книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980). Т. 2 Развитие отдельных отраслей химической промышленности
.pdfготовление чистейших препаратов» [1]. Институт возглавили ученые МГУ
А.В. Раковскнй, В. В. Лонгинов, Е. С. Пржевальский.
ВИРЕА были предприняты первые попытки получения необходимых реактивов и их аналитического изучения. В период 1923—1924 гг. был создай фонд методик получения и анализа химических реактивов, имею щихся на предприятиях и в других научно-исследовательских институтах. Постепенно институт переходил к исследовательским функциям, проводя разработки рациональных методов получения и изучения научных основ использования реактивов, создавая систему стандартизации химических реактивов и обеспечивая их внедрение в аналитическую практику.
Изготовление незначительных количеств химических реактивов осу ществлялось на полукустарных установках с 1920 г. в Ленинграде на заводе «Красный химик», на опытном заводе Института прикладной хи мии и в Москве па Химико-фармацевтическом заводе им. Л. Я. Карпова
изаводе «Кооперахимия». На Украине производство химических реакти вов начиналось в 1928 г. в лаборатории Одесского химико-радиологическо го института.
В1926 г. в нашей стране была начата систематическая работа по стан дартизации химических реактивов, которая привела к созданию трехе гу-; пенчатой системы квалификации реактивов с установлением жестких ко личественных норм предельно допустимого содержания примесей вместо ранее применявшихся, нечетких «проб на пригодность». В это время были введены квалификации реактивов «чистый» («ч») и «чистый для анализа» («чда»), пригодных для всех видов аналитических определений, и «хими чески чистый» («хч») как реактив наивысшей очистки, достижимой при серийном производстве.
Из-за сложных условий работы в период восстановления народного хо зяйства производство химических реактивов развивалось сравнительно медленно, а ассортимент продуктов аналитического назначения (преиму щественно кислот, щелочей, неорганических солей и растворителей) со ставлял в 1922 г. 90 наименований и в 1927 г. 254 наименования.
Кроме того, считалось, что обеспечение химическими реактивами долж но осущес!вляться за счет «попутного» изготовления на фармацевтиче ских, химических и горно-металлургических предприятиях соответствую щих технических продуктов и дополнительной очистки их на месте ис пользования. В связи с этим с 1922 г. отдельные химические реактивы кратковременно изготовлялись па предприятиях различных отраслей про мышленности. Многие реактивы и препараты готовились в лабораториях Треста редких элементов, Уральского политехнического института и дру гих исследовательских институтов и вузов [2, с. 1603]. При создавшемся положении практически отсутствовала база для их производства.
После XIV съезда ВКП(б) началось широкое проведение научных ис следований в области химии и смежных наук. В период индустриализации
исследования в области аналитической химии всемерно содействовали развитию ведущих разделов науки и техники (металлургии, электротех ники, геохимии, физики и т. д.). При этом возросли требования к ассор тименту и качеству химических реактивов.
В свете решения первоочередной задачи индустриализации народно го хозяйства — его химизации — постановлением Совнаркома СССР
от 28 апреля 1928 г. определена необходимость «расширения произ водства химически чистых реактивов и лабораторного оборудования»
производство было намечено создать па предприятиях Государственного объединения медицинской промышленности —Госмедторгпрома (Химикофармацевтический завод им. Л. Я. Карпова, Московский алкалоидный завод). С 1930 г. оно было организовано на предприятиях Горно-химиче ского треста и на Свердловском заводе химических реактивов, созданном на базе опытного завода Уральского политехнического института.
Первым заводом, который начал систематическое изготовление орга нических реактивов (с 1935 г.), явился действующий и поныне Харьков ский завод химических реактивов, изготавливавший к концу 30-х годов более 100 наименований органических реактивов. С 1935 г. начал промыш ленное производство неорганических реактивов Сталинский азотный завод.
Свердловский завод химических реактивов, как и ИРЕА, в 1931 г. был передан Госмедторгпрому, а затем все эти предприятия были сосредоточе ны во Всесоюзном объединении химико-фармацевтической промышлен ности.
Постепенно за счет относительно устойчивого производства на ленин градском заводе «Красный химик» и других предприятиях расширился ассортимент и увеличился выпуск (особенно кислот) продуктов реактив ной чистоты —с 254 наименований в 1927 г. до 995 в 1940 г. [6]. Бо лее сложные органические соединения изготавливались заказной лабора торией ИРЕА, созданной в 1936 г.
