走进化工

前言 PREFACE 古代人们的生活更多地依赖于对天然物质的直接利用，由于需求的提高，便产生了各种加工技术，把天然物质转变成具有多种性能的新物质。凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质，都属于化学加工技术。这样，许多自然界没有的物质被源源不断地创制出来，手工作坊演变为工厂，逐渐形成了一个特定的生产门类，即化学工业。 化学加工在古代已经存在，人们在酿造、冶炼、制陶、染色以及制造药品、火药和肥皂方面利用了化学加工。18～19世纪的产业革命时期，社会化大生产开始了，这正是近代化学工业诞生的时候。面临产业革命的急需，吕布兰法制纯碱（1791年）等技术应运而生，已有的铅室法制硫酸（1840年）得到发展，解决了纺织、玻璃、肥皂等工业对酸、碱的需求。 随着炼铁、炼焦工业的兴起，从煤焦油分离出的芳烃和以电石生产的乙炔为基础的有机化工也得到发展。1859年，美国人在宾夕法尼亚州钻成**口油井，标志着近代石油工业的开始。在1860～1900年，石油的主要用途是照明（煤油）和民用燃料。20世纪初，石油成为内燃机（汽车）的主要动力，同时也促进了燃料化工（石油炼制）的大 发展。 合成氨工业在20世纪初期异军突起，1909年，弗里茨·哈伯在德国卡尔斯鲁厄大学提出氮气和氢气直接合成氨的催化方法。1913年 卡尔·博施进一步解决了设备问题，合成氨成为生产氮肥的主要化合物，为人类使用化肥提高粮食作物产量做出了巨大贡献，也使以氨为原料的炸药能量比黑火药提高了几十倍。弗里茨·哈伯和卡尔·博施由于合成氨方法的发明和工业成功应用，先后获得诺贝尔奖。 医学和药物学一直是人类努力探求的领域。19世纪末至20世纪初，生产出解热镇痛药阿司匹林、抗梅毒药“606”（砷制剂）、抗疟药阿的平等。这些化学合成药成本低、纯度高，表现出明显的疗效。1928年英国人弗莱明发现青霉素，美国制药企业在1940年代开始对青霉素大批量生产，在第二次世界大战中，救治伤病员收到了惊人效果。抗病毒疫苗投入工业生产后，人们对天花、鼠疫、伤寒等曾经无法控制的灾害，有了有效的方法。还有各种临床化学试剂和各种新药物剂型的不断涌现，使人类健康有了更可靠的保证。 化工高分子材料成为新的材料工业。1937年德国法本公司开发丁苯橡胶获得成果。1937年美国人卡罗瑟斯成功合成尼龙66，用作降落伞及轮胎帘子布。以后涤纶、维尼纶、腈纶等合成纤维陆续投产，逐渐占有天然纤维和人造纤维的大部分市场。塑料方面，20世纪50年代中期由于齐格勒-纳塔型催化剂的出现而使聚烯烃（通用塑料）工业崛起，德国人卡尔·齐格勒和意大利人居里奥·纳塔也因此获得诺贝尔奖。 精细化工在农药、染料、医药中间体、食品添加剂、洗涤用品、化妆品、涂料等方面的用途大量拓展，数量众多的新结构化合物被合成出来，在人类生活的各个方面得到应用。 20世纪60～70年代进入现代化学工业时代，生产装置日趋大型化。进入21世纪，我国自行设计、建设的炼油厂规模达到千万吨级，乙烯工厂达到百万吨级。化工厂在安全、环保、长周期可靠性运行方面都得到长足发展。同时，高性能、高附加值化学品不断出现，如电子化学品、高性能合成材料、高能材料和日用化学品等。 今天的世界化工产品已经无处不在，但往往被社会大众“日用而不知”，作为化工行业从业人员，我们希望能够给大家介绍一个化工的基本面貌，从而使社会公众正确地了解化工、认识化工。 本书是在《石化与生活系列科普丛书》（中国科协企业创新服务中心、全国石化行业企业科协联合会、中国化工学会、中国石化长炼科协组织编写，中国石化出版社出版）的基础上重新架构大纲并组织撰写完成。读者对象是媒体工作者、政府工作人员、从事化工人员和关心化工的其他行业从业人员，以及具有中学以上文化程度的大众群体。本书在编纂中不免存在不足，真诚希望对我们的工作提出宝贵意见与建议，我们将继续努力，为广大读者奉献更多更好的化工科普作品。 *后引用金涌院士的一段话结束本文： “坦言化学和化学工程还不完美，直面其所遭遇到的重大挑战，正是因为它们的无可替代。因为它们对人类已经做出的巨大贡献并且还将做出更大贡献。” 杨元一 2018年8月