1960年

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洛布[美]和索里拉金[美]等人制成非对称性反渗透膜 反渗透(reverse osmosis)又称逆渗透,它是一种在压力驱动下,借助于半透膜(对透过的物质具有选择性的薄膜)的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。反渗透膜可分为非对称膜和均相膜。1748年,法国学者诺勒(Knowler,A.)率先研究膜渗透现象。20世纪30年代,硝酸纤维素微滤膜商品化。1950年,尤达(Juda,W.)试制出选择透过性能的离子交换膜,奠定了电渗析的实用化基础。同年,美国科学家索里拉金(Sourirajan,S.)在海鸥囔嗉中发现一层薄膜,弄清楚了海鸥能够饮用海水的原因,也发现了反渗透法。20世纪50年代,美国政府援助开发出反渗透法。其工艺流程是:原水→预处理系统→高压水泵→反渗透膜组件→净化水。20世纪60年代,人们用此法淡化海水。1960年,美国科学家洛布(Loeb,S.)和索里拉金(Sourirajan,S.)首次用醋酸纤维素制成非对称性反渗透膜,把反渗透用于海水及苦咸水淡化。1968年,美籍华裔学者黎念之(1932— )最先研究乳化液膜的形成方法和渗透机理,开拓了液膜分离技术。20世纪70年代,开发成功高效芳香聚酰胺中空纤维反渗透膜。1971年,工业性反渗透装置在电厂投入运行。1981年,美国用反渗透法制造了供航天员循环饮用的太空水。20世纪80年代,又发明了由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成的理想的反渗透膜——复合膜。20世纪90年代,又出现低压反渗透复合膜。近年来,以四氟乙烯和聚偏氟乙烯制成的微滤膜已商品化。中国自1958年开始研究电渗析;1966年开始研究反渗透;20世纪70年代末,引进反渗透装置用于发电厂的水处理;20世纪90年代研究反渗透膜。现在,中国的反渗透技术已大范围应用。非对称反渗透膜的研制成功,实现了膜分离技术的突破,使膜分离技术进入大规模工业化应用时代。

俄亥俄标准石油公司[美]用丙烯氨化氧化法合成丙烯腈 氨化氧化(简称氨氧化)是将含有活泼甲基的有机化合物与氨一起氧化生成腈的反应过程。第二次世界大战期间,德国用“氰乙醇法”合成丙烯腈。其具体过程是:首先,在水和三甲胺的作用下,环氧乙烷和氢氰酸反应生成氰乙醇;然后,以碳酸镁为催化剂,在200~280℃下脱水制得丙烯腈,收率约75%。后来,德国法本公司用“乙炔法”合成丙烯腈。其具体过程是:在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液的催化作用下,在80~90℃条件下,乙炔和氢氰酸反应制得丙烯腈。1960年,美国俄亥俄标准石油公司(The Standard Oil Company of Ohio)采用“丙烯氨化氧化法”一步合成丙烯腈。其具体过程是:首先,以丙烯、氨、空气和水为原料,按一定量配比进入沸腾床或固定床反应器,在以硅胶作载体的磷钼铋系或锑铁系催化剂作用下,在430~500℃温度和常压下,生成丙烯腈;然后,经中和塔用稀硫酸除去未反应的氨,再经吸收塔用水吸收丙烯腈等气体,形成水溶液,使该水溶液经萃取塔分离乙腈,在脱氢氰酸塔除去氢氰酸,经脱水、精馏而得丙烯腈。其单程收率可达75%,副产品有乙腈、氢氰酸和硫酸铵。“丙烯氨化氧化法”是最有工业生产价值的生产方法。

