无机化工

沿革

首先发展的是酸、碱工业。1746年英国人J.罗巴克用铅室法生产硫酸并建成了第一个硫酸厂，以应纺织、印染工业的需要。同时，因制造肥皂、玻璃需要用碱，天然碱不能满足要求。1775年法国人N.吕布兰提出了以食盐、硫酸为原料生产纯碱的吕布兰法。硫酸、纯碱工业成为18世纪两个最早的无机化工行业。到19世纪，1842年英国人J.B.劳斯建立了生产过磷酸钙的第一个磷肥工厂；1861年比利时人E.索尔维发明了用氨碱法（索尔维法）取代吕布兰法生产纯碱；1893年开始用食盐饱和水溶液电解生产烧碱和氯气。到19世纪末期，形成了以硫酸、盐酸、纯碱、烧碱、磷肥为主的无机化工工业。到20世纪初，由于农业和军工生产的需要，迫切需要大量的氨。德国化学家F.哈伯在高温、高压和催化剂存在下成功地利用氮气和氢气直接合成了氨，并与工程师C.博施合作于1913年建成第一座日产30吨的合成氨装置，在1922年又用氨和二氧化碳合成尿素实现工业化，从此发展了庞大的化肥工业。

特点

无机化工产品的原料主要是含硫、钠、磷、钾、钙等的化学矿物以及煤、石油、天然气、空气、水等，矿石来源很广，化学组成差别很大。还可以利用其他工业的一些副产和废物，而生产的产物品种很多，产量规模差别很大。因此，要求不断发展新的技术和新的工艺，以保证无机化学工业的不断发展和壮大。主要特点有：

①化工单元操作与反应工程的发展给无机化工的发展产生极大的推动。以合成氨为例，从第一个合成氨装置反应压力70兆帕、年生产氨1000吨的装置发展至今，压力降至15兆帕，年生产氨6×10⁵吨，大大得益于催化剂和反应器的发展，还有中间原料和最终产品的分离和纯化技术，使生产成本降低到可满足农业生产的要求。生产规模的大型化又为提高劳动生产率和进一步降低成本提供了条件。酸、碱工业和化肥工业的生产规模都很大。硫酸、化肥、纯碱、烧碱的世界年产量都以亿吨计算。

②新工艺、新材料的不断发展使无机化工生产不断更新。例如硫酸生产中开发了二次转化、二次吸收的接触法新流程，提高了原料利用率，并降低了尾气中的二氧化硫浓度；氯碱生产中，20世纪70年代开发了离子膜电解法，大大降低了能耗。

③重视社会的持续发展，减少能耗和生产中对环境的污染。注意原料和副产、废料的综合利用，如钢铁工业中炼焦过程产生的焦炉煤气，其中所含的氨可以用硫酸回收制成硫酸铵；黄铜矿、方铅矿、闪锌矿的冶炼废气中的二氧化硫可以用来生产硫酸；20世纪90年代，中国发展了磷酸副产磷石膏制硫酸并联产水泥新技术，达到了基本无废排放。由于原料和能耗费用在无机化工产品中占有较大比例，特别是合成氨工业、氯碱工业、黄磷和电石生产都是耗能大户，技术改造和发展的重点是趋向采用低能耗工艺和原料的综合利用，并尽量淘汰一些落后产品，发展新的产品。化肥工业今后向高浓度复合肥料、缓释肥料方向发展，例如把尿素施放在大田中，很快分解，肥料并未得到植物的充分利用。若在尿素颗粒外部包覆一层薄膜，使肥料缓慢释放，便可大幅度提高肥料的利用率。无机化工工业一般排放的废渣、废液、废气很多，造成环境严重污染，一定要采取有效措施解决“三废”污染和综合利用问题。

④利用控制论和电子计算机技术和新型检测仪表，实现参数的在线监测和设备和全流程的模拟优化。实现最优化设计和生产的离线和在线优化操作。这些都是挖掘现有生产潜力、节约能耗的最有效措施，为今后努力和发展的主要方向。