История развития химической промышленности

Группировка полевых культур

Производственная и ботанико-биологическая

ВОПРОС. Классификация полевых культур.

Большинство возделываемых растений введено в культуру 5…8 тыс. лет назад и более. По мере развития цивилизации, границы их выращивания всё дальше отодвигались от центров формообразования, заселяя новые регионы с другими почвенно-климатическими условиями.

Число видов растений, возделываемых на земном шаре, превышает 20 тыс. Наиболее важными являются 640 видов, а в полеводстве возделывается 90 видов. Для удобства изучения полевых культур их делят на группы по использованию, или по особенностям возделывания, характеру использования главного продукта, ботаническим ил биологическим особенностям вида.

Группа по использованию	Биологическая подгруппа	Род, вид
1. Зерновые	1.Зерновые мятликовые: 1-й группы 2-й группы 2. Гречиха 3. Зерновые бобовые	Пшеница, рожь, ячмень, овёс, тритикале Кукуруза, просо, рис, сорго Гречиха Горох, кормовые бобы, соя, чечевица, чина, нут, Фасоль. Люпин
2. Сочные кормовые	4. Корнеплоды 5 Клубнеплоды 6. Бахчевые 7. Кормовая капуста	Сахарная свёкла, кормовая свёкла, брюква, морковь, турнепс Картофель, топинамбур Арбуз, дыня, тыква Кормовая капуста
3. Кормовые травы	8. Многолетние бобовые травы 9. Многолетние мятликовые травы 10. Однолетние бобовые травы 11. Однолетние мятликовые травы 12. Нетрадиционные кормовые растения	Клевер, люцерна, донник, лядвенец, козлятник восточный, эспарцет, многолетний люпин Тимофеевка, кострец, овсяница, житняк, лисохвост, райграс, волоснец, пырей, ежа Вика, пелюшка, сераделла, клевер пунцовый, шабдар Суданская трава, могар, плевел, райграс однолетний Левзея, окопник, борщевик, сильфия, горец, мальва, перко, редька масличная, амарант
4. Масличные и эфиромасличные	13. Масличные 14. Эфиромасличные	Подсолнечник, сафлор, рапс, горчица, рыжик, клещевина, кунжут, арахис Кориандр,анис,тмин,мята, шалфей,лаванда, роза
Прядильные	15. Растения с волокном на семенах 16. Лубоволокнистые	Хлопчатник Лён, конопля, кенаф
6. Наркотические	17. Наркотические и хмель	Табак, махорка, хмель

Многие вещества, выпускаемые предприятиями основной хи­мической промышленности, известны человечеству давно, и ис­тория их применения насчитывает сотни и тысячи лет. Так, се­ра, природная сода и минеральные краски были известны в Риме и Византии более 2 тыс. лет назад. Производство пороха в Китае было освоено в 800 г. н.э., а в европейских странах его начали получать в 13 в. Серная и азотная кислоты впер -вые были получены арабским алхимиком Джафаром в 8 в.Боль­шое значение для развития практической химии имели работы алхимиков: они изучали свойства и способы получения очень многих веществ, применяли в своих работах новые химико-тех­нологические операции - растворение, отстаивание, фильтрацию, перегонку, кристаллизацию, обжиг, возгонку, сушку и т. д.

Историю химической технологии неотделима от истории химической промышленности. Вместе с возникновением первых химических промыслов появилась и химическая технология, как раздел прикладной химии.

Ещё в XV в. в Европе стали появляться мелкие специализированные цеха по производству кислот, солей, щелочей, фармацевтических препаратов. В России в конце XVI — начале XVII вв. получило развитие собственное производство красок, селитры, порохов, а также соды и серной кислоты.

Выделение химической технологии как отдельной области знаний и учебной дисциплины началось во второй половине XVIII в. Впервые термин «технология» употребил профессор Гёттингенского университета И. Бекман в 1772 г. Он же издал и первые труды по технике многих химических производств, явившиеся по сути и первыми учебниками по химической технологии.

В 1803 г. учреждена кафедра химической технологии Российской Академии наук. А с 1804 г. стал издаваться «Технологический журнал, или собрание сочинений, относящихся до технологии».

В 1807—1808 гг. издаётся первый русский учебник профессора И. А. Двигубского по химической технологии — «Начальные основания технологии, или краткое показание работ на заводах и фабриках производимых».

В 1828 г. был издан учебник Ф. А. Денисова «Пространной руководство к общей технологии, или к познанию всех работ, средств, орудий и машин, употребляемых в разных технических искусствах».