В третьей пятилетке решениями XVIII съезда ВКП(б) было преду смотрено превратить химическую промышленность в одну из ведущих отраслей. В связи с ростом потребности в химических реактивах более чем в 3 раза были предприняты меры по организации очистки техниче ских продуктов на ряде предприятий с широким использованием методов, разработанных ИРЕА.
Начали приносить практические результаты научные исследования по внутрпкомплексным соединениям, особенно работы В. И. Кузнецова по теории функционально-аналитических группировок. Намечалось дальней шее увеличение производства химических реактивов и улучшение орга низационной структуры управления этим производством.
Однако Великая Отечественная война прервала осуществление третье го пятилетнего плана. Практически полностью были уничтожены ленин градский завод «Красный химик», Сталинский азотный завод и Харьков ский завод химических реактивов. Только небольшой Свердловский завод химических реактивов изготовлял продукцию, и в ИРЕА проводился синтез отдельных ее видов. Во время войны специалисты и рабочие от расли «самоотверженно трудились над решением проблем повышения скорости и точности методов анализа неорганических веществ, особенно полезных ископаемых, металлургических п химических продуктов» [2,
с.1607) и обеспечивали эти работы необходимыми реактивами.
В1945 г. возобновился выпуск реактивов на Сталинском азотном заво де и ленинградском заводе «Красный химик». В 1946 г. в системе хими ческой промышленности было создано Главное управление Главхимреактив с включением в его состав ИРЕА, завода «Красный химик», предприя тий в Свердловске, Сталино и Харькове, а позже и Московского химиче ского завода им. П. Л. Войкова, вырабатывавших ассортимент химиче
ских реактивов, необходимых для обеспечения самых неотложных нужд народного хозяйства.
60-е годы были началом нового этапа в развитии химической промыш ленности, связанного с решениями майского (1958 г.) Пленума ЦК КПСС. Быстрое развитие атомной техники, радиоэлектроники и биохимии вызва ло необходимость получения материалов высокой чистоты с заданными свойствами. Потребовалось многократное увеличение выпуска известных продуктов реактивной чистоты, применявшихся ранее только в весьма не значительных количествах для обеспечения технологических нужд и ис пользуемых как химически чистое сырье, а также создание производства монокристаллов, сцинтилляторов, люминофоров, полупроводниковых ма териалов и ферритов.
Для получения этих видов продуктов реактивной чистоты в отрасли создавались новые научные учреждения и лаборатории. Вновь встал воп рос о необходимости организационного укрепления и формирования отрас ли химических реактивов как самостоятельного направления в химической промышленности. Включились в строй новые предприятия, проекты кото рых полнее учитывали особенности малотоннажных и многономенклатур ных производств, например, в Ставрополе, Ереване и Ангарске. При этом укрепилась неразрывная связь производства химических реактивов и осо бо чистых веществ с задачами развития аналитической химии и их вза имное обогащение.
Возросшие требования науки и техники к чистоте материалов заста вили аналитическую х и м и ю обратиться к определению малых количеств примесей в чистых. веществах. С развитием атомной промышленности потребовались высокочистые уран, торнй, бериллий, цирконий, ниобий и другие металлы. Для электронной техники были необходимы более чистые вещества —германий, кремний, арсенид галлия, фосфид индия и другие полупроводпикп. Жесткие требования в отношении чистоты предъявля лись также к люминофорам и сциитилляциониым материалам. Химиче ской промышленности необходимо было наладить изготовление особо чи стых химических реактивов и большого числа вспомогательных веществ.
В 1964 г. в рамках Главного специализированного управления химиче ских реактивов (Союзглавреактив) были объединены организация науч ных исследований, производство, строительство новых объектов и сбыт в области химических реактивов и особо чистых веществ. Эта централиза ция должна была содействовать быстрейшему удовлетворению растущих потребностей народного хозяйства.
Опыт дальнейшей работы подтвердил целесообразность централизации, позволившей решить не только проблему получения химических реакти вов и особо чистых веществ, но и непосредственно связанные с ними проблемы производства биохимических препаратов для научных целей, люминофоров, монокристаллов, сцинтилляторов и ферритов.
