中国近代的化学工业

360影视 动漫周边 2025-05-02 16:45 8

摘要:十九世纪六十年代,随着洋务运动的兴起,兴办了工厂和矿山,修铁路,办电报,办学堂,西方的自然科学知识,包括化学知识也陆续传入中国。1855 年,英国医生霍森编著的《博物新编》在中国出版,其中第一集介绍了西方近代化学知识,谈及化学元素有56 种,介绍了氧(书中称“

十九世纪四十年代,由于贸易的不断发展,西方近代化学化工知识逐渐传入我国,中国近代化工技术由此而萌芽。

1.化学知识的传入

十九世纪六十年代,随着洋务运动的兴起,兴办了工厂和矿山,修铁路,办电报,办学堂,西方的自然科学知识,包括化学知识也陆续传入中国。1855 年,英国医生霍森编著的《博物新编》在中国出版,其中第一集介绍了西方近代化学知识,谈及化学元素有56 种,介绍了氧(书中称“养气”或“生气”)、氢(“轻气”或“水母气”)、氮(“淡气”)、一氧化碳(“炭气”)以及硫酸(“磺镪水”或“火磺油”)、硝酸(“硝镪水”或“水硝油”)、盐酸(“盐镪水”)等的性质和制造方法。此外,1868 年京师同文馆出版的《格致入门》中也介绍了一些化学知识。

第一位比较系统地介绍西方近代化学知识来我国的学者是徐寿(1818—1884)。他在江南制造局参加西方科技书籍的编译工作前后达17 年,共编译书籍13 种,其中大多数是化学方面的著作。1871 年他翻译出版了《化学鉴原》一书,书中概述了一般化学教科书的内容,包括一些基本理论和各种重要元素的性质。此书曾风行一时,“对西方近代化学知识在我国的传播,起了一定的作用”。此书述及的元素已有64 个,徐寿首创的以西文第一音节造字的原则,被后来的中国化学界所接受,一直沿用至今。此外,他还译有其他化学著作,如《化学鉴原续编》,内容是有机化学方面的知识,《化学鉴原补编》介绍了无机化合物的知识,《化学考质》内容是定性分析,《化学求数》介绍定量分析,《物体遇热改易记》介绍了物理化学知识。

1866 年,徐寿的儿子徐建寅(1845—1901)翻译出版了《化学分原》,介绍了定性分析的知识。

以上书籍的出版,较系统地介绍了当时西方化学知识的各个方面,为近代化工技术在中国的萌芽创造了条件。

2.化工技术的传入

随着化学知识的传入,化学工艺操作和技术也陆续传到了中国。1880年,徐建寅和汪振声合译的《化学工艺》出版,书中介绍了制酸制碱等化工工艺知识。1883 年前后,徐寿还和一些人发起成立了“格致书院”,在这里举办一些讲座或科学讨论会,也向听讲人作示范性的化学试验。

化工工艺知识的传播促进了化工产品的制造生产。英国和其他一些西方国家首先在我国开设化学工厂,如1853 年,英商就在上海开办老德记药房,用以配制西药。1870 年英国人在上海开办美查肥皂厂生产肥皂等产品。1889年英商在上海开办美查制酸厂(后来改名为江苏药水厂),用铅室法生产硫酸,供银炉业提炼金银用。

这一时期,中国的官办和民办企业也开始生产一些化工产品:1867 年上海江南制造局建成了采用铅室法技术制硫酸的工厂。1876 年天津机械局建立淋硝厂,也采用铅室法生产硫酸,日产量达2 吨。1880年上海燧昌自来火局开始生产火柴,1888 年叶澄衷在上海创办“燮昌火柴第一厂”,每年可产梗硫磺火柴36 万盒,约占当时全上海火柴产量(包括外商办的火柴厂)的40%。1896 年,叶澄衷又在湖北汉口创办“燮昌火柴第二厂”,生产价廉物美的“双狮”牌火柴。1889 年唐廷枢创办唐山细棉土厂(今启新水泥厂)开始生产水泥。1895 年江南制造局试制成功无烟火药,并在上海建立了单基无烟火药厂。

