Lịch sử ngành công nghiệp hóa chất
Lịch sử ngành công nghiệp hóa chất đã trải qua một thời gian dài hình thành phát triển. Bắt đầu từ các đơn vị sản xuất nhỏ lẻ đến hiện nay là một ngành công nghiệp quan trọng. Hóa chất công nghiệp là những sản phẩm ra đời từ ngành công nghiệp hóa chất. Được tạo thành từ các nguyên tố hóa học khác nhau với mục đích sử dụng khác nhau. Đặc điểm chung thường được sản xuất với số lượng lớn nhằm phục vụ cho chính ngành công nghiệp hóa chất và các ngành công nghiệp khác trước khi trở thành sản phẩm đến tay người tiêu dùng. Hóa chất công nghiệp liên quan trực tiếp đến hầu hết các khía cạnh của cuộc sống hằng ngày. Tất cả sản phẩm sản xuất và sinh hoạt đều có sự có mặt của hóa chất công nghiệp.
Lịch sử phát triển của hóa chất công nghiệp
Mặc dù là được ra đời sớm và có chiều dày phát triển xuyên suốt lịch sử tuy nhiên phải đến cách mạng công nghiệp lần thứ nhất cuối thế kỷ 18 – đầu thế kỷ 19 ngành công nghiệp hóa chất nặng (sản xuất hóa chất với số lượng lớn cho nhiều mục đích sử dụng) mới được hình thành và là một phần của khởi đầu cách mạng công nghiệp nói chung.
Hóa chất đầu tiên được sản xuất với quy mô công nghiệp là acid Sulfuric. Quy trình được đưa ra bởi dược sỹ Joshua Ward năm 1976. Quy trình sản xuất dựa trên nguyên lý gia nhiệt Muối để Lưu Huỳnh bị oxy hóa và kết hợp với nước. Đây là lần đầu tiên sản xuất acid Sulfuric trên quy mô lớn.
Xem thêm:
Phân loại hóa chất xử lý ô nhiễm nước
Giai đoạn trong thế kỷ 18
Năm 1749 John Roebuck và Samuel Garbett thành lập một nhà máy quy mô lớn ở Prestonpans, Scotland. Trong nhà máy này sử dụng các buồng ngưng tụ chì để sản xuất acid Sulfuric.
Những hóa chất tiếp theo được nghiên cứu, sản xuất ở quy mô lớn là bột tẩy trắng Charles Tennant và Soda tro.
Bột tẩy trắng được sản xuất từ nguyên liệu rẻ tiền là Clo và đá vôi nhưng mang lại hiệu quả cực kỳ lớn. Cho phép thay thế hoàn toàn phương pháp sử dụng nước tiểu và sữa chua cũ vốn đang thiếu hụt trầm trọng. Nhà máy đầu tiên sản xuất bột tẩy trắng được đặt tại Phố Rollox, Glasgow Scotland năm 1799. Nâng công suất 52 tấn/năm ban đầu lên thành 10.000 tấn/năm vào năm 1804. Điều này giúp công ty trở thành doanh nghiệp hóa chất lớn nhất trên thế giới.
Soda tro được sản xuất với phương pháp của Leblanc từ năm 1791. Tuy nhiên mãi tới năm 1816 mới đặt nhà máy ở Anh tại Losh, trên sông Tyne.
Giai đoạn trong thế kỷ 19
Những năm đầu thế kỷ 19
Năm 1824 các mức thuế ngành muối bị bãi bỏ, ngành công nghiệp soda của Anh đã có thể mở rộng nhanh chóng. Nhà máy hóa chất của James Muspratt hoạt động ở Liverpool. Điều này dẫn tới khu phức hợp Charles Tennant trở thành trung tâm sản xuất hóa chất lớn nhất. Vào những năm 1870, sản lượng soda của Anh đạt 200.000 tấn hàng năm. Giá trị này vượt quá mức của tất cả các quốc gia khác trên thế giới kết hợp.
Những nhà máy khổng lồ này tạo ra sự đa dạng hóa chất lớn khi Cuộc Cách mạng Công nghiệp phát triển. Một lượng lớn chất thải kiềm được thải vào môi trường từ việc sản xuất soda. Việc này yêu cầu sự ra đời của luật môi trường đầu tiên được thông qua vào năm 1863. Bộ luật quản lý chặt chẽ các nhà máy hóa chất về vấn đề ô nhiễm môi trường. Mặt khác các phương pháp nghiên cứu được đưa ra tận dụng kiềm tạo ra các sản phẩm có ích.
Xem thêm:
Tác hại của hóa chất công nghiệp sơn nội thất
Những năm cuối thế kỷ 19
Quá trình Solvay được phát triển bởi nhà hóa học công nghiệp Bỉ Ernest Solvay năm 1861. Quy trình này kinh tế hơn và ít gây ô nhiễm hơn phương pháp Leblanc. Do đó việc sử dụng quy trình mới này được lan truyền ra nhanh chóng. Cũng trong năm 1861, Ludwig Mond cùng John Brunner đã thành lập công ty Brunner, Mond & Co. Ngay sau đó họ xây dựng một nhà máy Solvay tại Winnington, Anh. Mond là người đóng góp nhiều nhất trong việc đưa quá trình Solvay thành công thương mại. Ông đã thực hiện một số cải tiến giữa năm 1873 và 1880 để loại bỏ các sản phẩm phụ làm chậm hoặc ngăn chặn việc sản xuất natri cacbonat.
