Каталог оборудования

Развитие российской химической промышленности на протяжении XVII-XX веков.

Развитие российской химической промышленности на протяжении XVII-XX веков.

Предисловие.

История российских химических производств, это некий сплав историй людей, купцов, предпринимателей, благодаря которым поэтапно создавались сначала промыслы, а затем и химическая промышленность. Она неразрывно связана с российской научной школой, которая хоть и появилась позднее европейской и была незначительной, но оказала существенное влияние на формирование технологий и мировой фундаментальной химии. В статье о развитие отрасли нельзя упомянуть и историю возникновения добычи нефти, газа, как ценных источников сырья. В 21 веке мы можем смело утверждать что без современной  химической промышленности невозможен высокий уровень жизни населения. Люди не задумываются о том, что используют в быту открытия сделанные учеными в свое время. Как неандертальцам трудно было прожить без огня, который поддерживали на протяжении тысяч лет, так и сейчас трудно представить себе сельское хозяйство без минеральных удобрений и средств защиты растений, транспортное средство без резиновых шин, а медицину без лекарственных препаратов. Человечество накапливало практические знания о химических соединениях, добываемых в природной среде и пользовалось в своей жизнедеятельности. Вот некоторые из них.

  • Краски и чернила получали из сажи, сока черники, каштана и бузины, ржавчины. Финикийцы в античности слыли искусными мастерами по получению краски пурпур, которую извлекали из различных видов моллюсков-иглянок. Пурпур стоил очень дорого и для окраски 1 кг шерсти нужно было собрать 30000 штук моллюсков. Лак получали из смолы-шеллак, выделяемой из жука червеца-лакового.
  • Для уходом за телом использовали воск, яблочный уксус, знали секрет 400 видов масел.
  • Клей варили из рыбьих и говяжьих костей.
  • При лечении заболеваний древние египтяне применяли: анастетик полученный из каирского мрамора и уксуса, хлорный эфир, гипс.
  • В кожевенном промысле применяли кору ивы, мел, известь и мочу для дубления
  • Подземные накопительные резервуары покрывали составом содержащим серебро для сохранения свежести воды.
  • В гончарном деле применяли сок одуванчика, который помогал изделию быстро высохнуть
  • Для производства «греческого огня» применяли пирит, битум, при производстве пороха использовали селитру .
  • Древние египтяне добывали золото, серебро, свинец, олово, железо, медь, ртуть. Первые деньги, появившееся во времена лидийского царя Гигеса делали из пактола: природного сплава золота и серебра.

С древних времен люди в свободное от полевых работ время уходили «в промыслы» и производили растительное (смола, дёготь) и минеральное сырьё, например поташ. Поташ был очень дорогостоящим и стратегическим продуктом. Из одного куба дров можно было получить 0,5 кг поташа. Его использовали в мыловарении, в производстве стекла, для выделки кож, в ткацком производстве, для производства пороха. Одно из значений слова «майдан» означало место занятия поташным промыслом. Архангельская и Вологодская области были основными местами получения поташа. Смоленская область являлась центром смолокуренного промысла (от «смола» появился Смоленск, т.е город смолян), селитру добывали в Поволжье, рядом с городом Болгар, на Урале, краску киноварь - в районе Горловки (Украина). Продажи этих и других продуктов в Европе и Азии приносила серьезный доход боярам. В тоже время трудно было переоценить ценность этих продуктов. Без селитры нельзя было изготовить порох, картины эпохи Возрождения были написаны русской киноварью, ею лечили кожно-венерологические заболевания. Смолу активно использовали при постройке различных кораблей.