随着化学化工知识的传入和少量化工产品的生产,二十世纪初,中国的近代化工技术进入萌芽阶段。由于第一次世界大战期间外国输入中国的商品减少,稍具规模的民族工业开始生产纯碱、硫酸铵化肥和一些轻化工产品,中国基础化学工业由此起步。

1.制碱。

纯碱是一种基本化工原料,制碱工业是中国化学工业中历史最久的行业。1903 年,内蒙古鄂托克旗王爷下令放垦土地,山西人李京客在白彦淖设立“大兴号”作坊,开始生产锭子碱。后来,山东人郭永熙设立“天聚泉”碱厂,每年可产10 万公斤的碱锭。其生产工艺为:将取自碱湖里的碱块放入化碱锅化成液体,除去泥沙杂草后澄清,加入熬碱锅熬浓结成碱锭。每口锅出一个碱锭子,约50 公斤。山西人郑氏(名字不详)在郭永熙之后,在内蒙古察尔汗也用相同方法生产锭子碱。

1910 年,北京人董立衡买下吉林省大布苏湖的开采权,成立“天惠”公司,生产面碱。其生产工艺与天聚泉厂基本相同,年产面碱700—800 吨,产品畅销东北三省。由于质量好,每年还有相当数量的面碱出口日本,为当时天然碱工业之最。与此同时,有人在吉林省双辽县创办郑家屯鱼碱公司,在玻璃山设有7 家作坊生产面碱(年产900 吨)和砖碱(年产210 吨),从业人员达105 人。在20 世纪初至大连碱厂投产前30 年间,天惠和郑家屯鱼碱公司的产品基本控制我国东北市场。

1917 年,范旭东创办永利制碱公司(后改名为永利化学工业公司),1919年在塘沽建设永利碱厂,采用苏尔维法生产纯碱。但这一技术当时为苏尔维公司所垄断,从美国买到手的只是落后的设计图纸和设备。范旭东邀请当时在美国留学并获得博士学位的化学家侯德榜回国担任总工程师。在没有专利的情况下,从事制碱技术的探索,经过3 年多的艰苦努力,终于在1924 年生产出第一批纯碱。

2.制酸。

硫酸工业在中国起步较早,继十九世纪下半叶江南制造局和天津机械局用铅室法生产硫酸之后,1918 年河南巩县兵工厂首次采用当时先进的接触法工艺生产硫酸。此厂用煅烧硫磺产生二氧化硫,再通入空气在催化剂铂作用下生成三氧化硫,进而得到硫酸。

3.氮肥。

中国最早生产的氮肥是硫酸铵。1916 年,抚顺煤矿门德式煤气工厂,采用硫酸吸收煤气中的氨这一工艺,生产硫酸铵。1919 年鞍山制钢所开始炼焦,并用同样方法副产硫酸铵肥料。用以上方法生产的硫酸铵产量极小,谈不上规模生产。

4.轻化工。

这一时期,我国民族资本家在沿海城市陆续建起几个化工厂生产轻化工产品。1915 年上海建起了开林油漆厂和瑞太石粉厂。1918 年在上海开设振华油漆厂和永和实业公司,主要生产厚漆、喷漆。1918 年日本人在大连设厂开始生产二硝基氯苯及硫化黑染料,年生产能力后来达到2000 吨。次年,中国商人开始在青岛、上海、天津等港口城市创办了一些染料厂,主要生产硫化染料,所需中间体从国外进口,大多是将国外的原染料运来后拼成各种商品染料。1919 年上海大丰化工厂开始生产无机盐类产品。

1915 年,归国华侨在广州开设“广东兄弟创制树胶公司”, 开始生产胶鞋。此后在上海相继建立上海正泰化工厂、大中华橡胶厂,它们生产的双钱牌,箭鼓牌胶鞋和回力牌球鞋等产品,在东南亚享有一定的声誉。1919 年由袁良、钱赏延等集资设立北京溥益实业公司,在山东设制糖厂和酒精厂,利用甜菜作原料,用双碳酸法制白糖,日产糖可达50 吨,用糖密发酵法制酒精,每日可生产96%的酒精7000 余磅。

