侯德榜与化学工业

侯德榜与化学工业

侯德榜与化学工业

1．掌握索尔维制碱法

虽然索尔维制碱法原理简单（先把氨气通入食盐水，然后向氨盐水中通二氧化碳，产生溶解度较小的碳酸氢钠，再将碳酸氢钠过滤出来，经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠），但是具体生产工艺为外国公司垄断，侯德榜要掌握此法，得靠自己进行摸索，困难很多。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安装等经过了一个又一个难关，仅从试生产过程中遇到的困难就可略见一斑。

例如，干燥锅结疤了，浑圆的铁锅在高温下停止转动，时间长了后果很严重。侯德榜和技师们就得拿起玉米棒子粗的大铁杆往下捅，每根铁杆有10～15千克重，操作起来体力消耗很大，他们累得汗水直流湿透了工装。看来这一问题不能靠力气去解决，经过大家商量，采用加干碱的办法，才使锅底上的碱疤脱水掉了下来。

侯德榜全身心扑到生产上，从调换碳酸化塔的水管、另行设计分解炉，到多次改造冷却设备和过滤机以及处理不断发生的生产故障，都体现出探索者的勇气和毅力以及科学家的细心和严谨。紧张辛苦地奋战几个寒暑，侯德榜终于掌握了索尔维制碱法的各项技术要领。1924年8月13日，永利碱厂正式投产。

然而，当大家满心期望雪白的纯碱从烘烧干燥炉中出来时，出现在眼前的却是暗红色的纯碱。侯德榜冷静地寻找原因，经过分析他很快就发现纯碱呈暗红色是由于铁锈污染所致。随后他们以少量硫化钠和铁塔接触，致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。再生产时终于见到纯白色纯碱，日产180吨纯碱的永利碱厂从此矗立在中国大地上。1926年，永利碱厂生产的“红三角”牌纯碱在美国费城万国博览会上获金质奖章。这一袋袋的纯碱是中华民族的骄傲，也体现了中国人民的志气和智慧。

摸索到索尔维制碱法的奥秘，本可以秘而不宣大发其财，但是侯德榜同永利碱厂的创办人范旭东一样，主张把这一奥秘公之于众，让世界各国人民共享这一技术成果。侯德榜把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著《纯碱制造》，于1933年在美国以英文出版。此书风行各国，销路很广，1948年又出版了俄文译本，对世界制碱工业的格局产生了重大影响。

2．建设硫酸铵厂

“三酸二碱”是化学工业的基本原料，仅能生产纯碱显然是不够的。在永利碱厂投入正常运行后，永利公司又计划筹建永利硫酸铵厂。这个厂可以同时生产氨、硫酸、硝酸和硫酸铵。建厂的重担自然又落在侯德榜的肩上。

1934年，永利化学工业公司在江苏六合县卸甲甸（今南京市大厂镇）兴建硫酸铵厂，即永利化学工业公司宁厂，由侯德榜负责技术工作。

建造硫酸铵厂与当年永利碱厂的开创不一样，不存在技术保密问题，面临的主要问题是怎么引进国外技术、选购设备，争取投资少而见效快。为此侯德榜不辞辛苦对整个计划作了周密的调查研究。

他认为，铵厂的设计应该自成系统、完整合理，引进技术要完全立足于国情，而不是照搬外国的成套设备。在采购设备中，侯德榜精打细算，凡是国内能够保证质量的，就在国内解决。进口外国设备时，他巧妙地利用了各国厂商之间的竞争，选择适用又价廉的设备，对若干关键设备更是力主择优。在与外商谈判和选购设备时，侯德榜相当机智，例如作为从美国一家工厂买下制硫酸的全套设备的条件，侯德榜顺便索要了与该套设备无关的硫酸铵生产工艺图纸。这期间他又从另一家工厂以废钢铁的价格买下一套制硫酸铵的设备。精明能干至此，连美国几个著名厂家的经理都很佩服。

