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龍騰世紀 第一百九十二章 合成氨,專利陷阱 文 / 沉迷

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    轉爐煉鋼對於氧氣的需求是海量的,所以隨著轉爐的建造,氧氣的工業提取也就登上了日程。

    工業部採取兩個方案,一個是電解水,一個是壓縮空氣。

    電解水產生的氫氣可以供應其他行業的需求,無論是生產上還是生活上都可以大量的利用。

    飛艇製造廠也需要大量的氫氣作為氣囊的填充物。而氫氣實際上在工業部的眼中最重要的是用來合成氨。

    雖然合成氨的原理已經弄清楚了,但是並不是一下子就能完成整個合成氨工業化的研究。實驗室生產和工業化生產完全是兩個方面的事情。

    而之前為了合成氨工業和飛艇工業的研究,工業部已經在青島和日照的中間沿海城鎮膠南建立了電解水工廠,獲得了大量的氫氣同時,也能為即將建成的轉爐鋼鐵廠提供充足的氧氣。

    不過這樣以來,對於電力的需求就大為旺盛。好在現在山東已經建立了初步的電力網,大量的火電廠和水電廠風力電廠以及幾個潮汐發電廠提供足夠的電力使用。

    同時這些發電廠的建成也為各大工廠提供了足夠的動力開動機器。

    電解水工廠建立的很快,對於技術上的要求並不高,但是科技部對此還是不太滿意。

    工業生產則需考慮原料是否易得、價格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生產以及對環境的影響等。

    因為電解水工廠對於當地水資源耗損過大,消耗的電能太過嚴重,即使現在膠南有足夠的電力可以使用,但不代表將來有足夠的電力使用。

    而兩座鋼鐵廠對於氧氣的需求簡直是無止境的,電解廠的生產速度卻不能肆意提升,否則除非山東半島的兩座大型發電廠的電力都要分處很大一部分份額供給電解水工廠了,那會影響其他工廠的電力需求。

    在未來這兩座鋼鐵廠的年產量是1600萬噸,而不是16萬噸,對於氧氣的需求不是幾萬噸,而是幾十萬噸甚至更多。

    在這樣的情況下,開始了壓縮空氣的研究。

    壓縮空氣看起來更簡單,空氣中21%都是氧氣,這不是更方便麼?直接從不要錢的空氣中壓縮出來就行了。

    實際上,壓縮空氣發對於工廠的設備要求極高。

    因為任何液態物質都有一定的沸點,人們正是利用了物質的這一性質,在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態,然後蒸發。

    由於氮的沸點是-196c,比液態氧(-183c)低,因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來,剩下的主要就是液態氧了。為了便於貯存、運輸和使用,通常把氧氣加壓到15000kpa,並貯存在鋼瓶中。而對於鋼鐵廠則是直接的輸氧通道。

    這樣生產出來的另一個產物氮氣則可以跟氫氣進行合成氨工業的生產。

    工業化生產,從來就不是單一的為了一種物資生產的,而是互相關聯。壓縮空氣取得氧氣和氮氣,還有少量的稀有氣體。

    而電解水得到氫氣和氧氣。

    氧氣提供給煉鋼廠,剩餘的氣體則合成氨,而在合成氨時,稀有氣體又能被分離出來進行進一步的生產。

    採用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣,由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經分離及純化,制得99.99%的純氦氣。

    這種提取出來的氦氣又可以供給其他部門需求,雖然產量極小,極小。

    分凝法的發展前景巨大,相對來說,消耗的資源更是極小,並且不會造成環境污染,從空氣中吸收空氣怎麼會污染環境?