Химические производства в России появились при Петре I, который интересовался составами для фейерверков и «скорого зажигательного фитиля». С указа Петра I от 1 марта 1718 года берет начало первое промышленное предприятие купцов Савёлова и Томилиных. Предприятие можно по праву назвать промышленным заводом, так как при нём изготавливалось большое количество химических продуктов: азотная кислота, купоросное масло -серная кислота, краска мумия, канифоль, гарпиус, скипидар. Всего химикалиев в 1724 году было выработано 170 тонн. Производство находились в Московском уезде. Петр I был организатором в 1720 году первой химической лаборатории, находящуюся в ведении Берг-коллегии, прообраз сегодняшнего Ростехнадзора. В ней проводились анализы свинцовых, медных, оловянных руд и работал в ней иностранец Ганс Кос пор Дерфели. Мануфактур- коллегия, учрежденная в 1718 году, организовывала химические производства по выпуску хромовых квасцов, калиевой соды, краски бакан для текстильных и кожевенных мануфактур. Количество работающих было небольшим, разделение труда было примитивным и они были ограничены по видам производства. Владельцы этих производств были освобождены от налогов и таможенных пошлин на покупаемые за границей инструменты и материалы, имели право покупать крестьян с землей и без земли. Мануфактур-коллегия оказывала помощь немногочисленным заводам и фабрикам необходимыми материалами, кредитами, машинами. Селитренный промысел стал государственным делом, появились промыслы на юге, в Астрахани, где и сейчас сохранились несколько поселков c таким названием. Промышленный способ получения соды был впервые освоен в России. В 1764 году  российский химик, швед по происхождению академик Эрик Густав Лаксман сообщил, что соду можно получить спеканием природного сульфата натрия с древесным углем. При этом протекает реакция: 2Na2SO4 + 3C + 2O2 = 2Na2CO3 + CO2­↑ + 2SO2­↑.  Поскольку природный сульфат натрия часто содержит примесь карбоната кальция CaCO3, то этой реакции сопутствует вторая: CaCO3 + C + Na2SO4 = Na2CO3 + 4CO­↑ + CaS↓. Последняя стадия процесса – выпаривание раствора, отфильтрованного от осадка CaS, и кристаллизация карбоната натрия. Лаксман реализовал получение соды по своему способу в 1784 году, на три года ранее, чем в Англии и Франции, на собственном стекольном заводе в Тальцинске недалеко от Иркутска. К сожалению, дальнейшего развития этот способ не получил и вскоре был забыт. А ведь еще Петр I в 1720 году, отвечая на вопрос князя Голицына, зачем нужна «зода», писал: «Зодою умягчают шерсть». В 1780 году российский академик Гильденштедт отмечал, что «зуду можно почесть важным товаром в российской торговле. Стекольщики и красильщики много ее издерживают, а впредь еще и больше оной расходиться будет, когда больше станут делать белых стекол». 

Химическая наука на рубеже 17-18 веков В культурном отношении Россия значительно отставала от Европы, где существовали Парижский, Кембриджский и Болонский университеты, игравшие колоссальную роль в просвещении. Высокий уровень образования способствовал появлению множества талантливых личностей, деятельность которых способствовала стремительному прогрессу знаний в естественных науках. Что касается химии, то уже в 17 веке были известны имена таких ученых как Роберт Бойл, Ван Гельмонт и Никола Лемери, который дал определение химии, как «искусства разделять различные вещества, содержащиеся в смешанных телах».  В 1717 году Петр I встречался в Париже с химиком Этьеном-Франсуа Жоффруа и привез таблицу «отношений тел» и трактат Н.Лемери «Курс химии», который выдержал 17 переизданий. Со времен воцарения Романовых в Европу отправляли молодых  людей с целью получения различных знаний. В основном требовались специалисты в аптекарском деле. До Петра I аптек было всего три, а первый аптекарь прибыл в Россию из Англии во времена Ивана Грозного, после установления государственных связей. Аптекарское дело было связано с получением различных веществ, и поэтому первыми российскими химиками были именно аптекари. С появлением Славяно-греко-латинской Академии выпускников отправляли учится навыкам горного дела. Ломоносов М.В. и Виноградов Д.И. получили теоретические и практические навыки горного дела в университетах Лейпцига, Марбурга. Академия Наук в Санкт-Петербурге была открыта в 1724 году, но Ломоносову из за засилья шведских, немецких ученых в ней ему не нашлось никакой работы. Только с началом царствования Елизаветы в 1746 году его производят в профессора химии и он начинает читать лекции на русском языке по физике, химии. Ломоносов создал первую в России химическую научно-исследова-тельскую лабораторию при Академии Наук. В лаборатории он провел более 4000 опытов, которые проводились на высоком методологическом уровне. Ломоносов создал научное обоснование для физической химии, разработал фундаментальные основы для науки о стекле. Для мини-фабрики в своем имении в  Усть-Рудице он сконструировал станки для их производства стекляруса, из которого делали пуговицы, запонки, броши, а позже цветники, вазы, литые столовых досок. После его смерти бесценные знания производства изделий из стекляруса будут утеряны почти на 150лет. За работы по производству мозаики Ломоносов М.В. был избран членом Болонской Академии наук в 1764 году. Второй известный выпускник Славяно-греко-латинской Академии Д.И. Виноградов создал производство зубоврачебных изделий: зубов и зубных цементов.

К середине 18 века российская химическая промышленность развивалась в основном количественно и характеризовалась в основном в двух формах: фабричной и кустарный. Фабрика была местом для освоения новых методов производства и технологических усовершенствований и производили товары для высшего общества. Кустари изготавливали товары для бедных слоёв населения используя достаточно простые операции, в основном те же промысловые товары.

