还没有出现。
还值得注意的是,两种制碱技术都选择氯化钠作为起始原料,这与当时化学的发展有关。
拉瓦西
在18世纪中叶,被称为"现代主义之父"的拉瓦西的伟大贡献之一是使用计量经济学分析化合物。
在这种方法的指导下,当时的化学家知道盐和苏打水含有一种"共同成分",因此苏打水的合成必须基于盐。这就决定了所有后续的制碱过程都离不开。
法国医生卢布兰
此后,苏打水的生产技术进行了一系列的改进,比较有名的是lubranfa。
这种方法的第一步是使用氯化钠与硫酸一起产生硫酸钠。
关键改进发生在第二步:在回转窑中用石灰石和木炭加热硫酸钠,经过一系列反应后产生纯碱和硫化钙。这是一种黑色物质,称为黑灰。
最后,将黑灰用水浸泡,因为硫化钙和无反应的木炭不溶于水,因此可以获得纯碱溶液。
1825-1880年是Lubranfa的鼎盛时期。它导致了硫酸,盐酸,漂白粉,甘露和硫磺等一系列化学产品的生产。
然而,这种方法主要在固相中进行,因此难以连续生产。而且硫酸也作为生产原料,时间长了会导致设备严重腐蚀。
一般来说,Lubran法是质量不纯,使用原料不足,价格较贵,所以生产50年后会通过碱法解决,即氨法淘汰。
比利时实业家索尔维
1861年,当比利时实业家索尔维在一家天然气厂工作浓缩稀氨时,他惊讶地发现碳酸氢钠是在一项从盐水中吸收氨和二氧化碳的实验中获得的。同年,他获得了一种从盐,氨和二氧化碳中生产碳酸钠的工业方法的专利。这种生产方法称为solva,也称为氨。
氨基碱纯碱生产流程图
氨法至今仍被广泛使用,其主要原料是原料盐和石灰石,通过氨盐水吸收二氧化碳得到碳酸氢钠(小苏打),再将碳酸氢钠煅烧,得到轻碱,转化得到重碱。
氨法的优点是原料容易获得,成本低,产品纯净,且主要以液相和气相操作工艺为主,适合大规模连续生产,使每吨纯碱的价格从13磅到4磅不等。
但是,氨法仍存在诸多缺点,如盐分利用率低(钠含量高达75%),每1t纯碱,要排放9~10m3的废渣和废液,从长远来看会淤积港口,甚至污染大范围的环境。
原布内门扬加林公司大楼
1867年,英国Bnem公司授予了求解器碱法的专利。凭借这项专利,不来梅成为当时世界上最大的苏打水生产商。
公司先后在英国、法国、德国和美国建厂。后来,这些国家共同成立了索尔维公会,使定制基础技术仅提供给成员国,并严格防止技术外流。
有趣的是,他们没有申请国际专利,因为一旦专利到期,专利技术将在社会上公开,任何人都可以直接使用。
除了技术封锁外,他们还采取了区域垄断生产的做法,例如,中国市场由英国公司不来梅主导。
很长一段时间以来,如果没有索尔维公会的让步,没有人能询问氨生产的细节。许多厂家想要使用氨碱合法碱,都以失败告终。
1914年,第一次世界大战爆发,当时交战的主要国家恰好是纯碱生产国,为了战争的需要,他们自己对苏打水的消费量大大增加,没有时间考虑国外市场,这导致我国纯碱供应严重短缺, 直接导致大量以纯碱为原料生产肥皂和纺织厂纷纷倒闭。
范旭东先生,爱国实业家
在我国处于热水之中,在美国攻读博士学位的侯德平接到爱国实业家范旭东先生的邀请:共同创立了中国的碱工业。
原本侯德平是中国第一位晒黑医生,但他有着"产业救赎"的大梦,于是改用了碱。
"未来,中国的生存和衰落,一切都是为了说服工人谈论轮转的枢纽。
天津永利碱性工厂
1924年,它标志着中国化工的起点——天津永利碱厂正式投产。然而,第一次生产纯碱实际上是红色的。当时,几乎所有人都认为制作失败了。