硫酸铵厂的主要设备来自英、美、德、瑞士等国的许多厂家，还有些是本国造的，最后竟能全部成龙配套，这很不容易。能出色地指挥完成这项巨大工程，充分显示出侯德榜知识广博、业务精通和经营有方，也表现出他执著的事业心和可敬的献身精神。他说：“要当一员称职的化学工程师，至少对机电、建筑要内行。”这也是他的座右铭。在给友人的一封信中他曾写道：这些事“无一不令人烦闷，设非隐忍顺应，将一切办好，万一功亏一篑，使国人从此不敢再谈化学工程，则吾等成为中国之罪人。吾人今日只有前进，赴汤蹈火，亦所弗顾，其实目前一切困难，在事前早已见及，故向来未抱丝毫乐观，只知责任所在，拼命为之而已。”这些话是侯德榜事业心的生动写照。1937年，在侯德榜、范旭东及全厂员工的努力下，“拼命为之”的事业又一次获得成功——硫酸铵厂首次试车成功。

3．发明联合制碱法

就在硫酸铵厂试车成功这一年，日本侵华战火烧向了上海、南京。位于南京的硫酸铵厂是亚洲一流的化工厂，令日本侵略者垂涎三尺。日本侵略者看到了永利公司的军事价值：年产一万吨硝酸，可以用来制造几万吨烈性炸药。他们派人企图收买范旭东和侯德榜，但二人誓言：“宁肯给工厂开追悼会，也决不与侵略者合作。”侵略者加大压力，甚至派飞机对碱厂进行狂轰滥炸。在战火逼近的情况下，侯德榜当机立断，布置技术骨干和老工人转移，组织重要机件设备拆运西迁。

1938年，侯德榜率西迁的全部员工在四川岷江岸边的五通桥建设永利川西化工厂。新厂采取什么工艺是首先要考虑的，制碱的主要原料食盐在川西只能取自深井中的盐卤，而盐卤浓度低，所以食盐成本很高。加上索尔维法的食盐转化率不高（只有70%左右），更提高了制碱成本，所以采用索尔维制碱法难以维持生产。

经过调查，侯德榜决定改进索尔维法，开创制碱新路。他总结了索尔维法的优缺点，认为主要缺点在于两种原料组分只利用了一半，即食盐（NaCl）中的钠和石灰（CaCO₃）中的碳酸根结合成纯碱（Na₂CO₃），而另一半组分即食盐中的氯和石灰中的钙结合成了CaCl₂，没有用处。

针对索尔维法这种不可克服的缺陷，侯德榜创造性地设计了联合制碱新工艺。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳；母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥；食盐溶液则可以循环使用。

为了实现这一设计，在1941～1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过500多次循环试验，分析了2 000多个样品，才确定了具体工艺流程，使食盐利用率从70%提高到96%，而且不产生无用的氯化钙，产生的氯化铵可作为化肥，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。新方法把世界制碱技术推向了新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。

自1951年起，此法在大连进行中间试验，1962年实现工业化。1958年，为打破国外对中国的经济封锁及迅速增加化肥产量，他又创立了碳化法生产碳酸氢铵的工艺。

侯德榜由于在制碱工业上的成就，在世界享有盛誉，曾先后受南非邀请考察制碱条件，受巴西邀请勘察碱厂厂址，印度达达公司曾聘他为顾问以指导其碱厂的技术改造。1949年以后，侯德榜历任中央财政经济委员会委员，重工业部化工技术最高顾问，化学工业部副部长等职。由于在学术上的成就，他当选为中国科学院学部委员，曾任中国化学学会及中国化工学会理事长，中国科学技术协会副主席。1943年被聘为英国化学工业学会名誉会员，是当时世界上12位名誉会员之一，曾获美国哥伦比亚大学荣誉科学博士学位，他还是英国皇家学会、美国化学工程学会、美国机械学会荣誉会员以及美国机械工程师协会终身荣誉会员等。