книги из ГПНТБ / Бушуев, В. М. Химическая индустрия в свете решений XXIV съезда КПСС

II

РОЛЬ ХИМИЧЕСКОЙ ИНДУСТРИИ В УСКОРЕНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА,

В ПОВЫШЕНИИ МАТЕРИАЛЬНОГО И КУЛЬТУРНОГО УРОВНЯ ЖИЗНИ НАРОДА

Химия, химические методы производства, химическая про­ мышленность издавна играли и играют исключительно важную роль в развитии производительных сил, в обеспечении жизнен­ ных 'потребностей человечества.

На химических и электрохимических процессах основана вы­ плавка чугуна и стали, производство большинства цветных ме­ таллов. С применением химикатов — флотореагентов— ведется обогащение металлсодержащих руд, а также многих видов ми­ нерального сырья. Чисто химическим производством является переработка продуктов коксования и получение из них нужных для народного хозяйства веществ. Цемент, стекло, линолеум, би­ тум и ряд других строительных материалов производятся путем химических методов воздействия на исходные вещества.

выхода светлых нефтепродуктов и улучшение качества горючего и смазочных масел, вырабатывается большое количество цен­ нейших продуктов из углеводородного сырья. Химические ме­ тоды занимают ведущее место в переработке сырья в целлю­ лозно-бумажной и гидролизной промышленности. Главным образом на химических процессах основано производство фарма­ цевтической и парфюмерной продукции.

С использованием химических процессов и различных хими­ катов производится огромное количество изделий и продуктов

Невозможно представить себе современного машиностроения без применения резиновых технических изделий, шин, пласти­ ческих масс и синтетических смол, лакокрасочной и другой про­ дукции химической промышленности.

С начала XX века химическая промышленность стала играть важнейшую роль в обеспечении первейших потребностей чело­ века — в производстве продуктов питания, одежды и обуви.

12

Резко возросла роль химии и химической индустрии в ускорении технического прогресса.

Наглядное представление об этом дают следующие данные. За 70 лет нынешнего столетия население земного шара увеличи­ лось с 1650 до 3632 млн. человек, т. е. в 2,2 раза. Производство

..зерна за этот же период возросло с 340 до 1318 млн. т. Посевные площади не могли увеличиться в таком же соотношении. По­ этому подавляющая часть прироста производства зерновых куль­ тур достигнута за счет повышения урожайности. Безусловно, ог­ ромное значение в повышении урожайности имело улучшение агротехники и селекционной работы, но главную роль сыграло применение минеральных удобрений. Мировой практикой дока­ зано, что минеральные туки дают около 60% прироста урожая зерновых культур. Выпуск удобрений (в расчете на 100% пита­ тельных веществ) возрос-с 1,4 млн. т в 1900 г. до 70,8 млн. т

в 1970 г.

Проблемы одежды и обуви решаются в мире в значительной мере за счет развития производства химических волокон и син­ тетических смол. Об этом убедительно говорят цифры. За по­ следние семьдесят лет производство овечьей шерсти возросло всего лишь и 1,7 раза, а хлопка (волокна) увеличилось с 3,4 до 11,5 млн. т, т. е. в 3,4 раза, тогда «ак выпуск химических воло­ кон возрос с 900 т до 8430 тыс. т, т. е. более чем в 9000 раз. Удельный вес химических волокон в мировом балансе текстиль­ ного сырья в 1970 г. составил около 40%. Учитывая, что за не­ сколько последних десятилетий среднегодовые темпы роста производства натуральных волокон лишь немного превышали 1%, можно ожидать, что в ближайшие годы выпуск химических волокон превзойдет уровень производства натуральных. Произ­ водство всех видов искусственной и синтетической кожи соста­ вило в 1970 г. 1500 млн. м2, а натуральной кожи (для верха обуви) — лишь 350 млн. м2. Выпуск синтетических моющих средств превысил производство мыла из растительных и живот­ ных жиров.

Технический прогресс всех отраслей производства обусловил появление материалов с новыми свойствами. Для создания но­ вой техники уже давно оказался недостаточным круг традицион­ ных материалов — черных и цветных металлов, дерева, стекла и различных минеральных материалов. Необходимые материалы дала химия. Сначала это были каучук и резина, а затем пласти­ ческие массы и синтетические смолы.