杜邦公司[美]生产乙烯-醋酸乙烯酯树脂 乙烯-醋酸乙烯酯树脂是由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而制得的热塑性树脂。乙烯-醋酸乙烯酯树脂的生产方法主要有四种:高压法连续本体聚合、中压悬浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。含量在 5%~40%者,一般用类似于低密度聚乙烯所用的高压本体聚合法生产,所用压力为100~200MPa;含量在40%~80%者,采用溶液聚合法生产,所用压力为10~40MPa,以叔丁醇为溶剂;含量在60%~95%者,可用乳液聚合法生产,所用压力为0.1~20MPa。1928年,美国人马克(Mark,H.F.)首次用低压聚合法获得乙烯-醋酸乙烯酯树脂。1938年,英国卜内门化学工业公司申请了高压聚合法的专利。20世纪60年代初,美国杜邦公司采用高压法连续本体聚合工艺,生产乙烯-醋酸乙烯酯树脂。随后,陶氏化学、拜尔、台湾聚合化学品、埃克森美孚、三井聚合化学、德山曹达、住友化学、尤尼卡等30多家公司相继投产并得到迅速发展。

陶氏化学公司[美]首次用乙烯合成氯乙烯 1835年,法国人勒尼奥(Regnault,H.V.)首先在乙醇溶液中,用氢氧化钾处理二氯乙烷合成了氯乙烯。20世纪30年代,德国格里斯海姆电子公司首先在工业上用氯化氢与乙炔合成生产氯乙烯。其具体采用电石、乙炔与氯化氢催化加成的方法(简称乙炔法),即在氯化汞催化剂的作用下,乙炔与氯化氢加成直接合成氯乙烯。但是,这种方法具有耗能高等缺点。1940年,美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。以后,日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。其方法是:以乙炔和乙烯混合气为原料,与氯化氢一起通过氯化汞催化剂床层,使氯化氢与乙炔加成生成氯乙烯;分离氯乙烯后,把含有乙烯的气体与氯气混合,生成二氯乙烷;经分离精制后的二氯乙烷热裂解成氯乙烯及氯化氢;氯化氢再循环用于混合气中乙炔的加成。1960年,美国陶氏化学公司开发了以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法,即用乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法。具体方法是:乙烯氯化生成二氯乙烷;二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢;乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。这种方法利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂,使氯得到了有效利用。这种方法和二氯乙烷法配合,逐渐取代了乙炔法等传统生产氯乙烯的方法,促进了氯乙烯的工业生产。

合成橡胶公司[美]生产顺丁橡胶 顺丁橡胶全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,简称BR。它是由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶,分为高顺式顺丁橡胶、中顺式顺丁橡胶和低顺式顺丁橡胶。高顺式顺丁橡胶是弹性和耐寒性最好的合成橡胶。顺丁橡胶的生产工序包括:催化剂、终止剂和防老剂的配制计量,丁二烯聚合,胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程,聚合装置大都用3~5釜串联,单釜容积为12~50m3。1955年,美国费尔斯通轮胎和橡胶公司以丁基锂(化学式为C4H9Li)为催化剂,开发了低顺式顺丁橡胶,并于1961年投产。1956年,美国菲利普斯石油公司以四碘化钛-三烷基铝为催化剂,开发了中顺式顺丁橡胶,并于1960年由美国合成橡胶公司建厂投产。1963年,意大利蒙特卡蒂尼公司开发了钴系(一氯二烷基铝-钴盐)催化剂,并以此生产高顺式顺丁橡胶。1965年,日本合成橡胶公司采用桥石轮胎公司的技术开发了镍系(环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物)催化剂,并以此生产高顺式顺丁橡胶。以后,中国、美国、日本、英国、法国、意大利、加拿大、苏联、联邦德国等15个国家生产近20种顺丁橡胶。美国合成橡胶公司工业化生产顺丁橡胶是顺丁橡胶正式生产的开端。

