初中化學(xué)化學(xué)家侯氏制堿法的創(chuàng)造者侯德榜

Page2侯氏制堿法的創(chuàng)建者侯德榜侯氏制堿法的創(chuàng)建者侯德榜

侯德榜

(公元1890～1974)很多工業(yè)部門，尤其是紡織、肥皂、造紙。玻璃、火藥等行業(yè)都須要大量用堿。古代那種從草木灰中提取堿液，從鹽湖水中取得自然堿的方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿意需求的。為此，1775年法國(guó)科學(xué)院用10萬法郎的懸賞征求可工業(yè)化的制堿方法。1788年，勒布蘭提出了以氯化鈉為原料的制堿法，經(jīng)過4年的努力，得到了一套完整的生產(chǎn)流程。勒布蘭制堿流程雖然在推廣應(yīng)用中不斷地被完善，但是因?yàn)檫@方法主要是利用固相反應(yīng)，又是高溫操作，存在很多缺陷，生產(chǎn)不能連續(xù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，煤耗量大，產(chǎn)品質(zhì)量不高。面對(duì)這些問題，很多人有意改革它。到了1862年，比利時(shí)化學(xué)家索爾維實(shí)現(xiàn)了氨堿法的工業(yè)化。由于這種新方法能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)量大，質(zhì)量高，省勞動(dòng)力。廢物簡(jiǎn)潔處理，成本低廉，它很快取代了勒布蘭法。

駕馭索爾維制堿法的資本家為了獨(dú)享此項(xiàng)技術(shù)成果，他們實(shí)行了嚴(yán)密的保密措施，使外人對(duì)此新技術(shù)一竅不通。一些技術(shù)專家想探究此項(xiàng)技術(shù)隱私，大都以失敗告終。不料這一隱私競(jìng)被一個(gè)中國(guó)人運(yùn)用才智摸索出來了。這個(gè)人就是侯德榜。披露索爾維制堿法的隱私

侯德榜，1890年8月9日生于福建閩侯農(nóng)村。少年時(shí)他學(xué)習(xí)非?？炭?，就是伏在水車上雙腳不停地車水時(shí)，仍能捧著書本仔細(xì)讀書。后來在姑母的資助下，他單身來到福州英華書院和閩皖路礦學(xué)堂讀書。畢業(yè)后曾在津浦鐵路符離集車站做過工程練習(xí)生。在工作之余，他抓緊時(shí)間學(xué)習(xí)，1911年考人清華留美預(yù)備學(xué)校。經(jīng)過3年的努力，他以10門功課1000分的優(yōu)異成果被保送到美國(guó)留學(xué)。8年中，他先后在麻省理工學(xué)院、柏拉圖學(xué)院、哥倫比亞高校攻讀化學(xué)工程，1921年取得博士學(xué)位。

在國(guó)外留學(xué)時(shí)，他時(shí)刻懷念祖國(guó)，惦記著處于水深火熱中的苦難同胞。這時(shí)候，在紐約他遇到了赴美考察的陳調(diào)甫先生。陳受愛國(guó)實(shí)業(yè)家范旭東托付，為在中國(guó)興辦堿業(yè)特地到美國(guó)來物色人才。當(dāng)陳先生介紹帝國(guó)主義國(guó)家不僅對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖，而且利用我國(guó)缺堿而卡我國(guó)民族工業(yè)的頸項(xiàng)的狀況時(shí)，具有劇烈愛國(guó)心的侯德榜立刻表示，“可以放棄在美國(guó)的舒適生活，馬上返回祖國(guó)，用自己的學(xué)問報(bào)效祖國(guó)?！?/p>