上述化工厂生产所需的原料、设备,部分或全部需依赖进口,生产技术大多十分落后,中国化学工业还要走很长的路。

二十世纪初期,随着世界化学工业的发展,中国基础化学工业进入了创立时期,以“北范南吴”为代表的民族工业开始生产纯碱、烧碱、合成氨、硫酸、硝酸、盐酸、漂白粉等化工原料。同时,国营兵工厂也生产硫酸、硝酸、炸药等产品,在玉门还建立了石油基地。抗日战争时期,日本在中国的东北、华北地区也建立了一些化工厂和炼油厂,陕甘宁等根据地兴建了一批小型化工企业。由于处于半殖民地半封建社会,这一时期化学工业发展缓慢,化工科学技术基础十分薄弱。

1.中国制碱工业的兴起

二十世纪初,中国的轻重工业有了初步发展,纯碱的用量不断增加,当时国产的天然碱和一些小作坊厂用路布兰法生产的碱,不仅质量低成本高,而且产量小,满足不了需要,因此市场完全被进口“洋碱”占领。第一次世界大战期间,由于交通梗阻,进口纯碱数量减少,碱价上扬七八倍,致使国内以碱为原料的工厂纷纷倒闭,设厂制碱已成为当时迫切的需要。

范旭东与久大精盐公司旧影

1919年,范旭东在天津塘沽兴建永利碱厂,邀请当时在美国留学并获得博士学位的侯德榜回国主持永利厂的技术工作。永利碱厂在没有专利的情况下,探索苏尔维法制碱,经过三年多的艰苦努力,于1924年8月13日生产出第一批纯碱,但产品含铁量较高,颜色发红,销售困难,生产也常出事故。侯德榜带领技术人员改进了设计,更换了许多设备,而且设法往碳化塔中放入少量硫化钠,使之与铁塔内层作用,在表面结成一层硫化铁保护膜,终于在1926年6月生产出雪白的纯碱。1926年8月该厂生产的“红三角牌”纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章,被誉为中国近代工业进步的象征。此时永利碱厂日产量为30吨,后来达到180吨,成为亚洲最早的一个制碱工厂。1930年,该产品又获比利时工商博览会奖章。此时,永利碱厂又扩大再生产,兴建了烧碱车间,产品更趋完善。

1931年侯德榜撰写了《纯碱制造》专著,第二年以英文在纽约出版。此书被公认为是世界上关于苏尔维法制碱技术的权威科学著作,在不少国家一版再版,轰动了国际化工界。

2.从苏尔维法到侯氏碱法。

1937年,日本进一步入侵中国,天津沦陷后,永利碱厂被迫关闭,范旭东在乐山的五通桥筹建永利川厂。但用四川的低浓度地下盐卤为原料,采用苏尔维法制碱面临成本高、废液无处排放等困难。这时德国新发明一种制碱法叫察安法,原盐的利用率可以提高到90—95%,同时可以利用制碱废液生产副产品氯化铵。永利川厂决定购买察安法制碱专利。但因德方技术封锁和附加条件苛刻而未能实现。

侯德榜回国后决心自己开发制碱新工艺。1938至1941年,他先后在香港、上海和纽约等地领导新法试验,在艰苦的条件下分析了2000多个样品,做了500多次循环试验,终于使新工艺初步获得成功。1941年3月15日,经范旭东提议,将这一新工艺命名为“侯氏碱法”(Hou’sProcess)。1943年试验取得了满意的结果,食盐利用率达98%。一个与察安法截然不同、有自己特色的氨碱联合流程——侯氏碱法试验成功。

它简化了生产流程,降低了产品成本,使纯碱成本仅为苏尔维法的40%,并且可连续性大规模生产。1943年底在五通桥召开的中国化学会第11届年会上公布了这一成果。同年12月侯德榜被选为英国皇家化学工业学会名誉会员。侯氏碱法使我国制碱技术跨入世界先进行列。此法曾向国民党政府申请专利获得批准。但限于当时四川的条件,未能投入工业化生产。侯氏碱法的工业化生产直到解放后的1964年才实现,正式定名为“联合制碱法”。