蒙特卡蒂尼公司[意]生产聚丙烯纤维 聚丙烯纤维又称为丙纶,是以等规聚丙烯(聚丙烯的一种,其他两种分别为间规聚丙烯和无规聚丙烯)为原料纺丝制得的合成纤维。聚丙烯纤维分为单丝聚丙烯纤维(高强聚丙烯束状单丝纤维)、网状聚丙烯纤维(其外观为多根纤维单丝相互交连而成网状结构)和工程聚丙烯纤维(新型混凝土增强纤维,被称为混凝土的“次要加强筋”)。聚丙烯纤维通常采用熔体纺丝法生产:将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融,通过计量泵由喷丝头挤出,在空气中冷却成聚丙烯纤维。该方法的特点是:第一,一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体黏度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大,最小为2.8,计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20~26。第二,由于分子量大,纺丝时熔体温度一般比熔点高出100~130℃,也可采用加分子量调节剂等方法以降低纺丝温度。第三,冷却成型过程中结晶速度较快,冷却温度宜稍低。另外,工业上还采用膜裂成纤法(将聚合物先制成薄膜,然后经机械加工方式制得)制得割裂和膜裂纤维。1960年,意大利蒙特卡蒂尼公司首先工业化生产聚丙烯纤维。20世纪80年代中期,先后有40多个国家生产聚丙烯纤维,世界聚丙烯纤维的年产量已超过1Mt。

法本拜耳公司[德]生产阳离子染料 阳离子染料(cationic dyes)又称碱性染料和盐基染料,因其分子中带有一个季铵阳离子而得名,它有黄、橙、红、紫、蓝色等品种。阳离子染料按应用性能分为普通型、X型和M型。按化学结构可分为两种类型:一种是隔离型,即染料分子中阳离子基团与共轭体系之间为隔离基所分离;另一种是共轭型,即染料分子中阳离子基团处于共轭体系中。阳离子染料的生产方法是:用邻苯二胺在盐酸溶液中与二氯醋酸作用,脱水闭环,生成2-二氯甲基苯并咪唑,再与N-甲基苯并噻唑-2-腙缩合,其产物经硫酸二甲酯季铵化而生成染料,最后经盐析、过滤、烘干和商品化处理而得商品染料。20世纪50年代,瑞士盖吉(Geigy)公司和德国的拜尔(Bayer)公司相继开发出了用于丙烯腈纤维的阳离子染料。1960年,联邦德国法本拜耳公司(Bayer Aktiengesellschaft)首次生产阳离子染料。20世纪60年代初,我国相继开发生产第一代阳离子染料;70年代又开发出第二代X型阳离子染料;80年代,试制生产了第三代M型阳离子染料。阳离子染料的生产促进了染料生产的丰富和发展。

罗斯[英]首次开设粉体技术课程 粉体技术是指粉状物质的加工处理软件和相关设备硬件的总称。它包括构思颗粒、分析构成、加工粉体、制造产品、现实设想等过程。从原始人学会制造石器粉碎食物开始,就出现了粉碎技术的雏形。数千年来,人们一直用粉碎、掺和等经验方法进行粉体操作。我国古代的《天工开物》对这些经验技术进行了系统整理。20世纪50年代,针对粉体企业生产中出现的种种故障与危害,对粉体过程现象与粉体技术理论的研究应运而生。1948年,美国人戴拉凡尔(Dallavalle,J.M.)著有《尘粒学》一书,促进了粉体性质的基础研究。1956年,日本成立了粉体工程研究会。1960年,英国人罗斯(Rose,H.E.)首次开设了粉体技术的课程,它是关于粉体工程的单元操作的专门课程。该课程系统地讲述了无机非金属材料粉碎的目的、作用,粉体的性质,粉碎的方法和原理,超细粉碎动态,过筛分离机理,粉碎筛分流程的选择和计算粉体的称量、粒化、干燥以及储料的作用、原理和方法。它使学生比较全面系统地了解无机非金属材料在粉碎过程中的基础理论知识和工作方法,并对生产粉体,防范和消除粉尘有一定的鉴别与操作能力。

博德[美]等著《传递现象》 1960年,美国威斯康星大学教授博德(Bird,R.B.)和斯图尔德(Steward,W.E.)编写了《传递现象》一书。该书为流体流动的动量传递、热能量传递及质量传递建立理论模型和基本方程提供了解题方法,对三个相互关联而又各有特点的主题进行全面、系统的分析,为读者深入研究传递现象奠定了坚实基础。全书分3篇24章。第一篇(共8章)叙述黏性流体(含聚合液体)的几种模型以及等温系统定常和非定常态动量传递,加强了边界层理论和湍流传递;第二篇(共8章)叙述能量传递机理,非等温流动系统的速度分布、温度分布以及流动体系的能量传递,加强了含相变传热和普朗特数(是流体力学中表征流体流动中动量交换与热交换的无量纲参数,表明温度边界层和流动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响)下湍流传热的傅里叶(Fourier)分析;第三篇(共8章),首先叙述扩散理论及二元体系的浓度分布,然后讨论非等温混合物中的相际传递、多组分体系的传质问题,最后论及特种传递问题、热扩散、膜分离及多孔介质中的传递等。该书是一部论述传递现象的经典教材。出版后引起很大反响,到1978年共印刷了19次。2002年,又出版了第二版。它成为化学工程学科发展进入“三传”(动量传递、热量传递和质量传递)、“一反”(化学反应过程)新时期的标志。