1921年10月侯德榜回國(guó)后，出任范旭東創(chuàng)辦的永利堿業(yè)公司的技師長(zhǎng)（即總工程師）。他深刻地體會(huì)到創(chuàng)業(yè)之艱難。要?jiǎng)?chuàng)業(yè)首先須要實(shí)干的精神。他脫下了白領(lǐng)西服，換上了藍(lán)布工作服和膠鞋，身先士卒，同工人們一起操作。哪里出現(xiàn)問題，他就出現(xiàn)在哪里，常常于得渾身汗臭，衣服中散發(fā)出酸味、氨味。他這種埋頭苦干的作風(fēng)贏得了工人們、甚至外國(guó)技師的贊許和敬佩。在他的帶領(lǐng)下，技師、工人們團(tuán)結(jié)一心，為建成中國(guó)自己的堿廠而奮戰(zhàn)。

雖然索爾維制堿法的原理很簡(jiǎn)潔：先把氨氣通入食鹽水，然后向氨鹽水中通二氧化碳，生產(chǎn)溶解度較小的碳酸氫鈉。再將碳酸氫鈉過濾出來，經(jīng)焙燒得到純凈潔白的碳酸鈉。但是具體的生產(chǎn)工藝卻為外國(guó)公司所壟斷，所以侯德榜要駕馭此法制堿，得完全靠自己進(jìn)行摸索，困難是很多的。且不說工藝設(shè)計(jì)、材料選擇、設(shè)備的選擇和安裝等經(jīng)過了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)，僅從試生產(chǎn)的過程也可略見一斑。例如干燥鍋結(jié)疤了，渾圓的鐵鍋在高溫下停止了轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)間長(zhǎng)了后果是很嚴(yán)峻的。技師們都急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)，這時(shí)候侯德榜果敢地拿起玉米棒子粗的大鐵桿往下捅，操起10～15公斤重的鐵桿上下捅可不比舉重運(yùn)動(dòng)員舉杠鈴輕松，累得他雙眼直冒金星，汗水濕透了工裝。不久他覺得單靠力氣難于解決這一技術(shù)問題，經(jīng)過大家商議，他們采納加干堿的方法最終使鍋底上的堿疤脫水掉下來，終于克服了困難。

侯德榜奮不顧身地把全部身心都撲到了生產(chǎn)上，從調(diào)換碳酸化塔的水管，另行設(shè)計(jì)分解爐，到多次加強(qiáng)冷卻設(shè)備，改造過濾機(jī)以及處理不斷發(fā)生的生產(chǎn)故障，他都以探究者的志氣、生產(chǎn)者的細(xì)心和科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)來對(duì)待。經(jīng)過驚慌而又辛苦的幾個(gè)寒暑的奮戰(zhàn)，侯德榜最終駕馭了索爾維制堿法的各項(xiàng)技術(shù)要領(lǐng)。1924年8月13日，永利堿廠正式投產(chǎn)。正值大家興高彩烈地等待潔白的純堿從烘燒干燥爐中出來時(shí)，出現(xiàn)在眼前的卻是暗紅色的純堿。怎么回事？這無形給大家潑了一盆冰水。作為總工程師的侯德榜冷靜地去找尋事故的緣由。經(jīng)過分析他很快就發(fā)覺純堿變成暗紅色是由于鐵銹污染所致。隨后他們以少量硫化鈉和鐵塔接觸，致使鐵塔內(nèi)表面結(jié)成一層硫化鐵愛護(hù)膜。再生產(chǎn)時(shí)純堿變成純白色了。日產(chǎn)180噸純堿的永利堿廠最終聳立在中國(guó)大地上。1926年，永利堿廠生產(chǎn)的“紅三角”牌純減在美國(guó)費(fèi)城舉辦的萬國(guó)博覽會(huì)上榮獲了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆＿@一袋袋的純堿是中華民族的驕做，它象征著中國(guó)人民的志氣和才智。