Химическая промышленность выделилась в отдельную отрасль с началом промышленного переворота. Первые заводы по производству серной кислоты — важнейшей из минеральных кислот, применяемых человеком, были построены в 1740 (Великобритания, Ричмонд), в 1766 (Франция, Руан), в 1805 (Россия, Подмосковье), в 1810 (Германия, Лейпциг). Для обеспечения потребностей развивающихся текстильной и стекольной промышленности возникло производство кальцинированной соды. Первые содовые заводы появились в 1793 (Франция, Париж), в 1823 (Великобритания, Ливерпуль), в 1843 (Германия, Шёнебек-на-Эльбе), в 1864 (Россия, Барнаул). С развитием в середине XIX в. сельского хозяйства появились заводы искусственных удобрений: в 1842 в Великобритании, в 1867 в Германии, в 1892 в России.

Сырьевые связи, раннее возникновение индустрии способствовали становлению Великобритании, как мирового лидера в химическом производстве, на протяжении трёх четвертей XIX в. С конца XIX в. с ростом потребности экономик в органических веществах лидером в химической промышленности становится Германия. Благодаря быстрому процессу концентрации производств, высокому уровню научно-технического развития, активной торговой политике Германия к началу XX в. завоёвывает мировой рынок химической продукции.

В США химическая промышленность начала развиваться позже, чем в Европе, но уже к 1913 по объёму производства химической продукции США заняли и с тех пор удерживают 1-е место в мире среди государств. Этому способствуют богатейшие запасы полезных ископаемых, развитая транспортная сеть, мощный внутренний рынок. Лишь к концу 80-х годов химическая индустрия стран ЕС в общем исчислении превысила объёмы производства в США.

Начало 19 в. ознаменовалось замечательным событием в ис­тории русской промышленности: в 1805 г. недалеко от Москвы начал действовать химический завод, на котором был осущест­влен камерный метод производства серной кислоты. Первый сернокислотный завод по камерному способу был пущен в Англии в 1740 г. Производство соды по способу Леблана было организовано во Франции в 1891 г.

В это время в ассортименте химических товаров появились цианистые соединения, а также соединения хрома, которые слу­жили главным образом красителями в текстильной промышлен­ности.

Производство хромовых солей возникло в России в 1825 г. близ Екатеринбурга (г.Свердловск) раньше, чем в Германии и Австрии.

Производство минеральных удобрений, и в первую очередь суперфосфата, было организовано в Германии в 1841 г. по спо­собу Либиха, который заключался в разложении костей серной кислотой.

В России производство суперфосфата возникло в 60-х го -дах 19 в. Первый суперфосфатный завод был введен в действие в 1868 г. в г. Ковно (Каунас).

Калийные удобрения впервые стали производить в Страс -сфурте (Германия) в 1864 г.

1865 г. ознаменован тем, что в Бельгии был разработан способ получения соды по методу Сольве.

В 1868 г. в России А. И. Базаров исследует способ синтеза мочевины из СО и ИН„.

В начале 80-х годов в России наблюдается концентрация

капитала в руках небольшого числа предпринимателей. Возни­кают крупные химические заводы, ассортимент вырабатывав -мой химической продукции которых значительно расширяется.На них изготовляют серную, азотную, соляную, фосфорную, борную, щавелевую, лимонную уксусную кислоты; железный, медный и цинковый купоросы; олеум, квасцы, хромпик, соду кальциниро­ванную и другие химические продукты.

В это время возникает Березниковский, Донецкий и Сла -вянский содовые заводы. Совершенствуется технология произ -водства серной кислоты. В качестве сырья для ее производства начинают применять серный колчедан. Контактным методом,

открытым в 1831 г. англичанином П. Филиппсом, получают сер­ную кислоту. Окисление ЗО до 50_ осуществляют на плати­новом катализаторе.

В 1884 г. на Тентелеевском заводе в Петербурге получают олеум путем термического разложения серной кислоты на сер­нистый ангидрид и кислород с последующим окислением 3 О до 5О. Схема оказалась весьма совершенной для своего времени. В 1917 г. по ней работало 20 заводов в России, 18 -во Франции, 8 - в Англии, 3 - в США и 2 - в Японии.

В 1913 г. в Германии был осуществлен синтез аммиака по способу Гобера и Боша.

Разработка и осуществление промышленного метода получе­ния азотной кислоты из аммиака также относится к началу 20 в. В 1917 г. по проекту И. И. Андреева в Юзовке(ныне До­нецк) был построен крупный завод на 10 тыс. т НЫО~ в год. Аммиак, необходимый для производства азотной кислоты, по -лучали из нашатырного спирта, выделяя его паром, затем ам­миак смешивали с воздухом и направляли в контактный аппарат. В качестве катализатора служил сплав платины с родием. Вы­ход азотной кислоты достигал 93-97% теоретического, в то время как в других странах он не превышал 92%.

