“化工”简介、含义、起源、历史及发展 化工与人类文明 人类与化工的关系十分紧密，在现代生活中，几乎随时随地都离不开 化工产品，从衣、食、住、行等物质生活，到文化艺术、娱乐等精神生活， 都需要化工产品为之服务。有些化工产品在人类进展历史中，起着划时代 的重要作用。它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史时期。 引火熟食是人类有史以来的一个了不得的进步；等到炙制药物、酿酒 制醋、烧陶制砖、炼铜冶铁、熬油造漆、纺织印染、造纸印刷等化学加工 技艺相继显现的时候，历史已流逝了几十万年。这些技艺的积存，制造了 从古代到中世纪的宝贵遗产，同时也为化学工业的形成，奠定了基础。（见 化学工业进展史） 工业革命的助手 化学工业从它形成之时起，就为各工业部门提供 必需的基础物质。作为各个时期工业革命的助手，正是它所担负的历史使 命。18～19世纪的产业革命时期，手工业生产转变为机器生产，蒸汽机发 明了，社会化大生产开始了，这正是近代化学工业形成的时候。面临产业 革命的急需，吕布兰法制纯碱等技术应运而生，这使已有的铅室法制硫酸 也得到进展，解决了纺织、玻璃、肥皂等工业对酸、碱的需要。同时，随 着炼铁、炼焦工业的兴起，以煤焦油分离出的芳烃和以电石生产的乙炔为 基础的有机化工也得到进展。合成染料、化学合成药、合成香料等相继咨 询世，橡胶轮胎、赛璐珞和硝酸纤维素等也投入生产。如此，早期的化学 工业就为纺织工业、交通运输业、电力工业和机器制造业提供了所必需的 原材料和辅助品，促成了产业革命的成功。 20世纪通过两次世界大战，一方面石油炼制工业中的催化裂化、催化 重整等技术先后显现，使汽、煤、柴油和润滑油的生产有了大幅度增长， 专门是丙烯水合制异丙醇工业化以后，烃类裂解制取乙烯和丙烯等工艺相 继成功，使差不多有机化工生产建立在石油化工雄厚的技术基础之上，从 而得以为各工业部门提供大量有机原料、溶剂、助剂等。从此，人们常以 烃类裂解生产乙烯的能力，作为一个国家石油化工生产力进展的标志。另 一方面，哈伯-博施法合成氨高压高温技术在工业上实现，硝酸投入生产， 使大量的硝化物质显现，专门是使火炸药工业从黑火药进展到奥克托今， 炸药的比能量提升了十几倍。这不仅解决了战争之急需，更重要的是在矿 山、铁路、桥梁等民用爆破工程上，得到了应用。此外，关于核工程中同 位素分离和航天事业中火箭推进剂的应用，化工都作出了关键性的奉献。 进展农业的支柱 长期以来，人类的食物和衣着要紧依靠农业。而 农业自远古的刀耕火种开始，一直依靠大量人力劳作，受各种自然条件的 制约，进展十分缓慢。19世纪，农业机械的运用，逐步改善劳动状况。然 而，在农业生产中，单位面积产量的真正提升，则是施用化肥、农药以后 的事。实践证明，农业的各项增产措施中，化肥的作用达40％～65％。在 石油化工蓬勃进展的基础上，合成氨和尿素生产大型化，使化肥的产量在 化工产品中占据专门大比重。1985年世界化肥总产量约达140Mt，成为大 宗化工产品之一。近年来，氮、磷、钾复合肥料和微量元素肥料的开发， 进一步满足了不同土壤结构、不同作物的需求。 早期，人类采纳天然动、植物和矿物来防治农作物病虫害。直到19世 纪末，近代化学工业形成以后，采纳巴黎绿（砷制剂）杀马铃薯甲虫、波 尔多液防治葡萄霜霉病，农业才开始了化学防治的新时期。20世纪40年代 生产了有机氯、有机磷、苯氧乙酸类等杀虫剂和除草剂，广泛用于农业、 林业、畜牧业和公共卫生。但这一代农药中有些因高残留、高毒，造成生 态污染，已被许多国家禁用。