摸索到素爾維制堿法的奇妙，本可以高價(jià)出售其專利而大發(fā)其財(cái)，但是和范旭東一樣，侯德榜主見把這一奇妙公布于眾，讓世界各國(guó)人民共享這一科技成果。為此侯德榜接著努力工作，把制堿法的全部技術(shù)和自己的實(shí)踐閱歷寫成專著《制堿》于1932年在美國(guó)以英文出版。一個(gè)有骨氣的中國(guó)人就是這樣披露了素爾維制堿法的奇妙。舍命為之的中國(guó)化學(xué)工業(yè)

三酸二堿是化學(xué)工業(yè)的基本原料，僅能生產(chǎn)純堿明顯是不行的。在永利堿廠投入正常運(yùn)行后，永利公司安排籌建永利硫酸銨廠。這個(gè)廠可以同時(shí)生產(chǎn)氨、硫酸、硝酸和硫酸銨。建廠的重?fù)?dān)自然又落在侯德榜的肩上。

建立硫酸銨廠與當(dāng)年永利堿廠的開創(chuàng)不一樣，不存在技術(shù)保密的問題，面臨的問題關(guān)鍵是怎么引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、選購(gòu)設(shè)備，爭(zhēng)取投資少而見效快。為此侯德榜不辭辛苦對(duì)整個(gè)安排作了周密的調(diào)查探討。

銨廠的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)自成系統(tǒng)，完整合理，引進(jìn)技術(shù)要完全立足于國(guó)情，而不是照搬外國(guó)的成套設(shè)備。在選購(gòu) 設(shè)備中，侯德榜精打細(xì)算。凡是國(guó)內(nèi)能夠保證質(zhì)量的，就自己動(dòng)手在國(guó)內(nèi)解決。進(jìn)口外國(guó)設(shè)備時(shí)，他奇妙地利用了各國(guó)廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)，選擇適用又價(jià)廉的設(shè)備，對(duì)若干關(guān)鍵設(shè)備；更是力主擇優(yōu)。在與外商談判和選購(gòu)設(shè)備時(shí)，侯德榜相當(dāng)機(jī)靈，例如制硫酸的全套設(shè)備是從美國(guó)買的，在買下這套設(shè)備的同時(shí)，侯德榜順便索要了硫酸銨的生產(chǎn)工藝圖紙。掉過頭來，他又從另一家工廠以廢鋼鐵的價(jià)格買下一套硫酸銨生產(chǎn)設(shè)備（時(shí)至今日還在運(yùn)轉(zhuǎn)）。這種精明能干連美國(guó)的很多經(jīng)理都佩服。

硫酸銨廠的設(shè)備來自英、美、德、瑞士等國(guó)的很多廠家，還有些是本國(guó)造的，最終竟能全部成龍配套，這是很不簡(jiǎn)潔的。它充分顯示了侯德榜的學(xué)識(shí)才能和昔心經(jīng)營(yíng)，表現(xiàn)出他高度的事業(yè)J乙和珍貴的獻(xiàn)身精神。侯德榜能這樣精彩地指揮完成這項(xiàng)巨大工程，還在于他精通業(yè)務(wù)、學(xué)問廣博。正如他自己說的：“要當(dāng)一員稱職的化學(xué)工程師，至少對(duì)機(jī)電、建筑要內(nèi)行?！边@也是他的座右銘。在他給友人偽一封信中他曾寫道：這些事，“無一不令人郁悶，設(shè)非隱忍順應(yīng)，將一切辦好，萬一功虧一簧，使國(guó)人從今不敢再談化學(xué)工程，則吾等成為中國(guó)之罪人。吾人今日只有前進(jìn)，赴湯蹈火，亦所弗顧，其實(shí)目前一切困難，在事前早已見及，故始終未抱絲毫樂觀，只知責(zé)任所在，舍命為之而已?！斑@就是侯德榜事業(yè)心的生動(dòng)寫照。

1937年之丹，在侯德榜、范旭東及全廠員工的努力下，硫酸銨廠首次試車勝利。侯德榜“舍命為之”的又一事業(yè)勝利了。侯氏聯(lián)合制堿法的獨(dú)創(chuàng)