Đến cuối thế kỷ 19 đã chứng kiến sự bùng nổ cả về lượng sản xuất và sự đa dạng hóa chất. Các ngành công nghiệp hóa chất lớn cũng đã hình thành ở Đức và Hoa Kỳ. Các sản phẩm hóa chất công nghiệp được tạo ra phục vụ sản xuất bao gồm:
- Sản xuất phân bón nhân tạo sản xuất cho nông nghiệp được đi tiên phong bởi Sir John Lawes. Cơ sở nghiên cứu Rothamsted được xây dựng theo mục đích của ông.
- Quy trình lưu hóa cao su được cấp bằng sáng chế bởi Charles Goodyear – Hoa Kỳ và Thomas Hancock – Anh vào những năm 1840.
- Thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên được phát hiện bởi William Henry Perkin ở London. Bằng cách chuyển hóa một phần aniline thành hỗn hợp thô, khi được chiết xuất bằng rượu tạo ra một chất có màu tím đậm. Ông cũng đã phát triển các loại nước hoa tổng hợp đầu tiên. Tuy nhiên, sau đó là ngành công nghiệp Đức nhanh chóng thống trị lĩnh vực thuốc nhuộm tổng hợp.
- Sử dụng điện hóa của Herbert Henry Dow để sản xuất hóa chất từ nước muối mang lại thành công thương mại. Điều này đã giúp thúc đẩy ngành hóa chất của Hoa Kỳ phát triển nhanh chóng.
- Ngành công nghiệp hóa dầu có thể được bắt nguồn từ các công trình trưng cất dầu của James Young ở Scotland và Abraham Pineo Gesner ở Canada.
Nhà máy Solvay tại Winnington, Anh
Giai đoạn trong thế kỷ 20
Đến thế kỷ 20 các công ty hóa chất hợp nhất thành các tập đoàn lớn gồm:
- IG Farben ở Đức.
- Rhône-Poulenc ở Pháp.
- Imperial Chemical Industries ở Anh.
- Dupont đã trở thành một công ty hóa chất lớn ở Mỹ.
Hiện nay sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệp công nghệ cao. Khả năng cạnh tranh dựa trên năng lực đầu tư nghiên cứu, phát triển hơn chi phí lao động. Sản phẩm hóa chất công nghiệp hiện nay được sản xuất chủ yếu bởi các công ty hóa chất. Cho đến nay ngành công nghiệp hóa chất là ngành trung tâm của nền kinh tế thế giới hiện đại. Với khả năng ngành công nghiệp chuyển đổi các nguyên liệu thô (dầu, khí gas tự nhiên, khí, nước, kim loại và khoáng vật) trở thành hơn 70.000 sản phẩm hóa chất công nghiệp khác nhau với ứng dụng riêng của từng chất.
Các ngành công nghiệp đều đang tiếp tục mở rộng và phát triển theo nhiều hướng khác nhau. Các loại hóa chất công nghiệp sử dụng làm nguyên liệu, thành phần tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống. Mỗi loại hóa chất được tạo ra đều có mục đích sử dụng xác định. Sự đa dạng ứng dụng của mỗi loại hóa chất công nghiệp là khác nhau. Có một số hóa chất chỉ sử dụng được đặc thù riêng một công đoạn của ngành. Tuy nhiên cũng có hóa chất sử dụng được cho nhiều công đoạn của nhiều ngành khác nhau.
Vai trò của Hóa chất công nghiệp
Ứng dụng của hóa chất công nghiệp sử dụng trong tất cả các ngành sản xuất nông nghiệp, công nghiệp bao gồm:
- Công nghiệp: Các ngành công nghiệp hóa chất, xi mạ, khai thác, chế biến, hóa chất, phân bón…
- Hóa chất công nghiệp sử dụng xử lý bề mặt kim loại nhằm làm sạch bề mặt kim loại. Các tác động gồm: Tẩy sạch bề mặt vật liệu kim loại, xử lý trước sơn tĩnh điện, đánh bóng bề mặt… Tùy thuộc vào loại và yêu cầu đặc tính của sản phẩm
- Hóa chất công nghiệp xử lý môi trường: các loại keo tụ, phèn, javen…
- Hóa chất công nghiệp sử dụng làm dung môi.
- Nông nghiệp: Thức ăn chăn nuôi, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón.
- Tiêu dùng: Các loại sản phẩm tẩy rửa, y dược, thực phẩm, nước uống.
Vai trò và chu trình sử dụng hóa chất công nghiệp
Mỗi loại hóa chất công nghiệp đều có công dụng khác nhau. Điều quan trọng là lựa chọn và sử dụng loại hóa chất công nghiệp nào cho phù hợp với yêu cầu thì mới mang lại hiệu quả cao nhất.
Xem thêm:
Hóa chất công nghiệp độc hại và An toàn hóa chất
Hóa chất công nghiệp ngành in gồm những chất nào?
Tại sao ngành hóa chất công nghiệp là mũi nhọn của quốc gia?