Химическая промышленность 19 века. 19 век породил основные критерии в химической науке и промышленности. Главным из которых стало производство серной кислоты и соды. Серная кислота имела широкое применение в металлургии, производстве красителей, кожевенном деле, текстильной промышленности и других отраслях. В 1805 году в Московской губернии построен первый завод камерной серной кислоты, а к 30-м годам 19 века функционировали уже несколько заводов в Москве и Московской области. За период с 1830 по 1860 год возникают еще три крупных завода в других регионах России. В 1850 году начинает работу Кокшанский химический завод, а в 1870 году Бондюжский завод купца Петра Ушкова — крупнейший завод на территории сегодняшней Елабужской области, работающий на уральском колчедане, выпускавший серную кислоту, медный и железный купоросы, квасцы. В 1875 году под Санкт-Петербургом начато строительство Тентелевского химического завода, основателями которого были два доктора химических наук Владимир Шнайдер и Александр Баг. Поначалу завод выпускал азотную, соляную кислоту, дезинфицирующие средства, а в начале 20 века также освоил производства серной кислоты контактным методом. Производство соды, забытое почти на 100 лет будет освоено в Барнауле в 1864 году. Завод основал художник и предприниматель М.Пранг. В основе лежала технология Леблана. Продукция была очень востребована на территории Сибири. Производство соды будет расти в 70-е годы 19 века из за спроса на стеклянные изделия, резиновые изделия и хлебобулочные изделия. На основе работ русских химиков в 1868 году промышленником Лихачёвым  в г. Лаишеве Казанской губернии был построен аммиачно-содовый завод мощностью 2,5 т/сут, пущенный намного раньше подобных предприятий в европейских странах. Директор этого завода инженер - химик И. Я. Тисс, учитывая отсутствие в России производства аммиака, разработал способ, в котором аммиак получали переработкой отходов кожевенного производства. Технологический процесс в общих чертах состоял в растворении  сухой поваренной соли в аммиачной воде и пропускании в рассол углекислого газа в аппаратах периодического действия. Для уменьшения потерь аммиака при его выходе из аппарата была усовершенствована система поглотителей. Однако из-за больших потерь соли и аммиака при их высокой стоимости завод просуществовал только 4 года. В 1883 году  крупный аммиачно-содовый завод производительностью  6 тыс. т соды в год был построен в Березниках на базе Соликамского месторождения поваренной соли, окончательно похоронив производство соды в России по методу Леблана в Барнауле. Инициатор строительства завода — владелец солеварен в районе Березников И. И. Любимов, во время одной из своих поездок за границу заинтересовался аммиачно-содовым производством и заключил с фирмой Сольве договор на 20 лет. Завод имел хорошее оснащение,  располагал 12-тью паровыми котлами, 2 паротурбогенераторами. Количество работающих -1250 человек. Позже, в 1891 году, акционерное общество Любимов, Сольве и Ко откроет еще один завод в Донецке. По механизации отдельных звеньев производства в начале XX века завод находился на более высоком уровне по сравнению с другими предприятиями общества Сольве, находящимися в других странах. Достаточно отметить, что здесь было применено подземное растворение каменной соли, и рассол с места добычи передавался на завод по 38-километровому трубопроводу. Аммиачную воду получали при коксовании каменного угля утилизацией с коксовых печей Донбасса. В 80-е годы с участием финансов Германии будет открыто предприятие  «Южно - Русское общество для выделки и продажи соды и других химических продуктов» в Славянске.

К концу 80 годов 19 века фабричное производство нарастает быстрым темпом, увеличивается ассортимент товаров. Вместо устаревших производств появляются принципиально новые, на которых каждый пятый инженерно-технический специалист имел высшее образование. Кроме производств серной кислоты и соды развивались свечные, мыловаренные, купоросные, красильные, салотопенные, фарфоровые, фаянсовые производства. Успешно функционировали уксусные, сургучные, бумажные, спичечные фабрики. Возник симбиоз промышленности. Красильные производства строились рядом с ткацкими фабриками, как например, Ликинская мануфактура и трикотажные мануфактуры поволжских немцев Шмидтов, Борелей и Рейнеке в Саратовской области, выпускающих ткани сарепту и сарпинку. В крупных городах, например, в Санкт-Петербурге появились химчистки, производства помады, ваксы, одеколона, чернил. Краски (белила, чернядь, сурик) выпускал завод Фомы Друри. Листовое стекло варили на 17 заводах, а стеклянную посуду: бутылки, полуштофы, стаканы, графины производили на заводе Митрофанова. Герцог Лейхтенбергский в 1844 году основал гальванопластический завод, на котором осуществлялось золочение барельфов, скульптур для Исаакиевского собора.