近年来，开发了一些高效、低残留、低毒的 新农药，其中拟除虫菊酯(除虫菊是具有除虫作用的植物)是一种仿生农药， 每亩用量只几克，不污染环境，差不多投入工业生产。此外，生物农药目 前在农药研究中是最活跃的一个领域。 现代农业应用塑料薄膜（如高压聚乙烯、线型低密度聚乙烯等），用作 地膜覆盖或温室育苗，可明显地提升作物产量，正在进行大面积推广。 战胜疾病的武器 医学和药物学一直是人类努力探求的领域，在中 国最早的药学著作《神农本草经》（公元1世纪前后编著）中，就记载了3 65种药物的性能、制备和配伍。明代李时珍的《本草纲目》中所载药物已 达1892种。这些药采自天然矿物或动植物，多数须经泡制处理，突出药性 或排除毒性后才能使用。19世纪末至20世纪初，生产出解热镇痛药阿司匹 林、抗梅毒药“606”（砷制剂）、抗疟药阿的平等，这些化学合成药成本低、 纯度高、不受自然条件的阻碍，表现出明显的疗效。30年代，人们用化学 剖析的方法，鉴定了水果和米糠中维生素的结构，用人工合成的方法，生 产出维生素C和维生素B1等，解决了从天然物质中提取维生素产量不够、 质量不稳的矛盾。1935年磺胺药投产以后，挽救了数以万计的产褥热患者。 青霉素的发觉和投产，在第二次世界大战中，救治伤病员，收到了惊人成 效。链霉素以及对氨基水杨酸钠、雷米封等战胜了结核菌，终止了一个历 史时期这种蔓延性疾病对人类的威逼。天花、鼠疫、伤寒等，直到19世纪， 曾一直是人类无法操纵的灾难之一，抗病毒疫苗投入工业生产以后，才差 不多上消灭了这些传染病。现在疫苗仍是人类与病毒性疾病斗争的有力武 器。还有各种临床化学试剂和各种新药物剂型持续涌现，使医疗事业大为 改观，人类的健康有了更可靠的保证。 改善生活的手段 化工向人们提供的产品是丰富多彩的，它除了生 产大量材料双赢在线 双赢彩票官网用于制成各种制品为人所用以外，还有用量专门少、但成效十 分明显的产品，使人们的生活得到持续改善。例如：用于食品防腐、调味、 强化营养的各种食品添加剂；提双赢在线 双赢彩票官网升蔬菜、水果产量和保持新奇程度的植物 生长调剂剂和保鲜剂；促使肉、蛋丰产的饲料添加剂；生产化妆品和香料、 香精的基础原料和助剂；房屋、家具和各种工、器具装饰用的涂料；各种 印刷油墨用的颜料；以及洗涤用品用的表面活性剂等等，不胜枚举。还有 电影胶片（感光材料）、录音(像)磁带(磁记录材料)，以及最近推出的激光电 视唱片(光盘)等。利用这些传播声像的手段，可加大通信联络，再现历史场 景，表演精深艺术。借助于信息记录材料，把人们的视野扩展到宇宙空间、 海底深处或深入脏腑内部，甚至于解剖原子结构，为提升人类的精神文明， 掀开自然界的隐秘，提供了条件。 化 工 与 材 料 上述工农业生产和生活的提升，都离不开材料。据统计，到1984年为 止，世界上所具有的化学物质实际约达900万种，其中约有43万种在工业 发达的国家中用为材料。材料数量虽多，若按化学组成分类，能够概括为 金属材料、无机非金属材料和聚合物材料三大类。也有将复合材料列为第 四大类，或者把它看作是由三大类中派生出来的一类新材料。一样来讲， 除金属是冶金部门生产的产品外，其余差不多上化工生产的材料。 无机非金属材料 分为传统材料和新型材料两类。前者要紧是硅酸 盐材料；后者组成多样，近年来进展专门快。 硅酸盐材料 指玻璃、陶瓷、水泥和搪瓷等。它们是以含硅酸盐类 矿石为原料进行生产的，广泛用作建筑材料，也能够作为日用品和工艺美 术制品。玻璃和陶瓷尽管性脆易碎是其要紧的缺点；但由于原料易得，生 产工艺简单，产品的化学稳固性好，又具有硬度高、耐热和耐蚀等优点， 用途十分广泛，产量专门大，并仍在持续进展中。 