Lịch sử phát triển ngành công nghiệp hóa chất

Cuộc cách mạng công nghiệp

Một trong những hóa chất công nghiệp đầu tiên được sản xuất với số lượng lớn thông qua quy trình công nghiệp là axit sulfuric. Năm 1736, dược sĩ Joshua Ward đã phát triển một quy trình sản xuất có liên quan đến việc làm nóng muối và cho phép lưu huỳnh oxy hóa và kết hợp với nước. Đó là sản xuất thực tế đầu tiên của axit sulfuric trên quy mô lớn. John Roebuck và Samuel Garbett là những người đầu tiên thành lập một nhà máy quy mô lớn ở Prestonpans vào năm 1749, nơi sử dụng các buồng ngưng tụ chì để sản xuất axit sulfuric.

Vào đầu thế kỷ 18, vải đã được tẩy trắng bằng cách xử lý bằng nước tiểu cũ hoặc sữa chua và phơi dưới ánh sáng mặt trời trong thời gian dài, điều này tạo ra một tắc nghẽn nghiêm trọng trong sản xuất. Axit sunfuric bắt đầu được sử dụng như một tác nhân hiệu quả hơn cũng như vôi vào giữa thế kỷ, nhưng chính việc phát hiện ra bột tẩy trắng của Charles Tennant đã thúc đẩy sự thành lập doanh nghiệp công nghiệp hóa chất lớn đầu tiên. Bột của ông được tạo ra bằng cách phản ứng clo với vôi tôi khô và được chứng minh là một sản phẩm rẻ tiền và thành công. Ông đã mở một nhà máy ở St Rollox, phía bắc thành phố Glasgow và sản xuất đã tăng từ 52 tấn vào năm 1799 lên gần 10.000 tấn chỉ sau 5 năm.

Tro Soda được sử dụng từ thời cổ đại trong sản xuất thủy tinh, dệt, xà phòng và giấy, và nguồn gốc của kali là truyền thống là tro gỗ ở Tây Âu. Đến thế kỷ 18, nguồn này đã trở nên không kinh tế do nạn phá rừng và Viện Hàn lâm Khoa học Pháp đã trao giải thưởng 2400 livres cho phương pháp sản xuất kiềm từ muối biển (natri clorua). Quá trình Leblanc được cấp bằng sáng chế vào năm 1791 bởi Nicolas Leblanc, người sau đó đã xây dựng một nhà máy Leblanc tại Saint-Denis. [4] Ông đã bị từ chối tiền thưởng của mình vì Cách mạng Pháp.

Tuy nhiên, chính tại Anh, quá trình Leblanc đã thực sự diễn ra. đã xây dựng công trình soda đầu tiên ở Anh tại Losh, Wilson và Bell hoạt động trên sông Tyne vào năm 1816, nhưng nó vẫn ở quy mô nhỏ do mức thuế lớn đối với các hoạt động sản xuất muối cho đến năm 1824. Khi các mức thuế này được bãi bỏ, ngành công nghiệp soda của Anh đã có thể nhanh chóng mở rộng. Các công trình hóa học của James Muspratt ở khu phức hợp của Liverpool và Charles Tennant gần Glasgow đã trở thành trung tâm sản xuất hóa chất công nghiệp lớn nhất ở bất cứ đâu. Vào những năm 1870, sản lượng soda 200.000 tấn của Anh hàng năm vượt xa tất cả các quốc gia khác trên thế giới cộng lại.

Những nhà máy khổng lồ này bắt đầu sản xuất nhiều loại hóa chất công nghiệp hơn khi cuộc Cách mạng Công nghiệp phát triển. Ban đầu, một lượng lớn chất thải kiềm được thải ra môi trường từ việc sản xuất soda, kích thích một trong những điều luật môi trường đầu tiên được thông qua vào năm 1863. Điều này quy định kiểm tra chặt chẽ các nhà máy và phạt tiền nặng đối với những người vượt quá giới hạn về ô nhiễm. Các phương pháp đã sớm được nghĩ ra để tạo ra các sản phẩm phụ hữu ích từ chất kiềm.