1937年。日本侵華的戰(zhàn)火伸向上海、南京。位于南京的硫酸銨廠作為亞洲第一流的化工廠，令日本侵略者垂涎三尺，日本侵略者看到永利公司的軍事價(jià)值，年產(chǎn)一萬噸硝酸，可以制造幾萬噸烈性炸藥。他們派人企圖收買范旭東和侯德榜。范、侯明確地表示：“寧肯給工廠開追悼會(huì)，也決不與侵略者合作”侵略者加大壓力。甚至派飛機(jī)對(duì)堿廠進(jìn)行狂轟濫炸。在戰(zhàn)火靠近的狀況下，侯德榜當(dāng)機(jī)立斷，布置技術(shù)骨干和老工人轉(zhuǎn)移，組織重要機(jī)件設(shè)備拆運(yùn)西遷。

1938年，侯德榜率西遷的全部員工在四川岷江岸邊的五通橋建設(shè)永利川西化工廠。新廠實(shí)行什么工藝是首先要考慮的。制堿的主要原料食鹽，在川西只能來源于深井中的鹽鹵濃縮。鹽鹵濃度低，所以食鹽的成本很高。加上索爾維法的食鹽轉(zhuǎn)化率不高（只有70％），這就進(jìn)一步提高了制堿的成本。固此接著采納索爾維制堿法，生產(chǎn)就難以維持。

侯德榜經(jīng)過調(diào)查，確定改進(jìn)索爾維法開創(chuàng)制堿新路，他總結(jié)了索爾維法的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為這方法的主要缺點(diǎn)在于，兩種原料組分只利用了一半，即食鹽（NaC1）中的鈉和石灰（CaCO3)中的碳酸根結(jié)合成純堿（NaCO3）另一半組分食鹽中的氯和石灰中的鈣結(jié)合成了CaCl2，卻沒有用途。

針對(duì)以上生產(chǎn)中不行克服的種種缺陷，侯德榜創(chuàng)建性地設(shè)計(jì)了聯(lián)合制堿新工藝。這個(gè)新工藝是把氨廠和堿廠建在一起，聯(lián)合生產(chǎn)。由氨廠供應(yīng)堿廠須要的氨和二氧化碳。母液里的氯化銨用加入食鹽的方法使它結(jié)晶出來，作為化工產(chǎn)品或化肥。食鹽溶液又可以循環(huán)運(yùn)用。

為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，在1941～1943年抗日斗爭(zhēng)的艱苦環(huán)境中，在侯德榜的嚴(yán)格指導(dǎo)下，經(jīng)過了500多次循環(huán)試驗(yàn)，分析了2000多個(gè)樣品后，才把具體工藝流程定下來，這個(gè)新工藝使食鹽利用率從70％一下子提高到96％，也使原來無用的氯化鈣轉(zhuǎn)化成化肥氯化銨，解決了氯化鈣占地毀田、污染環(huán)境的難題。這方法把世界制堿技術(shù)水平推向了一個(gè)新高度，贏得了國(guó)際化工界的極高評(píng)價(jià)。1943年，中國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)一樣同意將這一新的聯(lián)合制堿法命名為“侯氏聯(lián)合制堿法”。

新中國(guó)即將成立的1949年初，侯德榜還在印度指導(dǎo)工作，當(dāng)他得到友人轉(zhuǎn)來的周恩來給他的信后，他馬上克服了種種阻撓，于1949年7月回到了氣象更新的祖國(guó)，作為科學(xué)家的代表參與了全國(guó)政治協(xié)商會(huì)議。從今他起先投入復(fù)原、發(fā)展新中國(guó)化學(xué)工業(yè)的嶄新工作。為了祖國(guó)的化工事業(yè)，他走遍大江南北、長(zhǎng)城內(nèi)外。1960年前后，為適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的須要，侯德榜不顧自己已是70高齡，和技術(shù)人員一道共同設(shè)計(jì)了碳化法制造碳酸氫銨的新工藝，為我國(guó)的化肥工業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