3.从制碱到制酸

三十年代初我国农村利用硫酸铵作肥料的风气很盛,而硫酸铵又全赖进口,每年进口量达20万吨。为此,范旭东决定承办硫酸铵厂。1934年他改组永利制碱公司为永利化学工业公司,在南京筹建永利硫酸铔厂。由侯德榜率领6名技术人员赴美国考察,负责设计、购置设备等工作。在合成氨的工艺设计上,引进美国氮气工程公司的先进技术,采用哈伯—波时法。1937年2月工厂建成投产,日产硫酸112吨,硫酸铵160吨,硝酸10吨,合成氨39吨,为当时远东第一流的大型化工厂。

永利碱厂和硫酸铔厂的建设为中国自力生产酸碱两大基本化工原料打下了工业基础,正如范旭东所说:“中国基本化工的两翼——酸和碱已经成长,听凭中国化工翱翔,不再怕基本原料缺乏的恐慌了。”

1921年,吴蕴初与上海张崇新酱园的老板张逸云合伙办厂,由吴蕴初提供技术,生产味精,商标为“佛手”,厂名叫“天厨”。1923年8月正式成立公司,由张逸云任总经理,吴蕴初任经理兼技师,建立了粗制工厂和精制工厂,正式定名为上海天厨味精厂。产量由1923年的3000公斤逐年增加到1928年的5100公斤。吴蕴初不断改革生产工艺,提高产品质量,使味精在国内外赛会上连续获奖,迫使日本“味四素”退出中国市场。1926—1927年先后向美、英、法等国申请了专利,1928年又增设淀粉厂,生产淀粉、糊精、葡萄糖、酱色饴糖等产品。

由于生产味精的主要原料盐酸完全依靠从日本进口,而且用陶罐盛装,笨重易碎,运费奇高。为摆脱受人牵制的局面,吴蕴初又于1929年在上海周桥开办了天原电化厂(上海天原化工厂的前身)。1930年10月,中国最早的氯碱厂天原电化厂正式开工投产,日产烧碱2吨、盐酸、漂白粉各3—4吨。由于天原厂的“太极”牌氯碱产品在国内市场畅销,1931—1937年工厂进行了扩建,烧碱日产能力已达10吨。1937年七七事变后,天原厂被迫停产。

1934年,吴蕴初为解决耐酸陶器的自给,在上海筹建“天盛陶器厂”。

同年,建成“天利氮气厂”,生产液氨和硝酸。1938年,上海天原厂迁到重庆设厂重建,1940年开工投产。1943年,建立天原宜宾分厂。抗战期间,吴蕴初还在香港设天厨味精分厂,在重庆创办天厨川厂。

天原宜宾分厂

“北范南吴”为建立中国基础化学工业作出了重要的贡献。

1.日本在华化工企业。

近代帝国主义的入侵,取得了在中国设厂的许多特殊权利。帝国主义侵华留下的化工企业,以日本在华北和东北所办的企业最多。

1933年日本在大连甘井子成立满洲化学工业株式会社(即大连化学厂的前身)。1935年正式投产,生产硫酸、硝酸、合成氨、硫酸铵、硝酸铵等化工产品。合成氨能力为年产5万吨,硫酸铵为18万吨。硫酸工场有5套共墙式九塔法硫酸装置和浓接触法硫酸装置,塔式法硫酸装置生产能力为12万吨,接触法为2万吨。

1936年日本又在甘井子创建满洲曹达株式会社(即大连碱厂前身),利用东北原盐生产纯碱和苛化烧碱,生产能力为年产纯碱7.2万吨,烧碱为3000吨。1938年在沈阳建立奉天曹达株式氯碱厂(即沈阳化工厂前身),制造烧碱、盐酸和漂白粉。1945年建成了满洲矿山公司葫芦岛硫酸厂,利用杨家杖子铅锌矿冶炼副产的二氧化硫生产硫酸。侵华战争期间日本在东北投资建设的橡胶厂有30家,主要是东洋轮胎公司和太阳、亚细亚橡胶公司。在青岛、天津、上海等地也建有橡胶厂30多个,其中青岛橡皮工厂有一定规模。

