氯化铵的“前世今生”

  • 发布时间:2019-01-15
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  • 来源: 未知
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纯碱主要应用于玻璃制造业、化学工业、冶金工业、以及造纸、肥皂、纺织、印染、食品等轻工业,用量极大,其中玻璃制造业是纯碱的最大用户,约占纯碱总消费量的 50%。
 
可以说纯碱的年产量在一定程度上可以直接反映出一个国家工业发展的水平~
 
截止到 2017 年 10 月中国的纯碱年产量已经做到了 2217.4 万吨,是全球纯碱产量第一的国家。
 
但是 100 多年前处于混乱时期的中国,在技术、设备等方面完全不具备自主制碱的条件,工业用碱和居民食用碱都只能依赖进口。
 
当年国外用的几乎都是比利时化学家索尔维发明的索尔维制碱法。
 
索尔维
 
 
而且英法德美等国家为了能垄断制碱技术,购买索尔维制碱法专利后还搞了个索尔维工会。约定好设计图纸只向会员国公开,对外绝对保守秘密;任何的改良或新发现,会员国之间彼此通气,约定好不申请专利,以防泄露。
 
就这样提取纯碱的技术被他们垄断,纯碱价格在当时的中国更是买到了一盎司黄金一吨的天价!
 
按照当年 1 盎司=31.1 克黄金的价格,换算下来差不多 8300 人民币每吨;而现在的纯碱价格在 2300 人民币每吨。
 
但是这样的情况在著名科学家、化学家侯德榜出现之后都变了。
 
侯德榜
 
 
1890 年生的侯德榜从小就表现出了异于常人的学习天分。在清华学堂学习时,还以 10 门功课 1000 分的全满分成为了清华的第一代学神。
 
在清华的优异表现让他得到了去美国麻省理工化工科学习的机会。
 
这一去就是八年,一路从学士学位读到了博士学位。虽然是学神,但人也不是死读书的那种,期间还去美国的水泥厂、硫酸厂和燃料厂等累积各种工作经验。
 
1921 年侯德榜刚获得博士学位,就被同样学化学的实业家范旭东邀请回国担任亚洲第一座纯碱工厂——
 
永利化学公司碱厂的总技师。
 
 
为了打破制碱技术被垄断的局面,侯德榜回国后想尽办法花重金买了一份索尔维制碱法来研究,而且是简略版。
 
简略版代表里面有些关键的制造方法被隐藏,可能是设备,可能是用量。。。
 
但是侯德榜就是凭着这份简略版的制碱法带领着一群技术人员潜心研究了近五年,解决一系列技术难题后才正常生产出了优质的纯碱 ——
 
永利红三角牌纯碱。
 
 
并且在 1926 年 8 月的美国费城万国博览会上被授予金质奖章,要知道用索尔维制碱法制造出来的纯碱当年在万国博览会上才获得了铜奖。。。
 
可以说,这个金奖表示我们中国终于打破洋碱的垄断拥有自己制优质碱的能力。
 
摸索到索尔维制碱法的侯德榜,原本可以高价出售这项专利成为新的制碱垄断商。
 
但是为了让更多的国家掌握制碱技术,他不仅放弃专利申请,还总结制碱经验无偿写了本《 纯碱制造 》,把索尔维制碱法分享给了全世界的人。
 
《 纯碱制造 》
 
 
这本书的出版,打破了索尔维集团 70 多年对制碱技术的垄断,让索尔维制碱技术成为全人类共享的财富~
 
正常来说,为了增加中国的纯碱产量,永利制碱厂要不断扩张才对。
 
但是没多久七七事件爆发,位于天津的制碱厂一片混乱。。。
 
所以侯德榜和范旭东带领技术人员被迫迁到重庆建设新的永利碱厂。
 
侯德榜和范旭东在重庆的合照
 
 
这时候,索尔维制碱法的弊端展现了出来。
 
索尔维制碱法的工艺流程图
 
 
首先是消耗原料太多,按照索尔维制碱法制碱,需要消耗两份盐才能生产出一份纯碱,盐的利用率太低。。。
 
其次是不环保,生产纯碱剩下的另一个产物氯化钙是个没毛用的废料,排放还会造成污染。
 
再加上重庆当地的食盐价格比天津贵多了,所以想要在重庆用老办法制碱成本太高,根本没有办法维持生产。
 
所以在他访问德国时,计划向德国购买盐利用率高达 90%~95% 的察安制碱法。但当时的纳粹德国和日本暗中勾结,除了向侯德榜他们索要高价外,还提出有损中国主权的苛刻条件。
 
 
气不过的侯德榜决定自己研究新的制碱方法!
 
想要克服索尔维制碱法的弊端,那就继续从它着手,优化它的工艺!
 
在前面说了,索尔维制碱法最大的缺点是原料的利用率不高,其中一个反应产物得不到很好的利用。
 
侯德榜为了解决这个问题,先后在美国、香港建立实验室,带着永利的技术人员经过 500 多次的循环试验后终于研制除了新的制碱技术 ——
 
侯氏制碱法。
 
用工艺流程图吓吓你们
 
 
他把索尔维制碱法和合成氨的工业法结合起来。
 
也就是说,制碱用的氨和二氧化碳直接让氨厂提供,取代了之前用碳酸钙制取二氧化碳的方法。
 
既然原材料中没了碳酸钙,那反应产物中自然也没了废料氯化钙的存在;取而代之的是能用做化肥的氯化铵和可以循环使用的二氧化碳。
 
 
就这样侯氏制碱法的出现不仅把食盐利用率从 70% 一下子提高到 96%,也让原来无用的废料氯化钙变成了可用化肥氯化铵。
 
侯氏制碱法完美的弥补了索尔维制碱法的不足,不仅提高了食盐利用率,减少了对环境的污染,还缩短了生产流程、降低了纯碱的成本。
 
正常来说,科学家都会把自己呕心沥血研制出来的内容申请专利保护。但侯德榜又一次放弃了申请专利的机会,再次将侯氏制碱法公开给大众。
 
纪念侯德榜的邮票
 
 
这种联合制碱的方法很快被各国世界所采用,中国在世界重化工业上稳稳的占据了一席位置~
 
之后,侯德榜一直致力于中国重化工业的建设。不仅在制碱技术上不断研究,甚至还带领了一批技术人员研究出用碳化法制氮肥的生产流程,对我国农业生产也做出不可磨灭的贡献~
 
在小二看来,侯德榜这一生至少有两次成为亿万产业专利拥有者的机会:一次是索尔维制碱法的研究,一次是侯氏制碱法的发明。
 
但是他都选择把技术无偿分享出来。毕竟在这样的科学家、化学家眼中,金钱并不是衡量他们成功的标准。
  

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