Поскольку ассортимент химических реактивов аналитического на значения для неорганических материалов к середине 60-х годов превы сил 1000 наименований, необходимо было выделить наиболее рациональ ный ассортимент, достаточный для всей суммы аналитических требований. Проведение такой работы в ИРЕА привело к созданию ра ционального ассортимента, сыгравшего существенную роль в использова нии химических реактивов и типизации методов химико-аналитического определения катионов в неорганическом анализе. В рациональный ас сортимент было включено 185 химических реактивов, применение которых обеспечивало возможность определения 78 элементов с точностью, необ
ходимой для выполнения аналитических работ при обычных нормах ин струментальной техники.
Перечень химических реактивов, разработанных в СССР и применяе мых в аналитической практике, включал аитразохром (иа А1), экстрагент БТ-1 (на Са), мио-анибеск и МФП-аиибеск (иа Ха), мофапрозид (на 2п), нитроксамииазо (на Рй, Со, №, 2п), резарсон (иа 8п), сульфанитразо Э (на V, Мо, 8с), хромазол КС (на А1) и др. [6, с. 368].
На декабрьском (1963 г.) Пленуме ЦК КПСС было предложено для улучшения условий работы научно-исследовательских учреждений «ук репить экспериментальную базу институтов, лабораторий, обеспечить их новейшим оборудованием и химически чистыми реактивами» [7]. В све те этого решения в восьмой пятилетке отрасль получила дальнейшее раз витие, расширены ее производственные возможности, освоены вновь со зданные мощности и проведена реконструкция действующих цехов на ряде предприятий.
В эти годы была существенно расширена научно-техническая база отрасли и было начато более глубокое изучение требований, предъявля емых современным развитием науки и техники. Подъем аналитической химии был вызван необходимостью решения проблем полупроводниковой техники, потребовавшей сверхчистых материалов и методов их анализа, проблем геохимии, биогеохимии и космохимни, а также необходимостью изучения роли микроэлементов в сельском хозяйстве [2, с. 1605, 1607].
Решение кардинальных вопросов развития научных исследований в области химических реактивов и особо чистых веществ иа этом этапе ускорилось благодаря помощи ряда институтов Академии наук СССР и
ее ведущих ученых, в частности Института |
геохимии и аналитической |
х и м и и Академии наук СССР (ГЕОХИ) и |
его директора академика |
А. П. Виноградова. Плодотворное влияние на развитие научных исследо ваний и промышленное производство химических реактивов и особо чи стых веществ оказал академик И. П. Алимарии [8].
Большую роль в становлении основного научного учреждения отрас ли —ИРЕА —сыграли крупные ученые-организаторы В. В. Лонгинов, И. Г. Матвеев, В. Г. Брудзь и Е. А. Рябеико. В работе этого института активное участие принимали также лауреаты Государственных премий
СССР Р. П. Ластовскпй, М. С. Чупахпи, Г. Д. Гандлевский, Л. А. Ми хайлова, И. Г. Шафран, Е. А. Божеволыюв, А. А. Прянишников,
Н.М. Дятлова.
В1961 г. ИРЕА был преобразован во Всесоюзный научно-исследова
тельский институт химических реактивов и особо чистых химических ве ществ (сокращение то же —ИРЕА), который должен был координиро вать все исследования по этой проблеме.
В ИРЕА был выполнен ряд значительных научных работ, в том чис ле важные работы по синтезу и применению органических реактивов.
Из работ ИРЕА следует отметить разработки реактивов: арсеназо I, Сериллои II, стпльбазо и другие азосоедипения.
В 60—70-х годах получила развитие теория действия органических реактивов (В. М. Дзиомко) и обоснована направленность поиска новых реактивов с жесткой структурой каркаса молекул. Были созданы новые реактивы с повышенной избирательностью, реактивы для экспрессного определения щелочных металлов и кальция, высокоселективный реактив краупцпанформазан для экспрессного определения лития, реактивы лю-
могаллион, люмомагнезоп, 8-д-тозпламинохинолпн п др. для люминесцентного анализа.
Совместно с кафедрой аналитической химии МГУ были внедрены в аналитическую практику высокоэффективные реактивы типа ]Ч-алкил-быс- (8-оксихинолил) амина. Были разработаны избирательные экстрагенты и реактивы для определения цветных и благородных металлов, готовые формы реагентов, химически закрепленных на твердых носителях, реак тивные бумаги многократного использования для быстрого полуколичественного определения меди и железа.
