發布日期:2019-04-27 16:40:23 點擊量:
左上圖 侯德榜
右上圖 侯德榜創辦的永利堿廠
下圖 1956年,時任化學工業部副部長的侯德榜率代表團出訪歐洲
百年前,積貧積弱的中國剛剛從長達千年的封建統治中解脫出來,現代化的教育、科學體系幾乎都是從零起步,更遑論民族工業的技術進步。1890年出生于福建一個普通農民家庭的侯德榜,卻憑借刻苦鉆研的拼勁和嚴謹踏實的科學精神,為中國化學工業的現代化添上了閃光的一筆。
侯德榜的頭像曾被作為郵票發行,還印進過課本,在當時幾乎清一色的外國化學家中,他和他發明的“侯氏制堿法”更顯得難能可貴。
色彩鮮艷、耐磨禁穿的衣服,今時今日人們早已司空見慣。但在人人土布長衫的年代,這樣的衣服可是奢侈品。其原因在于,在紡織工業中,純堿(碳酸鈉)是清洗棉花、印染等環節必不可少的化工材料。除紡織之外,這種也是肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業必備原料的化工產品盡管需求量非常大,卻一直缺少規模制備的方法。
為了獲得人工純堿,法國國王曾經懸賞重金求賢。直到1861年,比利時化學家索爾維才利用食鹽、石灰石和氨為原料,使大規模、工業化生產純堿成為現實。但純堿的制備技術卻長期被少數公司封鎖,并在全球范圍內施行特許供應制。許多國家的科學家都試圖破解“索爾維制堿法”,卻紛紛鎩羽而歸。
當時,中國的純堿市場被英國一家公司壟斷。第一次世界大戰爆發后,借口遠洋海路艱難,英國人趁機將純堿價格抬高七八倍,甚至囤積居奇,待價而沽。受此影響,許多中國工廠陷入絕境之中。
這時,留學回國的侯德榜遇上了一生中最好的合作伙伴——實業家范旭東。對科學報國、實業報國的共同目標,促使兩人一拍即合,并迅速組建了一支科研團隊,由侯德榜掛帥總工程師,踏上了破解純堿生產秘密的科研之路。
今天的人們恐怕很難想象當時科研者們面臨的困境:面對一窮二白的工業底子,無論是設備的安裝、調試,還是整個工業流程的設計,一切都需要自己摸索,自己動手。
讀書時,侯德榜就是個不折不扣的超級“學霸”。作為1913年畢業于清華大學的第一批學生,侯德榜曾留下了一個令人瞠目咋舌的紀錄:在赴美留學考試中,十門功課他竟然考了滿分1000分。無論是在學習還是科研中,他信奉的,是腳踏實地的細致和能夠補拙的勤奮。和他共事過的人們曾在回憶錄里這樣寫道:侯德榜每思考一個問題、每布置一件工作,都要窮追到底,細致地設計和安排,使工作做到有條不紊、萬無一失。
在純堿的研究中也是如此。歷經反復調試,一條純堿生產線終于正式投產。然而,第一批產品卻讓在場的工程師們傻了眼:原本期待中的純白色的純堿并沒有出現,取而代之的,則是一片令人瞠目的暗紅色。
這個消息很快被報館透露出去,一時間幸災樂禍者有之,登門勸說放棄者有之。此時的侯德榜,并沒有被失敗的情緒左右,而是重新檢查工藝流程,分析事故原因。大到流程設計,小到一根小小的水管,每一項數據、每一個環節,他始終秉持嚴謹、細致的科學精神,一項項尋找,最終發現純堿變色并非工業設計問題,而是受到了鐵銹污染所致。侯德榜利用少量硫化鈉和污染源接觸,使其底部結成一層硫化鐵保護膜,再生產時純堿就變成純白色了。
終于,一個現代化的化工廠出現在了中國的土地上,這家工廠也與南開大學、《大公報》一起被老百姓喜愛地稱為“天津三寶”。這也意味著,侯德榜利用自己的智慧與學識,破解了“索爾維制堿法”。他們生產的純堿純度高、價格便宜,并在1926年美國費城舉辦的萬國博覽會商一舉拿下金質獎章。評委們認為,永利牌紅三角純堿是中國工業進步的象征。
掌握了純堿的制備技術,侯德榜與范旭東卻沒有選擇保守秘密,大發橫財。1932年,侯德榜在美國出版了一本英文著作,名為《純堿的制造》,書中囊括了全部的技術和工程實踐經驗。這項曾無比神秘的科技成果由此公之于眾,并造福于世界各國人民。
隨著抗日戰爭的爆發,侯德榜隨工廠遷往四川。在破解“索爾維制堿法”之初,侯德榜就認為這種方法存在很大的缺陷,食鹽利用率不高,原料中一半的成分沒有得到充分的利用。經過反復論證,侯德榜將“索爾維制堿法”與合成氨法相結合,將氨通入飽和鹽水中,制成氨鹽水,加入碳(酸)化塔中,同時通入二氧化碳在塔內進行碳酸化反應,生成碳酸氫鈉,煅燒后再得到純堿產品。
這種方法經歷了超過500次的實驗,僅樣品就分析了超過2000個……最終,侯德榜成功了,他的這個發明被稱為聯合制堿法,也就是“侯氏制堿法”。相比于“索爾維制堿法”,這個新方法大大提高了食鹽利用率 ,同時副產品也不再是污染環境的氯化鈣,而是可以用于土壤施肥的肥料,開創了世界制堿業的新紀元。