新型无机非金属材料 要紧是特种陶瓷。随着工农业、军事工业和 科学技术的进展，新型结构陶瓷先后咨询世。它们是由不同的氧化物、硅 化物、碳化物、氮化物、氟化物，硼化物等组成的。要紧包括耐高温材料、 电绝缘材料、铁电材料、压电材料、半导体陶瓷材料等，用途专门，产量 不大，但价值专门高。近来开发了一种陶瓷发动机用于汽车，可使燃气温 度提升到1400℃以上，对提升效率，节约能源具有重要意义。这些材料的 制造工艺的特点是：对原料的纯度要求高，成分、显微结构以及产品表面 和界面都需严格操纵，形状也细致而复杂，要求周密加工。此类新型材料 是在高水平科学技术基础上获得成功的。 聚合物材料 要紧包括塑料、化学纤维和橡胶三大类。其中合成材 料品种专门多，它们是由石油化工生产的单体，通过聚合反应而制成的。 有的具有天然材料所达不到的专门性能，广泛用于工农业生产与日常生活， 因此进展专门快。30年代世界聚合物材料的产量还未超过100kt，到80年 代即已达到约80Mt，塑料占3/4。由于塑料比金属轻，因此按体积计，其 产量已超过黑色金属。 塑料 基础材料是合成树脂。塑料制品质轻（一样只有钢铁的1/9）， 耐腐蚀，耐热，电绝缘性好，易于加工成型，近几十年来大量用来代替金 属、玻璃、纸张、木材等。塑料薄膜要紧用作双赢在线 双赢彩票官网包装材料，在农业上，也被 广泛使用。塑料管大量用作汽车的输油、输水管。汽车壳体和零件也用塑 料。用聚氯乙烯加工的地板和门窗比用木材加工的耐磨性增加五倍。有机 玻璃的密度为一般玻璃的一半，而冲击强度高达17倍，可用作飞机的风挡 玻璃。塑料还大量用于电子和电气工业，制成电线、电缆、开关和仪器外 表壳体等。塑料制品能够讲差不多深入到人们生产和生活的各个角落。还 有一些合成树脂具有专门的功能，被称为功能高分子材料，如导电材料、 半导体材料、感光树脂、光导材料和超导材料等，引起人们专门大的爱好。 化学纤维 包括人造纤维和合成纤维。人造纤维是以天然纤维为原 料通过化学加工而生产的，在20～30年代差不多流行，但它的产量受到天 然纤维来源的限制。合成纤维制品是在40年代中期显现的，原料来源为丰 富的石油化工产品。化学纤维的品种专门多，又有长丝、短丝、鬃丝、弹 力丝以及各种异形丝。它们分别能够纯纺、混纺，因而织物的品种极多， 同时生产效率高，不受自然条件的限制，有效地解决了与粮棉争地的矛盾。 生产万吨化学纤维，能够相当于30万 （1亩＝666.6m2）棉田一年生产的 棉花;或由250万只羊一年剪下的羊毛。到80年代，全世界已有2/3的纺织 品是由化学纤维制成的。一些聚合物制成的中空纤维用作分离膜，在海水 淡化、气体分离、超纯物质制备以及生物技术等方面，具有重要意义。 橡胶 是一种战略物资。天然橡胶仅生长于热带及亚热带地区，不 产橡胶的国家考虑战时会受到封锁，都极其重视建立于石油化工基础上的 合成橡胶工业。合成橡胶的品种多，有的品种比天然橡胶具有更好的耐热、 耐寒、耐油等性能。橡胶的最大消耗是做轮胎，此外还用以制作胶管、胶 带、胶鞋以及胶乳制品。橡胶又是各种设备所不可缺少的密封材料。70年 代以来，天然橡胶的产量差不多稳固在3～3.5Mt，而合成橡胶产量在70年 代已达6Mt，80年代增至8Mt，且仍有续增的趋势。 复合材料 是新型结构材料。其特点是体积比强度、体积比刚度和 耐蚀性都超过金属材料。它由合成树脂、金属或陶瓷等基体材料和无机或 有机合成纤维等增强材料所组成。基材和增强材料都有多种，因而能够进 行有选择的配合，以制得性能符合要求的各种复合材料。复合材料的显现， 使化工材料有了更为宽敞的前景。 