与化工专业大学生谈创新.pptx

创新成就事业 与化工专业大学生谈创新主讲：邬德琦 2011年9月14日 主要内容从侯氏制碱法看创新12创新创新--------中国当务之急中国当务之急3突破创新的桎梏4创新成就事业从侯氏制碱法看创新制碱法的发展历程: 1、古代，人们从草木灰中提取碳酸钾； 2、后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但 由于量太小，远不能满足化工生产需求 3、路布兰制碱法：1791年法国医生路布兰首先获得制碱 专利，以食盐为原料制碱； 4、索尔维制碱法： 1862年，比利时人索尔维发明的以 食盐、氨、二氧化碳为原料的制碱法； 5、侯氏制碱法： 1943年，我国化学工程专家侯德榜（ 1890～1974）创立的是将氨碱法和合成氨法两种工艺 联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法从侯氏制碱法看创新一、路布兰制碱法（反应原理） : 布兰制碱法分三步： ①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl （120℃）NaCl+NaHSO4=Na2SO4+HCl （600--700℃） ②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑ （反射炉中强热到1000℃） ③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS （1000℃） 从侯氏制碱法看创新一、路布兰制碱法（工艺流程）: 两步反应： 1.120℃ 2.600-700 ℃1000℃煅烧 1000℃煅烧NaClH2SO4Na2SO4CO ↑Na2SC CaCO3 HCl ↑ Na2CO3CaS 从侯氏制碱法看创新一、路布兰制碱法（缺点）: 1、该方法硫酸对设备腐蚀严重； 2、第② ③步均在固相间进行，需要高温，造成生产 成本高、人工消耗大，生产过程难于连续作业等； 3、收率低，成本进一步被推高； 4、产品纯度差、CaS废弃物长期堆积臭气四溢，污 染环境。

从侯氏制碱法说起二、索尔维制碱法（反应原理）: 其反应也分三步进行： ① NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl ③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O 辅助反应：④CaCO3=CaO+CO2 ↑(940—1200℃）⑤CaO+H2O=Ca( OH )2从侯氏制碱法说起二、索尔维制碱法（工艺流程）: 从侯氏制碱法看创新溶解度数据T 20℃30℃40℃50℃60℃70℃NaCl36.036.336.637.037.337.8NH4HCO321.027.0————————NaHCO39.611.112.714.516.4——NH4Cl37.241.145.850.455.260.2从侯氏制碱法说起二、索尔维制碱法（优点）: 1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生产； 5、除石灰石煅烧外不需要高温反应， 能耗低从侯氏制碱法说起二、索尔维制碱法（缺点）: 1、两种原料的成分里都只利用了一半：食盐中的钠离 子和石灰石成分里的碳酸根离子结合成了碳酸钠，可 是食盐的氯离子和石灰石的另一成分钙离子却结合成 了没有多大用途的氯化钙，如何处理氯化钙成为一个 很大的负担。

2、食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着 氯化钙溶液作为废液被抛弃了，成为废渣（最大缺点 ）从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（反应原理）: 主要三步反应： （1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （首先通入氨气，然 后再通入二氧化碳） （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（NaHCO3 溶解度最小，所以析出 （3）2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2＋H2O（NaHCO3热稳 定性很差，受热易分解）利用NH4Cl的溶解度特性和同离子效应，可以在低 温状态下向母液中的溶液加入NaCl，则NH4Cl析出， 得到化肥，提高了NaCl的利用率从侯氏制碱法看创新溶解度数据T 20℃30℃40℃50℃60℃70℃NaCl36.036.336.637.037.337.8NH4HCO321.027.0————————NaHCO39.611.112.714.516.4——NH4Cl37.241.145.850.455.260.2从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（工艺流程）: 从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（工艺解读）:1、氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。

2、原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气合成氨化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2N2 ＋ 3H2 ＝ 2NH3从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（工艺解读）:3、第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，再煅烧 制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液 从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（工艺解读）:4、第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体由于氯化铵在常温下的溶解度比氯 化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵 在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得 多所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠 ，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过 滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品此时滤出氯化铵沉淀 后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使 用从侯氏制碱法看创新三、侯氏制碱法（优点：与氨碱法比较）: 1、使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐 比氨碱法生产更多的纯碱 2、综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时 ，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。

3、将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料， 节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱 厂的无用的成分氯离子来代替价格较高的硫酸固定氨厂 里的氨，制取氮肥氯化铵从而不再生成没有多大用处 ，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大 大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生 产的优越性 从侯氏制碱法看创新四、现代制碱工业发展历程给我们的启示: 1、创新是一个循序渐进过程—认识自然和科学规律需要 知识的积累 2、创新能够不断提高劳动效率、减少资源浪费、降低成 本、 减少环境污染---创新是人类社会不断进步的源泉 3、创新的核心---需要有创新精神的人去探索、奉献 4、创新能力的本质是指在顺利完成以原有知识经验为基 础的创建新事物活动中表现出来的潜在心理品质---创新 能力具有综合独特性和结构优化性等特征从侯氏制碱法看创新五、让我们共同缅 怀中国现代化学工 业的开拓者侯德榜 先生:从侯氏制碱法看创新五、侯德榜先生生平简介（一）:1890年8月9日生于福建省闽候县，1974年8月26日去 世1907年以优异成绩毕业于美国教会办的福州英华书 院，1910年考取清华留学预备学堂高等科，1913年赴美 国留学，1917年获美国麻省理工学院化工专业、1919年 获哥伦比亚大学硕士学位，1921年获该校博士学位。