Темпы и масштабы роста производства полимерных материа­ лов наглядно свидетельствуют об огромном ускорении техниче­ ского прогресса в современную эпоху. В самом деле, человечеству,

13

например, понадобилось 'несколько сот лет, чтобы довести выплавку стали до 569 млн. т. За 70 лет с момента своего воз­ никновения мировое производство пластических масс и синтети­ ческих смол достигло 30 млн. т. Если учесть, что полимерные материалы в среднем в 5,5—6,5 раз легче стали, то в объемном измерении выпуск их уже сейчас превышает 30% от производ­ ства стали. Выпуск синтетического каучука в мире еще 10 ле? назад превзошел производство натурального каучука.

Анализ развития экономики промышленно развитых стран мира в послевоенный период выявляет общую для всех четко выраженную тенденцию: с повышением технического уровня всех отраслей материального (производства быстро увеличивается сте­ пень их химизации.

В будущем эта тенденция будет неуклонно усиливаться, что обусловливается рядом постоянно действующих факторов. Важ­ нейшими нз них являются:

высокая эффективность производств, основанных на химиче­ ских процессах, и высокая производительность труда в этих про­ изводствах;

непрерывно растущие потребности народного хозяйства, осо­ бенно новейших отраслей техники, в материалах с разнообраз­ ными новыми свойствами;

все возрастающая роль химии в интенсификации сельскохо­

рении сырьевой базы для выпуска товаров народного потреб­ ления;

увеличивающиеся возможности химии в создании эффектив­ ных средств борьбы с болезнями людей, животных и растений и в оздоровлении окружающей среды.

Целесообразно хотя бы кратко рассмотреть эти факторы. Химические методы производства по самой природе чрезвы­

чайно интенсивны. Вместе с тем они неизмеримо расширяют сырьевую базу, позволяют комплексно использовать сырье; тех­ нологические процессы в химических производствах легко под­ даются механизации и автоматизации. Все это и предопределяет высокую производительность труда.

В качестве иллюстрации к сказанному можно привести не­ сколько примеров. На производство 1 т натурального шелка рас­ ходуется около 6 тыс. человеко-дней, а на производство 1 т син­ тетического волокна, аналогичного по качеству натуральному щелку, —всего 200—250 человеко-дней. Естественно, поэтому, что за последние 30 лет производство натурального шелка в мире сократилось с 59 до 37,6 тыс. т, в то время как выпуск синтети-

1-1

ческих волокон увеличился с 543,6 до 3480 тыс. т. Трудовые за­ траты на тонну хлопкового волокна составляют около 150— 200 человеко-дней, а на тонну вискозного штапельного во­ локна— лишь 30—50 человеко-дней. Затраты труда на произ­ водство 1 т штапельного полиакрилонитрильного и полиэфир­ ного волокон в 15—20 раз меньше, чем на 1 т натуральной шерсти.

Трудоемкость работы по уничтожению сорняков в посевах сельскохозяйственных культур снизилась в десятки раз благо­ даря применению гербицидов, которое и является теперь основ­ ным методом в борьбе с сорняками.

По подсчетам экономистов ООН, затраты труда на произ­ водство тысячи пар обуви и необходимого для этого количества натуральной кожи составляют около 35 тыс. человеко-часов, тогда как на изготовление соответствующего количества обуви из искусственной кожи затрачивается лишь 3,4 тыс. человеко-ча­ сов.

Производство 1 т тарного картона на целлюлозно-бумажных предприятиях дает возможность отказаться от создания произ­ водственных мощностей по заготовке 15 м3 древесины и ее пере­ работки на пиломатериалы, сэкономить на этом 100 руб. капи­ тальных вложений и 30 руб. за счет разницы в себестоимости между деревянными и картонными ящиками.

Наша промышленность освоила производство искусственных алмазов, трудоемкость синтеза которых значительно меньше трудоемкости добычи естественных камней.

Крупным шагом в решении одной из извечных проблем цвет­ ной металлургии — комплексного извлечения содержащихся в рудах цветных и редких металлов — является применение про­ цессов хлорирования. Образующиеся при этом хлориды метал­ лов содержащихся в многокомпонентных рудах, довольно просто отделяются друг от друга, что позволяет повысить производи­ тельность труда в несколько раз.

Другим примером комплексного использования сырья может служить производство окиси алюминия из нефелиновых руд

содновременным получением кальцинированной соды, цемента

ипоташа. Это позволило вовлечь в хозяйственный оборот нефе­ лин, ранее выбрасывавшийся в отвалы в процессе обогащения апатитсодержащих руд, и снизить приведенные народнохозяй­

разработки и промышленного внедрения новых процессов хи­ мической технологии. Прежде ■всего это, конечно, относится

15

непосредственно к химической индустрии. Вместе с тем химиче­ ские 'процессы получают более широкое применение и в других отраслях народного хозяйства.