Е. А. Божевольнов создал теорию органических люминесцентных ре агентов, основанную на устранении внутренних безызлучательных пере ходов при образовании комплексных соединений, и предложил чувстви тельные реакции с их применением. Он разработал люминесцентные и люминесцентно-динамические методы определения субмикроколичеств различных катионов и органических соединений [9].
В девятой и десятой пятилетках (1971—1980 гг.) значительно расши рилось применение современных инструментальных и экспрессных, мето дов анализа и приборной техники. Для анализа материалов волоконной оптики и оптического стекловарения была создана аппаратура и разра ботан метод раздельного анализа углерода (с точностью 10-4%) на по верхности и в объеме окислов металлов.
В период 1971—1975 гг. систематически проводились работы по созда нию и совершенствованию методов атомной абсорбции, масс-спектрометрип, эмиссионного спектрального анализа, пьезокварцевого взвешивания, вы бора селективных растворителей для извлечения н высокочувствительного определения микрофаз в химических соединениях.
В период 1976—1980 гг. в области эмиссионного спектрального ана лиза были созданы методы определения микропримесей катионов в веще ствах особой чистоты с чувствительностью 10“5—10—7% и осуществле но применение методов анализа на основе атомно-абсорбционной и плазменно-фотометрической техники. Совершенствование химических ме тодов анализа анионов, а также разработка кинетического определения ионов переходных металлов и анионов с чувствительностью 10"с—10"7% и объемных методов определения основных компонентов с точностью до 0,1% обогатили аналитико-химическую практику применения химических реактивов и особо чистых веществ.
Метод искровой зондовой масс-спектрометрии был использован для анализа особо чистых веществ, а хроматографические — для анализа ор ганических примесей и труднолетучих органических веществ, а также для определения углерода и серы в неорганических соединениях с точностью 10~3—10""4 %. Исследования и совершенствование экстракционных, хроматографических и электрохимических методов концентрирования не органических веществ с последующим использованием эмиссионных спек тральных методик дало возможность определять микропримеси с чувстви тельностью 10"6—10”8%.
Научные исследования и промышленные разработки в области комп лексонов и комплексных соединений, которые ранее относились к узкому кругу задач, с 1963 г. охватили также область получения сорбентов ана литического назначения. Была создана теоретическая основа для широко го применения комплексоиов, комплексов и полимерных сорбентов, что открыло новые возможности для их использования в полупроводнике-
вой технике, теплоэнергетике, при космических исследованиях и в других областях техпики. Было проведено направленное исследование комплекс ных соединений с заданными свойствами (устойчивостью, реакционной
способностью, температурой разложения, растворимостью, |
физическими |
и электрохимическими характеристиками) на основе |
комплексонов |
(Н. М. Дятлова с сотрудниками) и осуществлено «конструирование» систе мы лиганда путем включения в систему хелата различных комплексообразующнх фрагментов.
В десятой пятилетке темп использования научных исследований воз рос благодаря тому, что разработанные в лабораторных условиях техно логические процессы проходили тщательную отработку на опытных заво дах институтов (ИРЕА, ВНИИ монокристаллов3 и др.). Кроме того, в общий промышленный комплекс был включен проектный институт Гипрохпмреактив (Харьков), что способствовало накоплению опыта и специализации.
В отрасли создается направление по разработке новых видов обору дования, в особенности для получения особо чистых веществ, в частно сти оборудования для кристаллизации, гранулометрии, сублимации, суш ки, а также по конструированию реакторов и автоклавов. В связи с этим проводились исследования по применению аппаратуры в процессах с ис пользованием благородных металлов, сплавов, особо стойких металлов, керамики, стекла, эмали, кварцевого стекла, углеграфита и полимерных материалов —фторопластов, полипропилена, стеклопластов.
Положительное влияние на работу отрасли оказывала постоянная связь ИРЕА с ГЕОХИ им. В. И. Вернадского АН СССР, ИОНХом им.
