化学在经济发展中的作用
工业形成之前的化学加工历史可以追溯到18世纪中叶的古代。从此,人类可以用化学加工的方法制造一些生活必需品,如制陶、酿酒等。当时生产规模小,技术落后,只能算是手工工艺。现阶段无机化工已初具规模,有机化工初具规模,高分子化工处于起步阶段。
18年中期,英国发生了工业革命,机器的出现促进了纺织业的进步,纺织品的漂染技术。需要纯碱、氯气等无机产品,农业需要化肥,采矿业需要大量炸药,于是化学工业开始初具规模并得到很大发展。
18世纪40年代,英国一家公司用铅室法从硫磺和硝石中制得硫酸,至今已用了差不多100年。20世纪初,自接触法生产硫酸工业化中使用明矾催化剂以来,接触法成为硫酸生产的主要方法。1783年,法国人N·尼古拉·勒布朗提出了以盐、煤、石灰石、硫酸为原料制碱的方法。该方法综合利用原料,不仅生产碱,还生产芒硝、硫代硫酸钠、烧碱、盐酸、漂白粉,形成了一个综合生产工艺。化学单元操作的设计原理,如气体洗涤、固体煅烧、结晶、过滤和干燥,今天仍在使用,并成为化学单元操作的基础。1861年,索尔维实现了氨碱生产工业化,使制碱生产实现了连续化。氨碱法纯度高、价格低,已取代nicolas leblanc法成为纯碱的主要生产方法。侯是我国著名的化学家,于1938年开始致力于联合制碱法的研究,创造了侯氏制碱法。电解盐氯碱行业出现在19年末。这样,整个化学工业的基础——酸碱的生产已经初具规模。
为了适应农业的发展,磷肥生产开始于1841。1870后,钾业成立。1754年在普里斯特利加热氯化铵和石灰石时发现了氨。氨的成分由气候分析确定。在基础理论研究的基础上,经过100多年的努力,于1913年实现了氨合成的工业化。1916实现了氨氧化制硝酸的过程。合成氨工业的出现标志着化学工业进入了一个新阶段。它不仅生产廉价的氨和硝酸,而且为有机合成工业提供了良好的技术条件。
19世纪中期,随着炼铁工业的发展和城市对煤气和工业燃料的需求,促进了焦化工业中贺聪煤气工业的发展。随后,从焦化副产物煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、苯酚等化合物。这些物质是有机合成,尤其是燃料合成的重要原料。19世纪下半叶,形成了以煤焦油为主题的有机合成工业,通过煤焦油的转化和利用,逐渐形成了煤化工产业体系。
纺织工业发展后,天然染料已不能满足需要;随着钢铁工业和焦化工业的发展,需要利用副产煤焦油。化学家们借助有机化学的成果将煤焦油分离成、、、蒽、菲等。1856年,英国人合成了苯胺紫染料,分析后确定天然茜素的结构为二羟基蒽醌。然后以煤焦油中的蒽为原料,经过氧化、取代、水解、重排等反应,仿制出与天然茜素相同的产品。同样,制药工业和香水工业也相继合成了与天然产物相同的化学物质,而且品种与日俱增。1867年,瑞典人发明了炸药(见),广泛应用于采矿业和军事工业。
农药很早就开始使用了。20世纪40年代,瑞士人P·H·米勒发明了第一种有机氯农药DDT后,开发了一系列有机氯农药、有机磷农药和植物激素,50年代制成了甲萘威等氨基甲酸酯类农药。这些农药毒性大,严重污染环境。因此,开发了高效、低毒、不污染环境的有机农药,如类阿维菌素、杀菌剂、除草剂和抗生素等。
1854,思力门建立原油分馏装置。随着汽油和柴油发动机的发明,促进了石油的开采和加工。1923年,真空蒸馏出现,使石油炼制发展成为现代加工路线。
石化工业从20世纪20年代开始兴起,到60年代大发展,形成了第二次工业革命。然而,许多石化产品带来了人类日常生活的传统材料,并提供了各种价廉物美的商品。20世纪40年代,催化裂化生产汽油和乳液聚合生产丁苯橡胶的技术开发成功,促进了石油化学工业的发展。20世纪50年代,煤化工制造了许多产品,包括烯烃、芳烃、氨等。,先后用石油和天然气生产。目前,90%以上的有机化工产品来自石油和天然气,石油化工已经成为非常重要的基础工业部门。
当时有机化学品生产还有一个支柱,就是乙炔化工。1895年建立第一家工厂,以煤和石灰石为原料,用电热法生产电石(即乙炔),再将电石水解生产乙炔,以此为起点生产乙醛、醋酸等一系列基础有机原料。20世纪中期发展后,电石能耗过高,原有的乙炔系列产品大部分由原料生产。
20世纪30年代,高分子化学体系建立,高分子材料化学工业迅速发展。1872年制成酚醛树脂,1938年尼龙66工业化,随后又相继发明了尼龙6和聚酯纤维。迄今为止,涤纶和腈纶是合成纤维中发展最快、产量最大的品种。20世纪30年代,美国生产了氯丁橡胶,不久又生产了丁苯橡胶和丁腈橡胶。与此同时,聚氯乙烯、聚苯乙烯、高压聚乙烯、聚四氟乙烯相继产业化,塑料工业发展迅速。至此,形成了以三种合成材料为基础的高分子化学工业体系。专用化学品得到进一步发展,以少量的消耗增强或赋予另一种产品特定的功能,获得很高的使用价值。例如食品和饲料添加剂、塑料和橡胶添加剂、皮革、造纸和油田等特殊化学品,以及粘合剂、抗氧化剂、表面活性剂、水处理剂和催化剂。就催化剂而言,电子显微镜、电子能谱仪等现代仪器的发展有助于理解催化机理,因此制备了各种特殊的催化剂,这标志着催化剂进入了一个新的阶段。
现代化学工业自20世纪60年代和70年代以来,化学工业中的企业之间一直存在着激烈的竞争。一方面,由于对反应过程的深入了解,一些基础化工产品的传统生产装置可以做得越来越大,以降低成本。同时,由于新技术革命的兴起,对化学工业提出了新的要求,推动了化学工业的技术进步,在20世纪初至战后六七十年代,发展了精细化学品、超纯物质、新型结构材料和功能材料。这是化学工业真正成为大规模生产的主要阶段,一些主要领域在这一时期形成。合成氨和石油化工得到发展,高分子化工得到发展,精细化工逐渐兴起。在这个时期的开始,英国的G.E .戴维斯和美国的A.D .利特尔提出了单元操作的概念,奠定了化学工程的基础。它促进了生产技术的发展,装置的规模和产品的产量都迅速增加。。
近年来,高新技术和新材料发展迅速,如复合材料、信息材料、纳米材料、高温超导体等,为化学工业提供了更广阔的发展前景。化工产品已经渗透到我们生活的方方面面,占据着极其重要的地位。化学工业是国民经济的支柱产业之一。近年来,我国化学工业发展迅速,由197增长10.71%。未来石化、精细化工、农用化学品优先,人们会提供更多的新产品。