В цветной металлургии это прежде всего процессы хлори­ рования, а также использование кислорода в шахтных печах для плавки свинцово-цинковых и никелевых руд и при конвертиро­ вании медных и свинцово-медных штейнов, что намного увеличи­ вает производительность печей, снижает потерю металлов и рас­ ход кокса.

Кроме того, при использовании кислорода возрастает кон­ центрация двуокиси серы в отбросном газе, что облегчает и уде­ шевляет переработку его в серную кислоту и позволяет тем самым с большим экономическим эффектом решать проблему оздоровления воздушной среды в районе расположения заводов цветной металлургии. Очень перспективно также использование новых флотореагентов, пенообразователей, активаторов и так

называемых собирателей для интенсификации процессов обога­ щения руд.

В машиностроении получат дальнейшее применение химиче­ ские и электрохимические методы обработки металлов. Электро­ химический способ дает возможность обрабатывать любые ме­ таллы и сплавы независимо от их химического состава и струк­ туры, причем без деформаций и изменения структуры. Особенно он эффективен при изготовлении полупроводниковых материа­ лов, деталей сложной конфигурации из жаропрочных сплавов, высокопрочных нержавеющих и антпкавптационных сталей, маг­ нитных и твердых сплавов и других металлов и сплавов, меха­ ническая обработка которых чрезвычайно затруднена, а в ряде случаев просто невозможна.

Вэлектронной промышленности, радиопромышленности и приборостроении дальнейшее широкое применение найдут фото­ химические методы, с помощью которых производятся полупро­ водниковые приборы, интегральные схемы, тонкопленочные схемы и ряд других изделий; широко будет использоваться хи­ мическое фрезерование в производстве плоских точных деталей типа масок, сеток и др.

Влегкой и пищевой промышленности быстро развиваются производства синтетической кожи, близкой по своим свойствам

кнатуральной, синтетических моющих средств, широкое приме­ нение находят консерванты, стабилизирующие вещества, а также химикаты, ускоряющие технологические процессы обработки сельскохозяйственного сырья и повышающие потребительские качества готовых изделий и продуктов.

16

На основе биохимических процессов по существу создается совершенно новая отрасль — промышленность микробиологиче­ ского синтеза.

В промышленности строительных материалов и строительной индустрии в больших масштабах станут использоваться методы производства цемента и бетона с синтетическими наполнителями, способы изготовления на основе полимеров отделочных, декора­ тивных термо- и звукоизоляционных материалов. Очень перспек­ тивно применение новой технологии, основанной на принципах физико-химической механики, в производстве бетона, керамики, металлокерамики, огнеупоров и ряда других материалов. Новая технология дает возможность резко ускорять производственные процессы и повышать прочность и долговечность материалов.

Как видно из этого, далеко не полного, перечня области ис­ пользования химических методов производства непрерывно рас­ ширяются.

Переходя ко второму фактору, обусловливающему дальней­ шую химизацию производства, прежде всего следует отметить, что благодаря большому разнообразию свойств создаваемых химией материалов их применение быстро растет во всех отрас­ лях народного хозяйства.

В машиностроении, тяжелой промышленности, в строитель­ стве широко применяются герметизирующие материалы из ре­ зины, а также рукава, приводные ремни, резинотканевые кон­ вейерные ленты и другие резиновые технические изделия. Для иллюстрации можно привести следующий пример. При комплек­ тации грузовика «ЗИЛ-130» используется 172 детали из резины; в запроектированном к производству грузовике «КАМАЗ» их должно быть около 500. Насколько широк ассортимент изделий из резины говорит хотя бы то, что отечественная промышлен­ ность выпускает в настоящее время свыше 60 тыс. типоразмеров резиновых технических изделий. Общеизвестно значение для на­ родного хозяйства продукции шинной промышленности.

Технический прогресс машиностроения связан с непрерывным увеличением числа видов машин различного назначения, а также с ростом единичных мощностей, удельных нагрузок, повышением скоростей, улучшением других параметров, что можно видеть на примере мощных станков и экскаваторов, большегрузных авто­ мобилей, крупнотоннажных судов, сверхзвуковых самолетов и т. д. Все это вызывает и впредь будет вызывать быстрый рост производства продукции резиновой промышленности, повышение ее качества и расширение ассортимента.

смол в машиностроении. Использование этих материалов спо­ собствует снижению трудоемкости изготовления машин, прибо­ ров и механизмов, а также уменьшению их веса, повышению ка­ чества и технических параметров, удлинению срока службы и вместе с тем высвобождению для других нужд больших ко­ личеств цветных металлов и .высоколегированных сталей.