Н.С. Куриакова АН СССР, ИОНХом АН УССР и другими институтами
ивузами в области современных физико-химических методов исследова ния. Так, совместно с Институтом химии АН СССР (Горький) проводи лись работы по изучению влияния загрязнений, поступающих из материа лов аппаратуры, на процессы глубокой очистки веществ. С Институтом
теплообмена АН БССР изучались вопросы теории создания термодиффузиоиной аппаратуры и способов очистки веществ методами жидкостной термодиффузии в комбинации с дпстилляционнымп, сорбционными и дру гими процессами.
Использование современных химических реактивов и методов анали тической химии позволяет ускорить проведение и сократить трудоемкость анализа, что особенно важно при внедрении новых автоматизированных процессов производства. Однако, несмотря на имеющиеся успехи в этой области, производительность аналитических определений сравнительно низкая. Еще значительны затраты труда для клинических анализов при обслуживании населения в системе здравоохранения [10].
Дальнейшие пути развития аналитической химии, разработанные Научным советом по аналитической химии АН СССР, предусматривали как главную тенденцию «стремление к повышению точности анализа, его чувствительности, быстроты, стремление анализировать очепь малые про бы, проводить анализ без разрушения образца, автоматически и на рас стоянии» [11]. При этом указывалось, что в дальнейшем содержание основного вещества в анализируемом объекте должно определяться с от-
3 Всесоюзный научно-исследовательский институт монокристаллов, сцинтилляционпых материалов и особо чистых химических веществ.
носительной ошибкой менее 0,01—0,001%, а содержание примесей (в пре делах 10“5—10“°%) —с ошибкой 1 и 10% соответственно. Кроме того, требуется увеличение чувствительности обнаружения весьма малых ко личеств примесей (особенно органических) —10“15—10“16 г при кон центрации до 10“5.
XXV съезд КПСС обязал обеспечить максимальное удовлетворение по требностей народного хозяйства в продукции малотоннажной химиче ской промышленности, в том числе в особо чистых материалах [12]. Темпы роста выпуска продукции в области химических реактивов и осо бо чистых веществ видны по данным объема производства и обновления
основных фондов этой |
отрасли промышленности, |
приведенным ниже |
|||
(в %): |
|
|
|
|
|
|
1960 г. |
1965 г. |
1970 г. |
1975 г. |
1980 г. |
Основные фопды |
100 |
237,0 |
512,2 |
899,2 |
1253,5 |
Объем производства |
100 |
195,2 |
399,9 |
733,9 |
980,0 |
В десятой пятилетке отрасль превратилась в крупный промышленный комплекс, включающий заводы, научпо-производственные объединения, институты, специализированную торговую сеть. В ее развитии большую роль сыграли творческие усилия многочисленных коллективов п их ру ководителей, в частности крупных организаторов Г. В. Уварова, Б. Л. Сасса, Г. В. Чучкина, Г. В. Смирнова и др.
Изменилось п размещение производства химических реактивов по со юзным республикам. Если в 1965 г. практически все производство хими ческих реактивов было размещено в РСФСР (56,6%) и на Украине (43,2%), то в 1970 г. даже при резко возросшем объеме производства доля РСФСР и УССР соответственно составила 47,2 и 24,8%. Значитель ная часть их производилась в Таджикской, Грузинской, Белорусской, Латвийской и Армянской союзных республиках, где были созданы спе циализированные предприятия или цехи по производству химических ре активов.
В 80-х годах перед отраслью стоит задача создать комбинированные методы анализа, позволяющие определять содержание основного вещест ва в анализируемом материале с относительным отклонением на уровне 10~4 и ппже, а при их содержании 10~5—10”9% —с относительным отклонением 0,01—0,1. При этом в методике химического анализа долж ны снизиться нижние границы определяемых относительных (до 10“10%) и абсолютных (до 10~17%) концентраций примесей.
Важной проблемой является создание новых экспрессных методов ана лиза, автоматизация химического анализа и аналитического контроля про изводственных процессов, разработка надежных дистанционных методов контроля с автоматизированными системами управления производством. Несмотря па все возрастающее значение физических и физико-химиче ских методов контроля, эти задачи не могут быть решены без повышения качественного уровня и развития ассортимента химических реактивов.
В ближайшие годы химизация коснется новых областей науки и тех ники, потребуется технологическое сырье для изготовления новых изде лий в электронике, электротехнике, оптике, химии, нефтехимии, медици не и биохимии с более высокими требованиями по чистоте. Резко возрас тет и станет более подвижным ассортимент реактивов и особо чистых