1938年日伪华北盐业公司在汉沽设厂,次年投产,产品为烧碱、溴素、氯化镁、氯化钾等。1939年东洋化学株式会社在汉沽建立氯碱工厂,1942年投产,生产烧碱、盐酸、溴素、氯化钾、氯化镁、氯酸钾。同年,日伪华北盐业公司在大沽办了氯碱厂(大沽化工厂前身),次年投产,产品为液碱、漂白粉、氯化钾、氯化镁、溴素等。以上三个氯碱厂都采用西门子式水平隔膜电解槽,生产漂白粉用砖室法装置。

2.官办化工企业

解放前国民党政府仅建有为数不多的化学兵工厂、硫酸厂、烧碱厂、纯碱厂、酒精厂和炼油厂等,产品在基本化工原料中所占的比重不大。河南巩县兵工厂是国民党政府最大的化学兵工厂,1932年建立氯碱分厂,采用圆筒型伏斯式电解槽,共80台,单槽负荷电流为1000安培,所有设备都自美国引进,氯产品有盐酸、液氯、烧碱。1934年我国第一座接触法生产硫酸装置在巩县兵工厂分厂投产。抗战时期,该厂内迁至四川沪州,改称第二十三兵工厂。国民党政府还办了江西硫酸厂、昆明化工材料厂,产量都很少。抗战胜利后,接收了日军侵华留下的化工企业,但厂房、设备和器材遭到严重盗买和破坏,生产大都停顿。1947年资源委员会在南京筹备中央化工厂,到1949年解放时才建成一幢厂房。

四川沪州第二十三兵工厂

抗日战争和解放战争时期,在中国共产党领导下的各个革命根据地,为适应战争需要,在极其困难的条件下靠自己的力量发展化工技术,创办了一些小型化工企业,主要是医药和军事化学工业。

1940年在晋察冀边区的唐县大安沟,用陶瓷大缸作设备建了一个硫酸厂,土法生产少量硫酸、硝酸,用于制造火药。

1940年在太行根据地麻田镇附近的白布礁建立了塔式法硫酸工厂和小瀑式硫酸浓缩设备。1942年在陕甘宁边区延安北面的紫芳沟建立了铅室法硫酸厂,以硫磺为原料,产品经浓缩制成浓度为94%的硫酸。1939年陕甘宁边区创办了卫生材料厂,又称延安八路军制药厂。1943年成立山东新华制药厂,生产黄碘、酒精、葡萄糖等。1943年在张家口建起了新华制药厂。

根据地的化学工业在极恶劣的环境中经过十多年的艰苦创业,自力更生解决技术问题,成为中国近代化工的组成部分。

八路军制药厂旧址(延安大砭沟)

1.有机合成研究

这一时期由中央研究院和北平研究院开展少量的天然有机和有机合成研究。在天然有机方面特别是中药有效成分的研究方面,有麻黄素的药理作用、钩吻和汉防己生物碱等的分离及结构分析工作。合成方面有雌性甾族激素的全合成等。在当时条件下,能取得这样的成果确实极为可贵。

在烃类、卤代物、醇、脂肪酸、醚、氨基酸、金属有机化合物、杂环化合物等合成方面,许多人做过研究工作,对中国有机合成化学的发展起了先驱作用。

1932年张锦等人曾以γ-二酮和苯胺合成了类似联苯的吡咯衍生物,并研究了它的立体化学。1933年纪育沣和田遇霖以β—醛酸酯或β—酮酸合成嘧啶的羟基、氨基或硫氢基衍生物。1936年萨本铁、刘达夫找到了乙内酰脲及其衍生物的两种制备方法。

1941年庄长恭成功地应用了Diels-Alder反应、Dieck-mann反应环化多环化合物,合成了具有甾族碳架的菲族类似物,在该领域中取得了出色的成绩,可惜研究工作因日本侵华而中断。1947年萨本铁和纪育沣等人合成了α—氨基噻唑和氯代噻唑。

