化学史话 侯德榜与制碱技术
侯德榜（1890—1974），名启荣，字致本。我国著名化学家，中国近代化学工业的奠基人之一。1890年8月9日生于福建省闽侯县一个普通农家，只念了两年私塾就因贫困而辍学，但他在爷爷的教育下酷爱读书，即使是踩着水车车水时，也要靠着横木双手拿着书读。1903年，在姑妈的资助下考入福州英华书院学习，在这所教会学校里，他对数理化产生了浓厚的兴趣，同时也看到了中国人被外人欺凌的场景，从此立下了科学救国的志向。1907年，他考入上海闽皖铁路学堂。1911年，考入北平清华留美预备学堂。他学习非常刻苦，第一学期考试结束时，曾以10门功课1000分的满分轰动了清华园。1913年，清华第一批毕业生赴美留学，他榜上有名，被保送麻省理工学院化工科学习。1917年毕业后，再入普拉特专科学院学习制革，次年获制革化学师文凭。1918年参与哥伦比亚大学研究院制革研究。1921年获博士学位。他的博士论文在《美国制革化学师协会会刊》被特许全文连载，成为制革界至今广为引用的经典文献之一。
纯碱（学名碳酸钠，Na2CO3）是造纸、医药、玻璃、印染、食品工业不可缺少的重要化工原料。1791年，法国医生路布兰以食盐、硫酸、焦炭和石灰石为原料，首先制得了纯碱，并取得专利，称为路布兰制碱法，但产生的废弃物氯化氢和硫化钙污染环境。1862年，比利时人索尔维发明了以食盐、氨、石灰石为原料制取纯碱的氨碱法，即索尔维法。该法使生产实现了连续性，产生的CO2、NH4Cl和CaO回收或相互反应后可重复利用，既提高了食盐的利用率，又使产品成本低、质量纯。1867年，索尔维的产品在巴黎世界博览会上获铜质奖章，但这项技术长期被由西方几家大公司成立的索尔维公会所封锁。
1917年，素怀兴办民族工业大志的爱国实业家、湖南湘阴人范旭东先生（后来被毛泽东主席称为“中国实业界四个不能忘记的人”之一）在天津塘沽创办了永利碱业公司。创业之初，他就深知：要掌握制碱技术，关键是要物色可靠的自主研发人才。经推荐，范旭东选中侯德榜来主持。1920年赴美考察的陈调甫受范委托，在纽约找到了侯德榜，陈把国内兴办制碱工业的困难以及范氏求贤的急切心情向侯德榜做了介绍。侯德榜被范先生工业救国的抱负、胆识和热情所打动，毅然接受永利公司的聘请，于1921年回国就任塘沽碱厂技师长，1923年兼任制造长。侯德榜在强烈的爱国心驱使下，为揭开索尔维法的奥秘，把全部身心都扑在改进工艺和设备上，带领广大员工艰苦奋战数年，解决了一系列难题，于1924年8月正式投产。但刚开始的产品呈暗红色，经化验原来是铁锈所致。侯德榜设法往碳化塔中放入少量硫化钠，使其与铁塔内层作用，在表面结成一层硫化铁保护膜，终于生产出雪白的纯碱，彻底掌握了索尔维法的全部技术秘密。1926年，永利生产的“红三角”牌纯碱在美国费城万国博览会上获金质奖章，并畅销国内外。当时，如果永利公司和侯德榜以专利形式高价出售，将会大发横财，但他们没有这样做。1933年，侯德榜在《纯碱制造》英文专著中将其制碱技术无偿地公诸于世，使工业落后的国家不再仰仗技术大国的鼻息。
1927年起，侯德榜任永利公司总工程师兼塘沽碱厂厂长。化工行业都知道，三酸二碱是化工基本原料，仅能生产纯碱是不够的。1937年1月，侯德榜仅用30个月就在南京领导并建成了中国第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业——永利宁厂，生产的硝酸和硫酸铵，达到了当时国际水平。
侯氏制碱法流程图
抗战期间，永利公司于1938年在川西五通桥筹建永利川厂，侯德榜被任命为厂长兼总工程师。四川所产的盐是井盐，而五通桥一带又只有氯化钠含量小的黄卤水，必须先经浓缩或加食盐饱和后，才能作为制碱的原料，再采用索尔维法成本太高。为此，侯德榜赴德国准备购买察安法专利，但对方的条件公然否定东三省是我国领土。对此，侯德榜愤然终止谈判，决心自行研究新的制碱法。侯德榜认为，索尔维法的缺点在于：食盐和石灰石两种原料都只用了它们组成中的一半，即氯化钠中的钠与碳酸钙中的碳酸根结合成产品碳酸钠；而氯化钠中的氯离子与碳酸钙中的钙结合生成的氯化钙，却只是作为废物堆积起来。因此，他将提高食盐利用率作为技术突破口，提出了联产纯碱和氯化铵的新方案。1941年，他们成功研制出将“氨碱法和合成氨法”融于一体的联产纯碱和氯化铵化肥的新工艺。新法是在氨碱法的滤液中加入食盐固体，并在30～40℃下往滤液中通入氨气和二氧化碳，使它达到饱和，然后冷却到10℃以下，即有氯化铵结晶析出，母液又可重新作为氨碱法的制碱原料。不但使食盐得到充分利用，还生产出了化肥。1943年3月永利川厂厂务会议决定将联合制碱法命名为“侯氏制碱法”。1943年11月，永利川厂试车成功，使食盐的利用率达到98%。侯德榜为世界化学工业作出的杰出贡献受到各国人民的尊敬和爱戴，1943年6月美国哥伦比亚大学授予侯德榜名誉博士学位。同年12月，他被选为英国皇家化学工业学会名誉会员（当时国外会员仅12人，亚洲仅中国、日本两国各一名）。
1945年8月，范旭东先生不幸病逝，侯德榜继任永利化学工业公司总经理。1948年，侯德榜当选中央研究院院士，1955年当选中国科学院学部委员，1957年加入中国共产党，1958年当选中国科协副主席并任化工部副部长。在他的建议和指导下，1958年开始建设大型联合制碱车间，1963年达到日产120吨，终于使“侯氏制碱法”实现了工业化和大面积推广。侯德榜还曾先后担任中国化学会和中国化学化工学会理事长等职。1974年8月26日在北京病逝，享年84岁。
侯德榜的一生之所以充满传奇色彩，首先就在于他始终把振兴民族工业视为己任，敢于选择最具挑战性的技术难题，同时又十分重视学习，尤其是从实践中学习，并具有坚忍不拔的毅力。其次，在于他敢于质疑前人，善于独立思考，锐意创新、科学严谨、作风民主。再者，强烈的爱国热情和对被压迫民族的伟大同情心，以及不计个人利益的崇高境界，是他不懈奋斗的内在动力。