中国化学家侯德榜创立"侯氏制碱法"

    中华侯氏网 2011年3月15日 中华侯氏网


    早在1775年,法国科学院和法国政府就悬赏12000法郎征求可供工业化生产的新制碱法。这是由于当时欧洲纺织,肥皂,造纸,玻璃等工业飞速发展,天然碱已供不应求,成了发展上述工业生产的巨大障碍。

    直到1791年,法国化学家兼医生路布兰经过孜孜不倦地研究,才以食盐,硫酸,焦炭和石灰石为原料,制得了纯碱,并取得了专利。由于此法是路布兰发明的,故称为路布兰制碱法。

    但当时的法国已陷入战争之中,政府非旦没给他悬赏的奖金,反而没收了他创建的工厂。1800年法国政府虽然把工厂还给他,但他无法经营,而陷入绝望,最终导致走上绝路。1886年,法国在巴黎艺术馆建造了一座路布兰铜像,以纪念他对发展制碱工业的贡献。

    路不兰制碱法不仅成功地解决了人工制碱问题,而且在化工原理,化工设备等方面都有着突破性发展,对现代化学工业的发展产生过重大影响。但路布兰制碱法也不是尽善尽美的,它的明显缺点是不能利用生产过程中产生的氯化氢气体,而只是作为废气排出,严重危害工人的健康,且摧残周围的农作物。此外,硫化钙也是一种废弃物,长期堆积会对环境造成严重的污染。

    1862年,比利时化学家索尔维针对路布兰制碱法的不足,发明了以食盐,氨和二氧化碳为原料,制得碳酸钠的方法,称为氨碱法或索尔维制碱法。它的优点是反应生成的CO2可以回收再利用,而NH4Cl与生石灰反应后产生的NH3,也可以重新作为原料使用。

    索尔维制碱法最大的优点是成本低廉,可是由于属于专利,一般国家无法了解生产中的关键技术。

    我国爱国实业家范旭东先生于1917年在天津塘沽创办永利制碱公司。他深知要掌握制碱技术,必须物色专门技术人才,他想到了侯德榜,特于1920年请赴美考察的陈调甫先生设法转告美国哥伦比亚大学攻读博士学位的侯德榜。为了打破外国的垄断技术,侯德榜毅然接受了永利公司的聘请,于1921年取得博士学位后启程回国,就任塘沽碱厂的总工程师。

    经过苦心钻研和一次以一次的试验,侯德榜终于摸清了索尔维制碱法的每一项关键生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产,1926年,中国生产的红三角版纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖。

    范旭东先生是一位富有远见的实业家,他期望和赞成侯德榜撰写一部专著,把制碱法的种种奥秘公诸于世。

    1933年8月,在美国纽约好几家书店的橱窗里摆着一部深蓝色封面的新书,书上烫着金光闪闪的“纯碱制造”几人字。这是一部打破索尔维70年封锁而轰动世界化工界的新著,也是一本为中华民族扬眉吐气的巨著。

    侯德榜深知要超越前人,就必须了解前人走过的路,深刻地分析其成功和失败的教训。侯德榜发现索尔制碱法的主要缺点是:食盐和石灰石两种原料都只用了它们组成的一半,即氯化钠中的钠离子与碳酸钙中的碳酸根离子结合成产品碳酸钠;而氯化钠中的钠离子和碳酸钙中的钙离子去结合成没多大用途的氯化钙。侯德榜经过5年的研究探索,作了600多次的试验,终于成功地把氨碱法与合成氨法合二为一,同时制取了纯碱与氯化铵。1943年3月15日,永利制碱公司将这一新的制碱工艺命名为“侯氏制碱法”,也称“联碱法”。这项重大的工艺改革很快传播到世界各地。

    “侯氏制碱法”使用了更价廉易得的水,空气和焦炭为原料,制成氨和二氧化碳后,再使它们跟廉价的食盐发生作用而制成纯碱。它的成本比索尔维制碱法降低了40%。

    1890年,侯德榜诞生在福建省南门外坡尾乡一个普通农民家庭。他6岁入学,经常参加力所能及的劳动,实际上过着半耕半读的生活。

    可是,即使在放牛,车水甚至帮助妈妈做饭烧水时,他也抓紧时间或背诵课文或琢磨老师在课堂上所讲的内容。

    侯德榜在小学毕业后,进入一所支教会办的学校,他的学习成绩总是名列前茅,深得全校师生的称赞。他把读书和振兴中华民族紧紧连在一起,他的心中滋长着“科学救国”,“工业救国”的思想。

    侯德榜中学毕业后,北京清华留美预备学堂首次招考留美学生时,他以优异的成绩被录取。在清华学堂里,他更努力地学习,以10门成绩获1000分的特佳成绩被保送到著名的美国麻省理工学院学习化工专业。

    在麻省理工学院,侯德榜最钟爱的是图书馆和实验室。经过四年的努力,他获得了学士学位。当侯德榜了解祖国盛产皮毛,但皮毛工业一直沿用传统工艺以后,为了革新传统的制革工艺,他考入哥伦比亚大学研究院研究制革,获硕士学位。1921年,侯德榜完成了“铁盐鞣革”的论文,通过答辩,获得博士学位。由于侯德榜在校成绩优异,论文水平出众,他被接纳为美国荣誉科学会会员和美国化学会会员,两个学会各发给侯德榜金钥匙一把。

    无论是选择学习制革,还是最后从事制碱,侯德榜都把振兴民族工业放在首位,这是很不容易的。但只要有了这种信念,加上顽强的奋斗,就能够做出杰出的贡献。

    学识渊博,硕果累累,在国内外声誉卓越的侯德榜直到晚年还在孜孜不倦地学习。有一天,他的女儿和他议论天才和勤奋的问题,侯德榜说:“就天赋而论,我不算聪明。但我深知‘勤能补拙’的道理,我一生所以有些许成就,除了许多客观条件外,主观上要归功于勤奋”。确实,勤奋在侯德榜一生治学和工作中贯穿始终。


分享按钮>>以华人数学家命名的科技成果——侯氏定理
>>著名教师侯明辉发现数学“三割线定理”