В 1933 г. в США было осуществлено промышленное получе­ние мочевины по реакции Базарова.

Из приведенных хронологических данных видно, что производство основных крупнотоннажных продуктов освоено промышленностью 60-230 лет назад.

Неоценимый вклад в создание и развитие русской химической промышленности внесли родоначальник отечественной химии М.В. Ломоносов, выдающиеся русские ученые Д. И. Менделеев, В. М. Севергин, Н. Н. Зинин, Н. Н. Бекетов, М. Г. Кучеров, Н. Д. Зелинский и многие другие.

Однако промышленность дореволюционной России характери -зовалась общей технико-экономической отсталостью по сравне­нию с другими капиталистическими странами. Несмотря на бо­гатейшие запасы полезных ископаемых Россия ввозила серный колчедан из Испании, серу из Италии, калийные соли из Гер­мании, селитру из Чили. Импортировала Россия и почти весь ассортимент химических товаров: синтетические красители, ла­ки, удобрения и т. д. Царское правительство не использовало богатейших возможностей по развитию отечественной химичес­кой промышленности и отдало ее на откуп иностранцам.

В России не было ни одного химического научно-исследова­тельского института. Многие открытия русских ученых не на­ходили практического применения на родине. Например, процес­сы получения анилина и ацетальдегида, открытые в России, бы­ли реализованы в Германии.

Только после победы Великой Октябрьской социалистичес­кой революции стало возможным создание крупной отечествен -ной химической промышленности.

Слабая экономика царской России была приведена в еще

больший упадок первой мировой войной и военной интервенцией. Многие заводы были разрушены, оборудование сильно износи -лось и устарело. С первых же лет Советской власти восста -новление химической промышленности производилось на новой технической основе. В 1920 г. УШ Всероссийским съездом Со­ветов было намечено примерно в течение 10 лет превзойти до­военный уровень химической промышленности в 2,5 раза. Что -бы быстрее решить эту задачу, были развернуты интенсивные поиски источников сырья, которые завершились открытием за­лежей калийных солей в районе Соликамска и крупных место -рождений апатитов на Кольском полуострове и фосфоритов в

Казахстане.

В 1927-1928 гг. выпуск химической продукции превзошел довоенный уровень в 1,5 раза.

Важной задачей в восстановительный период была организа -ция отечественного производства химического оборудования.

Большое внимание Советское правительство уделило органи­зации научной базы химической промышленности и подготовке квалифицированных инженерно-технических кадров. В 1919 г. в Петрограде создан Российский институт прикладной химии, который впоследствии был переименован в Государственный ин­ститут прикладной химии (ГИПХ). В Москве в 1919 г. органи­зован Институт по удобрениям (НИУ), который занимался ре­шением проблем, связанных с изысканием сырья для производ­ства искусственных удобрений и методов их изготовления.

Первым отраслевым высшим учебным заведением в СССР был Московский химико-технологический институт им. Д. И,

Менделеева, созданный в 1920 г. на базе среднего промышлен­ного училища. В семи университетах и политехнических инсти­тутах страны были созданы химические факультеты.'

Принятые Советским правительством всесторонние меры к развитию отечественной химической промышленности позволили за короткий срок создать новые производства: синтетического аммиака и азотных удобрений, синтетического каучука и др.

Работы многих советских ученых в области химии и хими -ческой технологии получили мировое признание. Большой вклад в развитие основной химической промышленности внесли И. А. Каблуков, Н. С. Курнаков, П. П. Федотьев, СВ. Лебедев, Д. Н. Прянишников, Э.В. Брицке, А.Е. Ферсман, С.И. Вольфкович и др.

За первые две пятилетки построено около 70 новых химиче­ских предприятий, в том числе Соликамский калийный рудник с обогатительной фабрикой, Воскресенский сернокислотный и су­перфосфатный завод, Константиновский и Невский суперфосфат­ные заводы, Чернореченский, Березниковский, Новомосковский, Горловский азотно-туковые заводы и др. Производство синте -тического аммиака и азотных удобрений выросло примерно в 15 раз. Преобразовалась сырьевая база; в химические процессы вовлекалось все новое и новое сырье. Для производства серной кислоты, например, стали использовать отходящие газы цвет -ной металлургии.