1921年10月回国后出任中国化工工业开拓者范旭东开办 的天津塘沽碱厂总工程师建国后，1951年任中国化学 会理事长，1955年被选为中国科学院学部委员（今中科 院院士），1958年9月任中国科协副主席1963年任中国 化工学会理事长从侯氏制碱法看创新五、侯德榜先生生平简介（二）:候德榜一生功绩卓越，为中国化学工业发展做出 卓越贡献，是中国近代化工工业的奠基人，世界制碱权 威他一生共获20多项荣誉撰写过《manufacture of soda》、《从化学家观点谈原子能》、《制碱工学》等 10余部著作，发表过60多篇论文，被范旭东称为“国宝” ，其塑像立于北京化工大学院内供后人共仰创新创新--------中国当务之急中国当务之急一、经济增长是以高能耗及破坏环境为代价 1、我国单位GDP物耗、能源消耗量远高于发达国家 ，是美国的10倍，日本的20倍，德国的6倍；跟印度 比也有3倍之差！ 2、环境被破坏：7大河中一半的水资源完全没法用 ；有1/4的中国人没有纯净的饮用水1/3的城市人口 不得不呼吸被污染的空气世界上10个污染最严重 的城市中国占了5个创新创新--------中国当务之急中国当务之急二、中国企业普遍忽视创新 1、国资委监管的166家中央大企业，平均每家累计申 请专利226件，不及国外一些中等企业年均申请量的 1/5。

2、上海32万多家企业，申请过专利的不足3.5％； 3、北京中关村园区1.4万多家企业中，申请专利的仅 占12％； 4、中国99％的企业没有申请过专利 5、中国60％的企业没有自己的商标；创新创新--------中国当务之急中国当务之急二、中国企业忽视创新的后果 1、中国企业基本处在有“制造”无“创造”、有“ 产权”无“知识”的状态！一些企业甚至靠仿造和假 冒生存！由于缺乏核心技术，诸如DVD、国产、 计算机、数控机床售价的20％至40％支付给了国外专 利持有者 2、中国以牺牲环境，以资源掠夺性开采，以压榨工 人血汗为代价，生产低技术含量的产品或做代工的发 展模式无异于在饮鸩止渴！假冒伪劣（产品、医疗、 教育、学术）泛滥成灾创新创新--------中国当务之急中国当务之急二、中国人创新能力不足原因分析 （一）中国人不缺创新的天赋： 1、美国社会学家N·韦尔的研究结果：中华民族的 智商在世界上最高！ 2、据有关资料，中国从公元6世纪到17世纪初，在 世界重大科技成果中，中国所占的比例高达58％以 上！而到了19世纪，剧降为0.4% 3、目前拥有大专以上的高素质人口已突破1亿大关 ，拥有研究生学历的精英人数已是世界第一，中国 直接参与研发的总人数排在世界第二位。

创新创新--------中国当务之急中国当务之急二、中国人创新能力不足原因分析 （二）是什么扼杀了中国人的创新力？ 1、环境与文化：枪打出头鸟 2、现行教育：应试教育 3、认识误区：空虚论、智商论、偶然论、天赋论等 4、惯性思维：摆脱不了固有的思维定式如：“农 民的理想”（贾平凹）——“我要是当了蒋委员长 ， 全村的粪一个不给拾，全是我的在现行的教育体系下，学生的创新潜力，小学在现行的教育体系下，学生的创新潜力，小学 损失损失1010％，％，初中损失初中损失3030％，％，高中损失高中损失4040％，％，大学损大学损 失失 x x %.%. 社会上流传一种社会上流传一种 “ “第十名第十名” ” 现象的说法现象的说法原 因因何在？何在？ 成才者是现行体系的幸存者，是潜力损失较少成才者是现行体系的幸存者，是潜力损失较少 者，是好奇心、兴趣和想象力得到一定保护者者，是好奇心、兴趣和想象力得到一定保护者二、创新素质培养5101520创造力变化图扼杀期扼杀期标准化期标准化期非标准化期非标准化期西方学生线西方学生线中国学生线中国学生线创造力创造力高高低低年龄年龄0突破创新的桎梏突破创新的桎梏一、创新素质的形成3 0知识意愿技能创新突破创新的桎梏突破创新的桎梏二、每一个时代、每一个行业都有创新的机会：这世上没有最好的东西，只有更好的东西。

三、激活自己的创新能力：创造力是人与生俱来的潜力，谁没有创新的冲 动？喜新厌旧是人类的天性人的创新潜能有90%处 于休眠状态，有待激活突破创新的桎梏四、 知识经验是发明创造的基础：没有知识和经验，发明创造将成为无源之水， 无本之木，甚至很容易上当受骗案例：小学课本中说“长城是唯一在月球上可 以用肉眼看到的人类建筑物”多么令每一个中国人 自豪的事情！一个进行爱国主义教育的绝好教材！在月球上真的可以看到万里长城吗？让我们看看1998年凤凰卫视《名人面 对面》采访奥尔德林时他是怎么说的 ：许戈辉：在月球上真的可以看到万里长城吗？ 奥尔德林：我可以告诉所有的中国人在月球上 是看不到万里长城的，那是电视对答上产生的 误。