Первый отечественный завод мыла и стеарина было организован в Казани купцами Крестовниковыми в 1855 году. Причинами возникновения завода стали распространение капиталистического способа производства вглубь страны, франко-британская военно-морская блокада, потребность в дешевых осветительных приборах. Полученные знания во время стажировки в Великобритании, братья Крестовниковы применили на заводе, внедрив новые методы хозяйствования. Введена сдельная форма оплаты и премирование, построена больница для работников завода. Тесное сотрудничество фабрикантов и ученых химиков стало залогом успеха строительства завода. Технический проект завода был создан профессором Модестом Киттары, который внедрил метод промышленной сапонификации. Налажено собственное производство азотной и серной кислот. Завод был универсальной промышленной площадкой, его посещали братья Зайцевы, А.М. Бутлеров, С.А. Фокин, А.Е.Арбузов.

В 1874 году при активном содействии купца С.Д. Башмакова в Казани был построен завод по выработки так называемого «светильного газа» из каменного угля и газгольдер. Основа этого газа -бензольные соединения, которые при горении выделяли свет. Первоначально газовыми фонарями освещали театры, государственные учреждения, тротуары. В Москве, Санкт-Петербурге и Харькове подобные заводы работали уже 20 лет и самым крупным был Московский газовый завод.

Постепенно развивалась промышленность и Уральского региона. Помимо Березниковского содового завода  В 1887 году построен Богуславский химический завод, который производил хромовые соли. В 1901 –Воздвиженский химический завод, штат которого достигал 65 человек. В 1907 году – Полевский химический завод. В 1910 году построен Нейво-Рудянский завод, на котором освоено производство серной кислоты контактным методом. Также действовал Шайтанский химический завод построенный АО «Шайтанских горных заводов» и перерабатывающий хромистый железняк.

К 1913 году основная химическая промышленность Уральского региона была представлена десятью заводами. Они выпускали 20% всей соды Российской Империи, 37% хромовых солей, 5% всей серной кислоты.

Около 37 химических производств  располагалось в Варшавской губернии, находящейся в Российской Империи, где не было крепостного права и образованных людей было на порядок больше. В основном это производство красок: масляных, анилиновых, типографских, сухих минеральных, ультрамарина, бакан, одеколонов, духов, туалетного мыла.

Химическая наука в 19 веке. С формированием профессиональной среды ученых-химиков возникало естественное желание обмениваться информацией. В 1878 году было образованное Российское физико-химическое общество помогало молодым ученым в обмене знаний, технологиями. Общество имело около 20 непостоянных членов, которые выпускали собственный журнал. Наиболее известны такие химики как А.А. Воскресенский, А.П. Бородин, Д.И. Менделеев, Н. Меншуткин,  Промышленник Демидов учредил в 1832 году премию для молодых ученых. Полная премия составляла 1200 рублей, ее лауреатом был казанский химик Карл Клаус, который получил рутений в 1844 году. Российские ученые химики, также как и Ломоносов продолжали стажироваться за рубежом. Дмитрий Иванович Менделеев, например, стажировался в Гейдельбергском университете, где он знакомится с Р.Бунзеном, ГКирхгофом и другими. Он участвует в первом Международном химическом конгрессе в Карлсруэ. Как и в 18 веке опыт российских ученых помогал в организации химических процессов в Европе и России. По методу А.И. Базарова, было реализовано первое производство мочевины в Германии. Прогрессивный способ получения нитроглицерина, разработанный Зининым Н.И способствовал созданию завода мощных боеприпасов. Д.И. Менделеев в 1869 году сформулировал периодический закон и периодическую систему химических элементов на его основе. Новые производства из-за отсутствия специалистов не создавались, лишь реформы образования, проведенные императором Александром II позволили сформировать очень небольшой рынок отечественных квалифицированных инженеров-технологов, инженеров-механиков. Высшие технические университеты в Санкт-Петербурге, Харькове и Томске не покрывали всех потребностей в специалистах. Платные технические училища были недоступны для большинства населения, поэтому дефицит образованных специалистов оставался причиной слабого роста всей российской промышленности. 