Благодаря развитию отечественной химической промышлен -ности, базировавшейся на собственном сырье, резко сократил­ся ввоз химического сырья и продуктов из-за рубежа: в 1928 г. импортировано 323 756 т, в 1933 г. - всего 10 656 т. В стра­не была создана основа для того, чтобы превратить химичес -кую промышленность в одну из ведущих отраслей тяжелой ин­дустрии, удовлетворяющих потребности народного хозяйства и обороны страны. Зта задача была поставлена третьим пятилет­ним планом развития народного хозяйства на 1938— 1942 гг. Третья пятилетка была объявлена пятилеткой химии. Было-об-ращено внимание на необходимость интенсификации химических производств, улучшения технологических режимов, использова -ния высоких давлений, внедрения непрерывных методов произ -водства, автоматизации производственных процессов и механи­зации трудоемких операций.

Однако успешное осуществление намеченных задач было прервано начавшейся Великой Отечественной войной. Некоторые химические заводы оказались на территории, временно оккупи­рованной врагом. Большая часть химических предприятий была эвакуирована на восток. Многие из них приспособлены для вы­пуска военной продукции.

Причиненный войной ущерб был весьма чувствителен, и в 1945 г. уровень производства важнейших химических продуктов был значительно ниже довоенного.

С окончанием войны химическая промышленность быстро перестроилась на удовлетворение потребностей мирного време­ни. В 1950 г. производство химической продукции превысило уровень 1940 г. в 1,96 раза. В течение 1951-1955 гг. выпуск химической продукции увеличился более чем в 2 раза.

В послевоенный период развернулась не только реконструкция действующих предприятий, интенсификация технологических процессов, но было построено большое количество новых круп­ных химических предприятий таких, как Северодонецкий хим -комбинат и Роз дольский серный комбинат на Украине, Джам -бульский суперфосфатный завод и горно-химический комбинат Каратау в Казахстане, Самаркандский и Кокандский суперфос­фатные заводы в Узбекистане, Руставский азотно-туковый за­вод в Грузии, Стерлитамакский содовый завод в Башкирии и др.

В производстве минеральных удобрений был организован выпуск гранулированных селитры и суперфосфата, освоен ме -тод получения крепкой азотной кислоты прямым синтезом. В химической промышленности все большее место занимали про -грессивные одностадийные непрерывные методы производства.

Интенсивно развивалась научно-исследовательская работа, создавались новые научно-исследовательские институты, уве -личился выпуск литературы по химии и химической технологии. Все это оказало огромное влияние на развитие химической про­мышленности.

Однако, несмотря на бурное развитие химической промыш -ленности, народное хозяйство страны продолжало ощущать ост­рый недостаток в важнейших химических продуктах минераль -ных удобрениях, химических средствах защиты растений, лаках и красках, пластмассах и т. д. Коммунистическая партия и Со­ветское правительство неоднократно рассматривали вопросы химизации народного хозяйства. Майский (1958 г.) и де­кабрьский (1961 г.)Пленумы ЦК КПСС приняли постановления об ускоренном развитии химической промышленности. Был взят курс на широкую химизацию всего народного хозяйства. Со -гласно плану развития народного хозяйства СССР на 1959 -1965 гг., общий объем всей химической промышленности воз -рос примерно в 3 раза. Решающее значение в техническом про­грессе и увеличении выпуска продукции имело расширение сырьевой базы химической промышленности. Вместо твердого топлива, пищевого и растительного сырья для выработки хими­ческих продуктов стали применять природный газ, попутные газы нефтедобычи и отходящие газы нефтеперерабатывающих заводов.

Освоение на Новомосковском химическом комбинате произ -водства аммиака из природного газа положило начало широко­му внедрению этого прогрессивного метода в азотную промыш­ленность.

Огромное экономическое значение имело образование новых крупных промышленных центров с развитой химической промышленностью в районах сосредоточения дешевых источников сырья и энергии. За 1959 - 1965 гг. практически заново была создана химическая промышленность в Белоруссии.

Мощная сырьевая база,фосфорной промышленности за эти годы была развита на юге Казахстана. Построенный на ее ос­нове завод фосфорных солей в г. Чиклкенте явился по сути дела первенцем крупной промышленности элементарного фосфора в СССР. Среди вновь построенных заводов значились такие круп­ные предприятия, как Щекинский химкомбинат, Чарджоуский и Сумгаитский суперфосфатные заводы, Невинномысский азотно -туковый завод.

Техническое перевооружение предприятий химической ин -дустрии позволило почти в 1,5 раза увеличить производитель -ность труда, снизить себестоимость и улучшить качество про -дукции.

