定義
有些化工產品在人類發展歷史中,起著劃時代的重要作用。它們的生產和套用,甚至代表著人類文明的一定歷史階段。
撫今追昔,展望未來,化工將不囿於傳統的範圍,為改造世界作出難以估量的貢獻。
化工對國家發展非常重要,其中
乙烯是衡量工業發展的標準。
化工與人類文明
概述
引火熟食是人類有史以來的一個了不起的進步;等到炙製藥物、釀酒制醋、燒陶製磚、煉銅冶鐵、熬油造漆、紡織印染、造紙印刷等化學加工技藝相繼出現的時候,歷史已流逝了幾十萬年。這些技藝的積累,創造了從古代到
中世紀的寶貴遺產,並且也為化學工業的形成,奠定了基礎。(見化學工業發展史)
工業革命的助手
化學工業從它形成之時起,就為各工業部門提供必需的基礎物質。作為各個時期工業革命的助手,正是它所擔負的歷史使命。18~19世紀的產業革命時期,手工業生產轉變為機器生產,
蒸汽機發明了,
社會化大生產開始了,這正是近代化學工業形成的時候。面臨產業革命的急需,
呂布蘭法制純鹼等技術應運而生,這使已有的鉛室法制
硫酸也得到發展,解決了紡織、玻璃、肥皂等工業對酸、鹼的需要。同時,隨著煉鐵、煉焦工業的興起,以煤焦油分離出的芳烴和以
電石生產的乙炔為基礎的有機化工也得到發展。合成染料、化學合成藥、合成香料等相繼問世,橡膠輪胎、
賽璐珞和硝酸纖維素等也投入生產。這樣,早期的化學工業就為紡織工業、交通運輸業、電力工業和機器製造業提供了所必需的原材料和輔助品,促成了產業革命的成功。
20世紀經過兩次世界大戰,一方面
石油煉製工業中的催化裂化、催化重整等技術先後出現,使汽、煤、柴油和潤滑油的生產有了大幅度增長,特別是丙烯水合制
異丙醇工業化以後,烴類裂解製取乙烯和丙烯等工藝相繼成功,使
基本有機化工生產建立在石油化工雄厚的技術基礎之上,從而得以為各工業部門提供大量有機原料、溶劑、助劑等。從此,人們常以烴類裂解生產乙烯的能力,作為一個國家石油化工生產力發展的標誌。另一方面,
哈伯-博施法合成氨高壓高溫技術在工業上實現,硝酸投入生產,使大量的硝化物質出現,尤其是使火炸藥工業從黑火藥發展到奧克托今,炸藥的比能量提高了十幾倍。這不僅解決了戰爭之急需,更重要的是在礦山、鐵路、橋樑等民用爆破工程上,得到了套用。此外,對於核工程中同位素分離和航天事業中火箭推進劑的套用,化工都作出了關鍵性的貢獻。
發展農業的支柱
人類的食物和衣著主要依靠農業。而農業自遠古的刀耕火種開始,一直依靠大量人力勞作,受各種自然條件的制約,發展十分緩慢。19世紀,農業機械的運用,逐步改善勞動狀況。然而,在農業生產中,單位面積產量的真正提高,則是施用化肥、農藥以後的事。實踐證明,農業的各項增產措施中,化肥的作用達40%~65%。在石油化工蓬勃發展的基礎上,合成氨和尿素生產大型化,使化肥的產量在化工產品中占據很大比重。1985年世界化肥總產量約達140Mt,成為大宗化工產品之一。氮、磷、鉀複合肥料和
微量元素肥料的開發,進一步滿足了不同土壤結構、不同作物的需求。
人類採用天然動、植物和礦物來防治
農作物病蟲害。直到19世紀末,近代化學工業形成以後,採用巴黎綠(砷製劑)殺馬鈴薯甲蟲、波爾多液防治
葡萄霜霉病,農業才開始了化學防治的新時期。20世紀40年代生產了有機氯、有機磷、苯氧乙酸類等殺蟲劑和除草劑,廣泛用於農業、林業、畜牧業和公共衛生。但這一代農藥中有些因高殘留、高毒,造成生態污染,已被許多國家禁用。開發了一些高效、低殘留、低毒的新農藥,其中擬除蟲菊酯(除蟲菊是具有除蟲作用的植物)是一種仿生農藥,每畝用量只幾克,不污染環境,已經投入工業生產。此外,
生物農藥在農藥研究中是最活躍的一個領域。
現代農業套用塑膠薄膜(如高壓聚乙烯、
線型低密度聚乙烯等),用作地膜覆蓋或溫室育苗,可明顯地提高作物產量,正在進行大面積推廣。
戰勝疾病的武器
醫學和藥物學一直是人類努力探求的領域,在中國最早的藥學著作《
神農本草經》(公元1世紀前後編著)中,就記載了365種藥物的性能、製備和配伍。明代
李時珍的《本草綱目》中所載藥物已達1892種。這些藥采自
天然礦物或動植物,多數須經泡製處理,突出藥性或消除毒性後才能使用。19世紀末至20世紀初,生產出解熱鎮痛藥阿司匹林、抗梅毒藥“606”(砷製劑)、抗瘧藥阿的平等,這些化學合成藥成本低、純度高、不受自然條件的影響,表現出明顯的療效。30年代,人們用化學剖析的方法,鑑定了水果和米糠中維生素的結構,用人工合成的方法,生產出維生素C和維生素B1等,解決了從天然物質中提取維生素產量不夠、質量不穩的矛盾。1935年磺胺藥投產以後,拯救了數以萬計的產褥熱患者。青黴素的發現和投產,在
第二次世界大戰中,救治
傷病員,收到了驚人效果。鏈黴素以及對氨基水楊酸鈉、雷米封等戰勝了結核菌,結束了一個歷史時期這種蔓延性疾病對人類的威脅。天花、鼠疫、傷寒等,直到19世紀,曾一直是人類無法控制的災害之一,抗病毒疫苗投入工業生產以後,才基本上消滅了這些傳染病。疫苗仍是人類與病毒性疾病鬥爭的有力武器。還有各種臨床
化學試劑和各種新藥物劑型不斷湧現,使醫療事業大為改觀,人類的健康有了更可靠的保證。
改善生活的手段
化工向人們提供的產品是豐富多彩的,它除了生產大量材料用於製成各種製品為人所用以外,還有用量很少、但效果十分明顯的產品,使人們的生活得到不斷改善。例如:用於食品防腐、調味、強化營養的各種食品添加劑;提高蔬菜、水果產量和保持新鮮程度的
植物生長調節劑和保鮮劑;促使肉、蛋豐產的飼料添加劑;生產化妝品和香料、香精的基礎原料和助劑;房屋、家具和各種工、器具裝飾用的塗料;各種印刷油墨用的
顏料;以及洗滌用品用的表面活性劑等等,不勝枚舉。還有
電影膠片(感光材料)、錄音(像)磁帶(磁記錄材料),以及推出的雷射電視唱片(
光碟)等。利用這些傳播聲像的手段,可加強通信聯絡,再現歷史場景,表演精湛藝術。藉助於
信息記錄材料,把人們的視野擴展到宇宙空間、海底深處或深入臟腑內部,甚至於解剖原子結構,為提高人類的精神文明,揭開自然界的奧秘,提供了條件。