侯德榜先生對(duì)科學(xué)的看法一貫是肅穆仔細(xì)的。在探討聯(lián)合制堿的過程中，他要求每個(gè)試驗(yàn)都得做30多遍才行。起先時(shí)有些人不理解，以為這是奢侈時(shí)間和耗費(fèi)精力，多此一舉。后來的事實(shí)證明，多數(shù)試驗(yàn)在進(jìn)行了20多次以后，數(shù)據(jù)才穩(wěn)定下來，這樣得到的數(shù)據(jù)資料才是牢靠的，人們這才真正相識(shí)到侯德榜這種細(xì)致周密、一絲不茍的的科學(xué)看法是多么難能珍貴。

侯德榜一生在化工技術(shù)上有三大貢獻(xiàn)。第一，揭開了蘇爾維法的隱私。其次，創(chuàng)立了中國(guó)人自己的制堿工藝——侯氏制堿法。第三，就是他為發(fā)展小化肥工業(yè)所做的貢獻(xiàn)。

侯德榜一生勤奮好學(xué)，雖工作繁忙卻還著書立說，先后發(fā)表過10部著作和70多篇論文?！都儔A制造》一書于1933年在紐約列入美國(guó)化學(xué)會(huì)叢書出版。這部化工巨著第一次徹底公開了蘇爾維法制堿的隱私，被世界各國(guó)化工界公認(rèn)為制堿工業(yè)的權(quán)威專著，同時(shí)被相繼譯成多種文字出版，對(duì)世界制堿工業(yè)的發(fā)展起了重要作用。美國(guó)的威爾遜教授稱這本書是“中國(guó)化學(xué)家對(duì)世界文明所作的重大貢獻(xiàn)”。《制堿工學(xué)》是侯德榜晚年的著作，也是他從事制堿工業(yè)40年閱歷的總結(jié)。全書在科學(xué)水平上較《純堿制造》一書有較大提高。該書將"侯氏堿法"系統(tǒng)地奉獻(xiàn)給讀者，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界引起劇烈反響。

侯德榜為世界化學(xué)工業(yè)事業(yè)所作的杰出貢獻(xiàn)受到各國(guó)人民的敬重和愛戴，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)聘他為名譽(yù)會(huì)員（當(dāng)時(shí)其國(guó)外會(huì)員僅12人，亞洲僅中國(guó)、日本兩國(guó)各一名），美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)和美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)，也先后聘他為榮譽(yù)會(huì)員。

1949年5月，正在印度幫助工作的侯德榜得到中共中心副主席劉少奇請(qǐng)他回國(guó)的消息后，謝絕了印度塔塔公司年薪10萬美元的聘請(qǐng)，沖破重重阻撓，歷時(shí)50天，繞道回到祖國(guó)的懷抱，聶榮臻同志親自到車站迎接。周恩來同志又親臨北京東四十條16號(hào)永利辦事處探望，并高度贊揚(yáng)他的愛國(guó)主義精神。幾天后，毛澤東主席又接見了侯德榜，具體傾聽了他對(duì)振興工業(yè)的看法，并提出了懇切的希望。

1949年，他出席了第一屆中國(guó)人民政治協(xié)商會(huì)議，并被選為第一屆全國(guó)委員會(huì)委員。后又歷任其次、三、四屆全國(guó)政協(xié)常委，第一、二、三、四屆全國(guó)人民代表大會(huì)代表。同時(shí)，他還歷任中心財(cái)政委員會(huì)委員、重工業(yè)部化工局顧問、化工部技術(shù)委員會(huì)主任、化工部副部長(zhǎng)等職務(wù)。1957年9月，他光榮地加入了中國(guó)共產(chǎn)黨。

侯德榜主