Большие сдвиги произошли в производстве минеральных

удобрений и сырья для них. Например, было освоено производ -ство сложных концентрированных минеральных удобрений, обес-фторенных фосфатов и т. д. В производство серной кислоты вне­дрены новые печи с кипящим слоем для обжига серного колче­дана, созданы крупные мощности по выработке аммиака на ба­зе природного газа.

Наиболее сложные задачи в развитии химической промыш -ленности как по масштабам роста выпуска продукции, так и по повышению технического уровня производства были решены в течение последующих двух пятилеток (1961 - 1970 гг.). За 10 лет производств© минеральных удобрений увеличилось с 13,9 млн. т в 1960 г. до 55,4 млн. т в 1970 г., т. е. в 4 раза. Та -кой рост осуществлен за счет быстрого увеличения мощностей по выпуску концентрированных туков (аммиачной селитры, кар­бамида, двойного суперфосфата, хлористого калия), освоения производства сложных удобрений (аммофоса, нитрофоса, нитро­аммофоски). Выпуск карбамида (мочевины) в 1970 г. достиг 3,2 млн. т, двойного суперфосфата 1,2 млн. т. Выпуск аммиака увеличился с 1 млн. 384 тыс. т до 7 млн. 638 тыс. т, серной кислоты в 2,2 раза (12 млн. т), экстракционной фосфорной кис­лоты составил 520 тыс. т (в расчете на Р О). Выпуск каль -цинированной соды в 1961 - 1970 гг. увеличился с 1793 до 3485 тыс. т. За 1961 - 1970 гг. в химическую промышленность вло­жено 20 млрд. руб., построено более 100 заводов. Доля хими -ческой промышленности в народном хозяйстве составила 5,7%.

Дальнейшее развитие химическая промышленность получила в девятой пятилетке (1971 - 1975 гг.). Значительно увеличилсявыпуск минеральных удобрений (до 90 млн. т) и других хими -ческих продуктов, разработаны и внедрены в производство про­грессивные технологические процессы, агрегаты большой еди -шиной мощности, средства механизации и автоматизации про -изводства, освоено производство новых видов химической про­дукции. Удельный вес химической продукции в валовой продук­ции всей промышленности возрос с 5,7% в 1970 г. до 6,6% в

1У I О Г.

Новые задачи поставлены перед химической промышленно­стью в десятом пятилетии (1976 - 1980 гг.). Главная задача -повышение эффективности общественного производства, более полное удовлетворение потребностей материального произвол -ства, быта и непроизводственной сферы в химической продук­ции высокого качества. Объем продукции химической промыш -ленности в десятой пятилетке должен увеличиться на 60 - 65%

Для достижения этой цели необходимо осуществить меро -приятия, которые охватывают все основные направления про­гресса в химической промышленности:

1) разработать принципиально новые виды химической про­дукции, расширить ассортимент и улучшить качество выпускае­мых продуктов;

2) существенно повысить единичные мощности агрегатов и' технологических линий на основе новой технологии;

3) создать высокоэффективные непрерывные одностадийные технологические процессы, обеспечивающие комплексное и бо -лее полное использование сырья и энергетических ресурсов;

4) разработать эффективные меры по предотвращению за -грязнения атмосферы и водоемов;

5) создать и широко внедрять в промышленность автомати­зированные системы управления технологическими процессами.

Задачи промышленности минеральных удобрений в десятой пятилетке определяются необходимостью резко увеличить их

выпуск до 143 млн. т со средним содержанием питательных ве­ществ не ниже 40%. Доля концентрированных сложных удобре­ний должна составить более 85%.

1-мсплы У 70 п/г«: N —166, Р 0 —42, К 0—157 кг. Для вос­полнения потерь питательных, веществ обязательно внесение минермльн ых удобрений.

Клчегччю удобрений оценивается по содержанию в них пита­тельных элементов: азотных — азота (N), фосфорных — пяти-окиси фосфора (Р 0_), калийных — окиси калия (КЛ)). Нередко количество удобрений дается в пересчете на стандартные туки или условные единицы: для азотных за стандарт принят суль­фат аммония, содержащий 20,5% N, для фосфорных— простой суперфосфат (18,7% Р 0_), для калийных — хлористый калий с содержанием 41,6% КО.

Количество вносимых на 1 га удобрений в зависимости от

рода почв и вида сельскохозяйственных культур колеблется в

следующих пределах: азотные 30—120 кг N, фосфорные 45 —

120 _кг Р 0, калийные 40 — 200 кг К.О. 2> О 2,

Часть внесенных минеральных удобрений вымывается из

почвы грунтовыми водами или превращается в формы, недо­ступные для усвоения растениями. Поэтому степень усвоения некоторых минеральных удобрений растениями невысока.