但Houde List认为,红色的出现是因为我们原材料的纯度太高,没有英国人使用的那么糟糕。所以他在成分中添加了一些杂质。
奇迹发生了 - 生产了雪白的苏打水。
两年后,侯德邦和他的同事们解决了制碱工艺的所有问题,彻底掌握了氨碱法的所有技术秘密。同年8月,亚洲第一家制碱厂生产苏打水,并将其命名为红三角。
随后,"红三角"品牌的优质苏打水在美国费城"世界博览会"上获得金牌。它也被称为"中国工业进步的象征"。几年后,在瑞士国际贸易博览会上,纯碱"红三角"品牌荣获金牌。
我国为厚德的名单发行邮票
侯德邦因此被誉为"中国的碱王"。
"我们不会做第二个索尔维,第二个Bnemen。
1933年,为了使未来的生活不再受人类的束缚,侯德邦决定开放制碱技术。他用英语写了"由碱性制成",并在纽约出版。此后,该书被翻译成多种语言出版,成为多个国家在碱行业的技术参考。为全世界炼碱工业的蓬勃发展做出了巨大贡献。
< h1类"pgc-h-right-arrow">碱法</h1>
五年后,由于日本入侵,侯德邦将天津炼碱厂转让,并在四川岷江建立了文川西部化工厂。由于没有合适的盐原料,只能依靠四川深井中的盐卤素。但是,这种收集极难收集,卤水浓度很低,需要浓缩才能成为原料,这导致碱的生产成本高。
厚德邦决定不使用索尔维碱法。
由于德国Schreiber改进了氨法,使氯化铵作为副产品直接转化为晶体,避免了大量废液的产生,提高了盐的利用率。于是厚德名单先去德国柏林买了一种新型的碱法,但没想到德国人认为日本是自己的盟友,所以价格,还提出了不能在满洲出售的一系列主张,破坏了中国的主权。
厚德邦立刻骂了另一边,把袖子刷了一下。
回国后,侯德邦决心开发自己的新制碱技术。在抗日战争极端困难的条件下,他经过500多次实验,分析了2000多个样品,最终研制出一种新的制碱工艺,盐的利用率达到95%以上,不仅节省了三分之一的设备和辅助原料,还解决了废液土地的破坏, 污染环境。
这种方法就是"组合碱法",它结合了制碱和铵生产两大产业,从而将制碱技术水平推向了一个新的高度。
1943年,中国化学工程师学会经过研究,同意将该技术命名为"侯氏联合碱法"。
碱性方法
事实上,侯德邦创造的制碱技术就是基于氨碱工艺改进开发的原料是原盐和合成氨。该方法是通过与氨工厂的联合循环生产的,称为"亚盐化,两次氨吸收和碳化"。纯碱和氯化铵都是使用氨和二氧化碳生产的。
氯化铵是一种速效氮肥,适用于小麦、水稻、玉米和油菜作物,特别是棉麻作物具有增强纤维韧性和拉力、提高品质的作用。
单独看合成苏打水的反应,这两种方法是相同的。
改进之处在于,所得的氯化铵可以用作肥料,这是一种有价值的经济产品。
Hou's碱法的生产是结合的 - 在氨下产生纯碱的过程和当氮变成氨然后铵盐时合成氨的过程。
也就是说,作为制碱技术专家,侯德邦也为氮肥行业技术的发展做出了重大贡献。
<> h1类"pgc-h-right-arrow"的结论</h1>
侯德邦对中国化工的贡献不仅仅是一种碱的生产方式,他还建立了整个中国化工基地的"三酸两碱"。
"如果失败了,让中国人从现在起就不敢谈化学工程,那我就成了中国的罪人。我的人今天要向前迈进,要把汤火,也要关心。"
从侯德邦先生的誓言中,我们可以看出,他不怕吃苦,献身于国红儿子的心。这样的科学家是我们前进的榜样,我们必须永远记住他。