纯碱生产的历程

历史上第一次人工制取苏打的方法是年一位法国医生勒布朗（N.Leblanc,-)发明的，让硫酸和食盐反应，得到盐酸和硫酸钠，再让硫酸钠和石灰石、木炭反应得到苏打。勒布朗制碱法的化学方程式：2NaCl+浓H2SO4=Na2SO4+2HClNa2SO4+2C=Na2S+2CO2Na2S+CaCO3=CaS+Na2CO3

这种方法现在看来非常不可取了:首先蒸馏出的盐酸是很严重的污染物，其次得到的副产物硫化钙是很让人头疼的化学品，很难处理。硫化钙遇酸就会产生臭鸡蛋味的气体硫化氢，遇热或受撞击就容易爆炸。即便如此，“勒布朗法”制纯碱仍然是化学工业兴起的重要里程碑，带动了硫酸、盐酸、漂白粉、芒硝以及硫黄等一系列化工产品的生产，对很多新的化学装置的设计也起了很大的促进作用。

年，比利时人索尔维正在他权叔的煤气厂里实习，从事稀氨水的浓缩工作。他尝试用食盐水吸收氨气，就这样他很偶然地发现了制取苏打的好方法:他先将石灰石(碳酸钙)在高温下煅烧成生石灰(氧化钙)和二氧化碳，将得到的二氧化碳通入氨水和食盐水的溶液里，得到了小苏打(碳酸氢钠)和氯化铵，加热小苏打，就可以得到苏打了。之前煅烧出的生石灰也有妙用，它跟水化合成熟石灰(氢氧化钙),再和生成的氯化铵反应生成氯化钙和氨水，氨水可以重复利用。这种方法被称为“索尔维法”，也叫“氨碱法”。索尔维法的化学方程式是CaCO3高温CaO+CO2↑NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑CaO+H20=Ca(OH)2Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3·H2O氨碱法实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，最大的优点还在于成本低廉。生产出的苏打产品品质纯净，被称为“纯碱”。

新型的索尔维法迅速取代了之前的勒布朗法，索尔维申请了专利，在比利时建立了索尔维公司（公司一直延续至今），并因此挣了一大笔钱，他全部将这些钱都用于创办学校搞教育、进行科学研究事业。最有名的莫过于从年开始举办的“索尔维会议"，他将全世界最有名的物理学家和化学家召集在一起，讨论最前沿的科学问题。

年辛亥革命爆发，结束了几千年的帝王统治。-大批仁人志士回到国内，希望继续革命或者建设中国，日本留学的范旭东回国后看到天津塘洁的海滩盐坨遍地，如冰雪一般，无边无际。就在天津创办了久大精盐公司，创立精盐品牌“海王星”，打破了中国精盐市场被日本、英国占据的格局。下一步范旭东林着手制造纯碱，。他于年11月成立了永利制碱公司，又招募了侯德榜等各方博士加入研发团队，设计图纸，订购设备。当时，索尔维法是世界上最先进的生产工艺，可惜西方列强对中国实施技术垄断绝不公开。中国人是有骨气的，既然得不到外国的支持，那我们就自力更生。可是一直到了年，都没有正式生产出产品，4台船式煅烧炉全部烧坏，无法再用，全厂一度被迫停产。但范旭东仍然咬牙坚持，工人们、研究团队也是一如既往地向着目标迈进，其中，侯德榜身为麻省理工学院的高级海归，回国之后放下了“白领”的架子，穿上“蓝领”的衣服，和工人们一起工作，多年如一日以厂为家。大家齐拼命，终于在年6月29日这一天生产出了纯净洁白的合格产品，全厂欢腾。从年到年,水利的纯碱年产量翻了三番多,“红三角”牌纯碱远销日本、印度、东南亚一带，还在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。

坚持自主研发，不仅让我们拥有了自己的工厂,还锻炼了我们的研发团队。聪慧、刻苦的侯德榜有了这样的一个平台，在“山寨”完索尔维制碱法之后，他发现这一方法存在巨大的缺点:只用了食盐中的钠离子和石灰石中的碳酸根离子，原料中各一半没有利用上，食盐中另一半的氯离子和石灰石中的的钙离子结合生成了氯化钙，这是很难处理的工业废料。他想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来呢?他将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成氯化铵和碳酸氢钠沉淀。得到了碳酸氢钠，只要加热就可以得到纯碱了。侯氏制碱法相对于索尔维法，优势很大:①对食盐的利用率高，从70%提高到96%;②不需要加热碳酸钙，节省能耗;③不产生难处理的氯化钙，对环境友好:④可以跟合成氨厂联产,因此也叫“联合制碱法”;⑤副产物是氯化铵，可以用作肥料。根据氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温下却比氯化钠溶解度小的原理，在5～10℃时，向母液中加入食盐细粉，可使氯化铵单独结晶析出。就这样，侯氏制碱法开创了世界制碱工业的新纪元。为表彰侯德榜的功绩，永利公司将这种新方法命名为“侯氏制碱法”。