汪德熙[中]用“萃取法”取代“沉淀法”处理核燃料 核燃料后处理是对反应堆辐射过的核燃料所进行的化学处理。它根据是否在水介质中进行处理分为“水法”和“干法”两类:水法采取诸如沉淀、溶剂萃取、离子交换等方法在水溶液中进行化学处理;干法则采用氟化物挥发、高温冶金、高温化学等方法在无水状态下进行化学处理。历史上曾先用沉淀法从辐照天然铀中提取核武器用燃料钚,后该法被萃取法取代。1935年,中国化工专家汪德熙(1913—2006)毕业于清华大学化学系。1941年,他赴美国麻省理工学院化工系就读,研究用连续电解方法将葡萄糖还原为甘油代用品辛六醇并于1946年获博士学位。1947—1960年,他在国际上最先研制成功用邻苯三酚和糠醛合成热固性塑料和不饱和聚酯,并用来制成玻璃钢小汽车壳体。1956年,他被邀请参加全国十二年科学技术发展远景规划的制定工作,主持《稀有金属》《钛冶金》两个专题规划的编写,由于预见性强、水平高,受到有关方面的高度重视。他用邻苯三酚和糠醛聚酯制备塑料,取得了国际首创性科技成果。1960年,他主要从事核燃料后处理萃取工艺、原子弹引爆装置的制备、核试验用钋-210及其各种放射源的研制、氚的提取生产工艺、核试验当量的燃耗测定、核工业产品中铀等物质的分析鉴定方法等研究。他曾力排众议,主张废弃用沉淀法生产军用钚-239的工艺路线,改用萃取法,使处理厂节省投资3.6亿元,而且可连续操作。这些项目皆获1978年全国科学大会优秀成果奖。汪德熙在核武器研制过程中的放射化学研究和核化工领域的发展中做出了卓越贡献,他是中国著名的高分子化学家、核化学化工事业主要奠基人之一。

丹阳化肥厂[中]用碳化法合成氨流程生产碳酸氢铵 1920年,人们发现利用焦炉煤气中氨和二氧化碳反应可制取碳酸氢铵。有人试图把它作为氮肥使用,但未获成功。长期以来,碳酸氢铵仅被少量生产,主要用作食品工业中的发泡剂。1958年,中国化学家侯德榜(1890—1974)开发出了碳化法合成氨流程制碳酸氢铵的新工艺。其具体内容是:第一,将压缩二氧化碳通入浓氨水中,并在二氧化碳加压下放置,同时加以冷却,析出结晶,经离心分离,脱水而成;第二,将氨气用水吸收后,再经分离、干燥制得碳酸氢铵;第三,将二氧化碳通入氨水使之饱和,后经离心分离,热风干燥即得碳酸氢铵。该工艺的特点是:把碳酸氢铵的生产与合成氨原料气净化(脱除二氧化碳)过程结合起来,从而简化了流程,降低了能耗,减少了投资。同年,该生产工艺在上海化工研究院进行了试验。1960年,江苏丹阳化肥厂使用该新工艺成功生产出碳酸氢铵。这一成果于1964年、1965年分别获国家计委、经委、科委联合颁发的工业新产品二等奖和国家科委颁发的发明证书。20世纪80年代,全国按丹阳化肥厂模式建成了1300余家小化肥厂,碳酸氢铵产量约占中国氮肥总产量的一半以上。碳酸氢铵是新中国自行开发的化肥新品种。