Добыча и переработка нефтепродуктов. Нефть является ценным сырьем для получения многих химических компонентов, поэтому было несправедливо не рассказать о разработках российской нефти. Первые упоминания о обнаружении нефти на территории России относятся к XV веку. Именно тогда на севере, в стране Коми, расположенной в бассейнах рек Печоры и Вычегды, на реке Ухте местные жители находили на поверхности реки огромные масляные пятна, которые поднимались со дна. В 1684 году месторождения «черного золота» обнаружены в районе Иркутского острога. В 1721 году рудознатец из Мезени Григорий Черепанов нашел нефтяной ключ, капельный выход нефти со дна реки Ухта и подал донесение в Берг-коллегию. Царь Петр 1 дал импульс и сам внес существенный вклад в обустройство первого в России государственного нефтепромысла. 5 мая 1721 года издал специальный указ: «По указу великого государя  и по приговору Берг-коллегии по доношению мезенца Черепанова нефтяной ключ… по Ухте речке  велеть освидетельствовать и и учинить из него пробу… и тою нефтяную пробу прислать в Санкт-Петербург в Берг-Коллегию ради подлинного рассмотрения». После проведения исследований  8 бутылей добытой нефти Петр 1 издает указ в котором велит обустроит месторождение и «записывать сколько в час или в сутки оной нефти один человек может начерпать». В 1748 году в лаборатории Берг-коллегии была осуществлена перегонка и получен керосиноподобный нефтепродукт. Предшественником «большой нефти»  является битум или гудрон или «горная смола». Первые известные упоминания о его разработке на территории Татарстана относится к началу XIX века.  Тогда же получил развитие самый известный битумный рудник-Шугуровский, который находится в Лениногорском районе и действовал до 1943 года. Здесь из горы посредством штолен добывался битуминозный песок, который затем перерабатывался на Шугуровском нефтебитумном заводе. В 1913 году английская компания «Казан Ойл Филд» начала добывать битум на Сюкеевском месторождении. Ее работники копали глубокие колодцы, глубиной до 110 метров.  Исследования нефтей, проведенными В.В. Марковниковым и наработки В.Г.Шухова по основам создания подъема и перекачки нефти позволили в 1879 году шведскому «Товариществу производства нефти братьев Нобель» начать эксплуатацию крупного нефтяного Биби-Эйбатского месторождения на территории сегодняшнего Азербайджана. Кроме нефтепереработки, компания наладила  собственное производство  серной кислоты и кальцинированной соды. С помощью предприятия «Электрическая сила», где работал Леонид Красин, была построена электроподстанция снабжавшая и месторождение и город, расположенный неподалеку.

Химическая и электротехническая промышленности стали основными отраслями которые в Российской Империи были в руках иностранных компаний. Вначале английских, а затем немецких. Двенадцать крупных химических производств, в городах как Москва, Киев, Одесса, Ростов были построены на деньги немецких  компаний, например гамбургской компанией А.Ауэрбаха. 

  • Крупнейший из трех существующих заводов резины был учрежден Фердинандом Краузкопфом в Санкт-Петербурге в 1860 году.
  • Пороховые завода -2
  • Нефтеперегонные завода -2 
  • Содовое производство -1 (фирма BASF)
  • Производство ализариновых красок и анилина 1

Но самой конкурентной отрасли химической промышленности вскоре будет уготована стать одной из самых передовых.

Империя Николая Второва

Николай Второв был самым богатым человеком Российской Империи, его называли «сибирским Морганом» и он может считаться отцом отечественной химической промышленности. Идея развития отечественных красителей пришла к Николаю Второву перед Первой Мировой войной и начал он с разработок российских красок. Как известно, все существовавшие до этого принадлежали немцам. Чуть позже будет образовано Российское Общество химической промышленности «Русско-Краска» и  Российское общество коксовой промышленности и бензолового производства «Коксобензол». Заводы красителей в Рубежном и Подмосковье приносили огромную прибыль, которая была немыслима в других отраслях.

К началу 20 века европейские капиталистические страны, такие как Германия, Франция, Италия имели территориальные, торговые, национальные претензии друг к другу и постепенно скатывались к вооруженному конфликту. Химическая промышленность России в началу 20 века имела небольшие химические производства с максимальной численностью 50 человек, выпускающие потребительские товары: различные краски и чернила, духи, одеколоны, мыло, свечи, «светильный» газ, ваксу, спички, подошвы для обуви. Крупные производства: производства серной, азотной кислоты, резиновых изделий, содовые производства имели штат около 500 человек и сильно зависимы от завозного сырья. Из-за отсутствия хорошего дорожного сообщения сера и серный колчедан для производства серной кислоты завозилось из Испании, Чили, Португалии, Швеции, сало из производства мыла –из Северной Америки, каменный уголь для производства «светильного газа» из Кардиффа. Собственного химического машиностроения в стране не было поэтому ёмкостное оборудование: дисольверы, аппараты с мешалкой, теплообменники завозились из Бельгии, Германии итд.

Продолжение следует…

    Ваш email не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.