Quá trình Solvay được phát triển bởi nhà hóa học công nghiệp người Bỉ Ernest Solvay vào năm 1861. Năm 1864, Solvay và anh trai Alfred đã xây dựng một nhà máy ở thị trấn Charleroi của Bỉ và năm 1874, họ mở rộng thành một nhà máy lớn hơn ở Nancy, Pháp. Quá trình mới đã chứng minh tính kinh tế và ít gây ô nhiễm hơn so với phương pháp Leblanc và việc sử dụng nó được lan truyền. Cùng năm đó, Ludwig Mond đã đến thăm Solvay để có được quyền sử dụng quy trình của mình, và anh ta và John Brunner đã thành lập công ty của Brunner, Mond & Co., và xây dựng một nhà máy Solvay tại Winnington, Anh. Mond là công cụ giúp quá trình Solvay thành công về mặt thương mại; ông đã thực hiện một số tinh chỉnh từ năm 1873 đến 1880, loại bỏ các sản phẩm phụ có thể làm chậm hoặc ngừng sản xuất hàng loạt natri cacbonat thông qua quá trình sử dụng.

Mở rộng và Phát triển

Cuối thế kỷ 19, thế giới đã chứng kiến ​​một sự nổ ra cả về số lượng sản xuất và sự đa dạng của các hóa chất công nghiệp được sản xuất. Các ngành công nghiệp hóa chất lớn cũng hình thành ở Đức và sau đó là Hoa Kỳ.

Lịch sử phát triển ngành công nghiệp hóa chất. Ảnh Minh Họa.

Sản xuất phân bón nhân tạo cho nông nghiệp đã được Sir John Lawes tiên phong tại cơ sở nghiên cứu xây dựng mục đích của ông. Vào những năm 1840, ông đã thành lập các công trình lớn gần London để sản xuất supe lân. Các quy trình lưu hóa cao su đã được Charles Goodyear ở Mỹ và Thomas Hancock cấp bằng sáng chế ở Anh vào những năm 1840.

Thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên được phát hiện bởi William Henry Perkin ở London. Ông đã biến đổi một phần anilin thành một hỗn hợp thô, khi được chiết xuất bằng rượu, tạo ra một chất có màu tím đậm. Ông cũng phát triển nước hoa tổng hợp đầu tiên.

Tuy nhiên, chính ngành công nghiệp hóa chất ở Đức đã nhanh chóng bắt đầu thống trị lĩnh vực thuốc nhuộm tổng hợp. Ba công ty sản xuất hóa chất công nghiệp lớn nhất thế giới như BASF, Bayer và Hoechst đã sản xuất hàng trăm loại thuốc nhuộm khác nhau và đến năm 1913, ngành công nghiệp Đức đã sản xuất gần 90% nguồn cung thuốc nhuộm trên thế giới và bán khoảng 80% sản lượng ra nước ngoài.

Ngành công nghiệp hóa dầu có thể bắt nguồn từ các công trình dầu mỏ của James Young ở Scotland và Abraham Pineo Gesner ở Canada. Nhựa đầu tiên được phát minh bởi Alexander Parkes, một nhà luyện kim người Anh. Năm 1856, ông đã cấp bằng sáng chế cho Parkesine, một loại celluloid dựa trên nitrocellulose được xử lý bằng nhiều loại dung môi. Hợp chất này, được trưng bày tại Triển lãm Quốc tế London năm 1862, dự đoán nhiều ứng dụng thẩm mỹ và tiện ích hiện đại của nhựa. Việc sản xuất xà phòng công nghiệp từ dầu thực vật được William Lever và anh trai James bắt đầu vào năm 1885 tại Lancashire dựa trên quy trình hóa học hiện đại được phát minh bởi William Hough Watson sử dụng glycerin và dầu thực vật.

Đến thập niên 1920, các công ty hóa chất công nghiệp hợp nhất thành các tập đoàn lớn; IG Farben ở Đức, Rhône-Poulenc ở Pháp và Imperial Chemical Industries ở Anh. Dupont trở thành một công ty hóa chất lớn vào đầu thế kỷ 20 ở Mỹ.

Hiện nay sản xuất hóa chất công nghiệp là một ngành công nghệ cao, trong đó khả năng cạnh tranh dựa trên năng lực đầu tư vào nghiên cứu và phát triển hơn là chi phí lao động.