化 工 双赢彩票 双赢彩票网站与 能 源 能源能够分为一次能源和二次能源。一次能源系指从自然界获得、而 且能够直截了当应用的热能或动力，通常包括煤、 石油、 天然气等化石 燃料以及水能、核能等。消耗量十分庞大的世界能源，要紧是化石燃料。1 985年世界一次能源消费量达10590Mt标准煤，其中石油37.9％、煤30.7％、 天然气20.1％、水电6.7％、核电4.6％；中国一次能源消费量达764Mt标 准煤，其中煤75.9％、石油17.1％、水电4.8％、天然气2.2％。二次能源(除 电外)通常是指从一次能源（要紧是化石燃料）通过各种化工过程加工制得 的、使用价值更高的燃料。例如：由石油炼制获得的汽油、喷气燃料、柴 油、 重油等液体燃料，它们广泛用于汽车、飞机、轮船等，是现代交通运 输和军事的重要物资；还有煤加工所制成的工业煤气、民用煤气等重要的 气体燃料；此外，也包括从煤和油页岩制取的人造石油。 化工与能源的关系专门紧密，还表现在化石燃料及其衍生的产品不仅 是能源，而且依旧化学工业的重要原料。以石油为基础，形成了现代化的 强大的石油化学工业，生产出成千上万种石油化工产品。在化工生产中， 有些物料既是某种加工过程(如合成气生产)中的燃料，同时又是原料，两者 合而为一。因此化工生产既是生产二次能源的部门，本身又往往是耗能的 大户。 化石燃料专门是煤的加工和应用常常产生污水、固体废料和有害的气 体，导致环境的污染。关于污染的防治，也有赖于多种化工技术的应用。 中国的能源生产自1949年以来有了专门大的进展，但能源（专门是石 油）仍是制约国民经济进展的一个重要因素，因此能源的增产和节约有专 门重要的意义。改进化工生产工艺，减少能耗，既能降低生产成本，提升 经济效益，也有利于能源紧张程度的缓解。这也是近年来，世界各国都专 门重视的咨询题。 长远来看，在全世界范畴内，估量至21世纪上半叶，化石燃料仍将占 能源的要紧地位。随着时刻的推移，由于化石燃料资源的限制，除上述常 规能源外，若干专门规能源的进展将越来越受到重视。专门规能源指核能 和新能源，后者包括太阳能、风能、地热能、潮汐能、波浪能、海洋能和 生物能（如沼气）等。在太阳能、核能利用的研究开发和大规模应用的漫 长过程中，化学工程和化工生产技术也大有用武之地。 化工与其他科学技术 推动化工进展的动力是工农业生产和人民生活对化学品的需要，它所 依靠的基础是化学、 物理学、 数学和各种工程技术。其中与化学的关系 尤为紧密，化学是化工须臾不能离开的学科。在它们之间，也曾有过“工 业化学”、“应用双赢彩票 双赢彩票网站化学”等学科，起过一定的历史作用。化工差不多建设离 不开土木工程、电力工程。化工机械的制造离不开机械工程和各种金属材 料，专门是不锈钢，乃至特种钢材。化工机械专门注意的是高温、高压下 的可靠性，即指系统、设备、元件在规定条件下完成规定功能的概率。现 代化工装置趋于大型化、单系列生产，关于可靠性的研究就显得格外重要。 化工过程的操纵离不开电子学、运算机和自动化，这些理论和仪器外 表，不仅能运用于生产，甚至也能运用于解决进展推测、决策和经营治理 等咨询题。20世纪80年代，新技术革命中蓬勃进展的若干领域，除前述能 源和材料外，微电子技术和生物技术等前沿科学，以自己强大的生命力， 对化工提出了更高的要求，从而把化工推向前进。 微电子技术 电子运算机、微处理机和信息技术都离不开微电子技 术。在微电子技术中，大规模和超大规模集成电路的双赢彩票 双赢彩票网站应用，对化工提

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