在氨基酸合成方面,1938—1948年,林国镐、黄耀曾等人利用Hoffmann反应原理,改善了合成反应条件,制备了19种氨基酸。1934年程有庆等用玉米粉、豆饼及不同的金属催化剂合成了d—型麸氨酸,以铜与三氯化铁为催化剂时,得率提高。

另外,在中药成分研究方面、合成汽油方面、合成醋酸方面,均取得了一些研究成果。

2.有机合成反应的研究

这一时期,一些有机化学家对Friedel-Crafts反应所用的试剂、应用范围以及反应条件曾作过一些研究。

在甾体化学合成反应方面,黄鸣龙等人首次发现了甾体中的双烯酮酚反应,该反应可以用于合成雌性激素。在应用双烯酮酚反应研究山道年及其一类物的主体结构时,发现变质山道年的4个主体异构体在酸、碱作用下可以“成圈”地转变。这一发现在当时天然有机化学领域有重大理论意义,由此推断出山道年及其一类的绝对构型,并为合成提供了理论依据。

在氧化还原反应方面,1946年黄鸣龙改进了Wolff-Kishner还原法,被称为“伏尔夫—基希纳—黄鸣龙法”,该改良法不仅是一个经济、简单、可靠的还原法,而且使用范围广,在有机合成上被广泛采用,并已编入各国有机化学教科书中。

黄鸣龙

3.高分子材料的研究

1941年徐名材接办重庆动力油料厂时,用植物油裂解炼成燃料油与润滑油,并进行燃料、合成树脂与酚醛塑料的研究,曾先后获国家经济部专利10余项。1945年他在上海化工厂工作时,组织生产硫化元(硫化黑)、硫化草绿、直接蓝、橡胶制品、黄蜡布、酚醛塑料及软水剂等,为上海化工厂发展塑料加工奠定了基础。

4.化学工程的研究

1931年杜长明研究碳球形颗粒在气流中的燃烧,首先提出了外扩散对于燃烧反应的影响,其论文《碳的燃烧速度》迄今被列为对化学反应工程学科早期发展有影响的论文之一。

1928年张克忠研究精馏过程机理的博士论文,得到美国化工界高度评价。

苏元复等人在四十年代共同研究液—液萃取设备和有关基础理论。他本人曾用溶剂萃取法从麻黄草浸渍液提取麻黄素和从独居石砂提取铀和钍,并用于工业生产。1932年顾毓珍发表论文《关于流体在管内流动时的摩擦因素及流体的速度分布》,在理论分析和实验的基础上,分别得出新的计算式,被广泛采用。

5.其他轻化工研究。

三十年代初,李润田研制出各种不同香型和不同用途的混合香精,使“鹰牌”香精的质量不断提高。1935年李润田创办了我国最早的香精配造厂——鉴臣香精厂,自制紧缺的香原料供生产混合香精之用,从此开了我国香料工业之先河。

在感光化学材料方面,1938年,曾所仪试制成功照相底片,质量达到了国外同类产品的水平,经各大照相馆试用后受到欢迎。1941年,曾所仪利用自己设计制造的设备,首次成批生产了国产照相底片和幻灯片,同时还制成了印相纸。经专家鉴定,他制造的幻灯片和照相底片,质量已接近国外干片制作法的产品。他所用的方法可大大缩短照相纸的制造工艺流程,而且还能大量节省原材料。

在酿造学研究中,1935年远东最大的酒精厂——中国酒精厂正式投产后,任该厂总化学师的陈騊声根据长期的实践经验和专门研究,出版了中国酒精制造的第一本专著《酒精》(1936年),而后又出版了《酿造学总论》(上下卷,1937年)和《酿造学分论》(上下卷,1941年)。

中国酒精厂

总之,近代中国的化学工业在动荡中艰难起步,虽然有了一定的发展,生产了必要的化工原料,但并未形成工业体系,生产品种少,产量低,化工科技成果很少,技术水平落后。据统计,近代中国主要化工产品的最高年产量仅为:硫酸18万吨,硫酸铵22.6万吨,纯碱10.3万吨,烧碱1.2万吨,轮胎4万条。1949年全国化工总产值仅占全国工业总产值的1.6%。化学工业真正健康快速发展是在新中国成立以后开始的。

来源:热情的金桔A

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