Большая группа пластических масс используется для произ­ водства конструкционных элементов машин и механизмов, кор­ пусов малотоннажных судов (рис. 1) и т. д.

Следует, однако, отметить, что в большинстве отраслей оте­ чественного машиностроения (за исключением горного машино­ строения и электропромышленности) использование пластических масс в качестве материала для конструкционных элементов (одно из самых эффективных направлений) не получило еще серьезного развития. Пока они применяются в основном для из­ готовления ненагруженных и слабонагруженных деталей и узлов. Объясняется это, с одной стороны, недостаточно высоким каче­ ством и сравнительно ограниченным ассортиментом многотон­ нажных полимерных материалов, выпускаемых нашей промыш­ ленностью (фенопластов, аминопластов, полиэтилена, поливи­ нилхлорида, полистирола), а также относительно малым объемом производства высокопрочных конструкционных полиме­ ров, которые можно применять для изготовления нагруженных крупногабаритных корпусных и особо ответственных деталей и узлов машин (полиамидов, стеклопластиков, фторопластов, со­ полимеров стирола и др.). С другой стороны, у нас еще слабо поставлены исследовательские и опытные работы по применению пластических масс и синтетических смол в машиностроении.

Пластические массы, обладающие высокими антифрикцион­ ными свойствами, применяются для создания бесшумно тру­ щихся частей машин, самосмазывающихся подшипников и прин­ ципиально новых конструкций узлов скольжения, а также мно­ гих деталей станков и машин, подвергающихся в процессе работы истиранию. Синтетические материалы, обладающие вы­ сокой стойкостью в агрессивных средах, используются в химиче­ ском и нефтяном машиностроении.

Крупнейшим потребителем полимерных материалов является в настоящее время электропромышленность. Использование пла­ стических масс в качестве конструкционных и изоляционных материалов позволило сделать большой шаг вперед в технике и экономике производства электродвигателей, трансформаторов, электрокабелей и проводов. Технический прогресс в электро- и радиопромышленности, где полимеры применяются для изготов­ ления печатных схем, радиоаппаратуры, телевизоров и т. д.,

18

машин и эксплуатационных расходов, около 600 руб. — за счет уменьшения сопряженных капитальных вложений и снизить прямые трудовые затраты на 300—400 человеко-часов. И это, как уже сказано, при ограниченном ассортименте, недостаточно высоком качестве ряда пластических масс, при не оптимальных еще направлениях их использования.

Наиболее высокий экономический эффект дает применение синтетических материалов в тяжелом, энергетическом, транс­ портном, тракторном и химическом машиностроении, автомо­ бильной промышленности и приборостроении. Снижение прямых трудовых затрат от использования 1 т пластмасс составляет

вэтих отраслях 1300—1400 человеко-часов, а экономия от сни­ жения себестоимости и эксплуатационных расходов — от 1800 до

2200 руб.

Особо следует сказать о роли химической науки и индустрии

вразвитии новейших областей техники: атомной энергетики, электроники, радиопромышленности и ракетной техники, совре­ менного самолетостроения п т. д. Химия создала и создает для них синтетические материалы, обладающие чрезвычайно высо­ кими электро-, тепло- и звукоизолирующими свойствами, необы­ чайно легким весом, почти абсолютной стойкостью к воздействию агрессивных сред; она поставляет материалы, обеспечивающие защиту от вредного воздействия радиоактивных излучений, спо­ собные отражать или пропускать световые, звуковые и радио­ волны и обладающие рядом других не менее ценных качеств. Непрерывное появление новых материалов с большим разнооб­ разием свойств, быстрый рост их производства является одной из характерных черт современной научно-технической револю­ ции.

Впоследующие годы применение синтетических материалов

вотечественном машиностроении будет быстро возрастать. В те­ кущей пятилетке и за ее пределами высокими темпами станет

развиваться производство полимероемкой продукции: автомоби­ лей, вагонов, химического оборудования, различных изделий электротехнической, электронной и радиотехнической промыш­ ленности. С учетом этого в химической промышленности наме­ чено осуществить крупные мероприятия по увеличению объема выпуска и улучшению качества уже вырабатываемых пластиче­ ских масс, созданию крупнотоннажных производств полимерных конструкционных материалов, что позволит расширить области их применения в отраслях тяжелого машиностроения. Предусма­ тривается также расширить ассортимент синтетических мате­ риалов для новейших отраслей техники. Большое значение имеет накопление опыта применения синтетических материалов в ма­

20