    這種方法的設想一提出來後就受到了科技部的大力支持,為此科技部調集了大量的相關方面的資料出來供科研所參考。

    這種方式對環境產生的影響最低,對資源消耗最低,產量也是最大,但是對於技術的要求卻是最高。

    壓縮空氣的金屬設備,製冷設備已經達到了極限。但是以目前的技術還是達不到這個要求。

    現在的問題又轉回了青島特種金屬研究所。

    在沒有更好的技術出現之前,工業部只能採取加大,加厚工業設備達到這個目標,真正能派的上用場的特種合金也不是一朝一夕能研製出來的。

    氨的合成是一個放熱、氣體總體積縮小的可逆反應。

    根據化學反應速率的知識,得知升溫、增大壓強、及使用催化劑都可以是合成氨的化學反應速率增大。

    研究表明,在400°c,壓強超過200mpa時,不使用催化劑,氨便可以順利合成,但實際生產中,太大的壓強需要的動力就大,對材料要求也會增高,這就增加了生產成本,

    從理想條件來看,氨的合成在較低溫度下進行有利,但溫度過低,反應速率會很小,故在實際生產中,一般選用500°c。

    採用鐵觸媒(以鐵為主,混合的催化劑),鐵觸媒在500°c時活性最大,這也是合成氨選在500°c的原因。

    最後,制得的氨量也不算多,還可以採取迅速冷卻,使氣態氨變為液態氨。也可原料重複利用。

    但對於合成氨反應中的鐵催化劑,o2、co、co2和水蒸氣等都能使催化劑中毒。

    但利用純淨的氫、氮混合氣體通過中毒的催化劑時,催化劑的活性又能恢復,因此這種中毒是暫時性中毒。

    相反,含p、s、as的化合物則可使鐵催化劑永久性中毒。

    催化劑中毒後,往往完全失去活性,這時即使再用純淨的氫、氮混合氣體處理,活性也很難恢復。

    催化劑中毒會嚴重影響生產的正常進行。工業上為了防止催化劑中毒,要把反應物原料加以淨化,以除去毒物,這樣就要增加設備,提高成本。

    因此,研製具有較強抗毒能力的新型催化劑,是一個重要的課題。

    不過在目前的條件下,對於這個研究新型催化劑是一個長遠的事情。

    而在目前的壓縮工藝生產氮氣分離時得到的卻是純淨的液態氮。只要控制好電解水得到的氫氣質量,完全不用擔心催化劑過快中毒的問題。

    西元1901年9月17日,山東半島第二座電解水工廠--鰲山灣電解水工廠正式成立,35天後,正式產出高純度的氫氣和氧氣。年產量分別為氫氣兩萬噸,氧氣16萬噸。

    西元1901年10月22日,山東萊西冷凝空氣工廠正式成立。53天後,正式產出高純度的液態氮和液態氧。年產量分別為液氮78萬噸,液氧21萬噸。至於氦氣……現在的技術真的達不到這個標準,那是快接近極限了。

    西元1901年12月19日,山東萊西合成氨工廠正式成立。81天後,正式產出氨氣,並且氨氣的出產率達到了2%這個預期目標。年產液氨2萬噸。

    合成氨技術的成熟完全是一個意外,原本預計需要5年的時間才能完成整個的研究設計,實際上,只花了兩年的時間就完成了整個的研究過程。

    這就是有著科技部這個強大後盾支持的最好證明,無論是轉爐研究,還是合成氨研究以及其他技術。

    只要打了申請,科技部會以最快的速度從全世界各國弄來最新式的專利技術,不管這技術是偷也好,買也好,甚至強搶也好,只要能弄到手就行。

    合成氨原本在德國就已經有了比較好的研究基礎,歷史上德國化學家哈伯從1902年開始研究由氮氣和氫氣合成氨合成塔直接合成氨。於1908年申請專利,即「循環法」,在此基礎上,他繼續研究,於1909年改進了合成,氨的含量達到6%以上。

    這還是哈伯手上條件有限的情況下研究出來的,一個人或者幾個人的研究。

    跟幾十人幾百人外加數以百計的外圍人員共同努力並得到海量的技術支持,那研究速度絕對是不一樣的。

    合成氨的專利,被科技部秘而不宣,就連一起參與研究的人也被下了禁口令。但是同樣,每個參與的科技人員都得到了大量的報酬,幾名起到重大作用的科學家還得到了申請三龍科技勳章的機會。

    氨對地球上的生物相當重要,它是所有食物和肥料的重要成分。

    氨也是所有藥物直接或間接的組成。

    氨廣泛應用於化工、輕工、化肥、製藥等行業,同時氨氧化法更是制取硝酸的一個重要方法來源。

    由於氨有廣泛的用途,完全能成為一個能影響國家工業發展的數據。尤其是制取的硝酸更是**炸藥的主要原材料之一。

    第一時間軍政府就命令全面封鎖合成氨成就,連在國際專利的註冊上都不得進行。而調查局也密切關注世界各國的合成氨進展,只要其他國家尤其是德國合成氨如果得到突破性的進展時,才會搶先一步申請專利,以防其他國家得到這其中驚天的利益。

    轉爐煉鋼法的專利可以申請,而合成氨的專利卻不能去申請,這兩者相反的待遇讓很多人不解。

    「之所以公佈轉爐煉鋼法,是因為世界各國目前鋼產量很大,很多國家本身已經有了這個鋼鐵生產的基礎,而且我們煉鋼技術的革命外人一眼就能看出來。因為我們的鋼鐵廠規模,年產鋼鐵量,年消耗的鋼鐵量,每年運輸多少鐵礦砂等等,都很容易被外人查的清清楚楚。我們的專利不過是讓他們改用這種煉鋼方法給我們提供大量的外匯資金而已。」

    「而合成氨不一樣,只要合成氨沒有出現在世人的面前,所有國家工業上得到硝酸的唯一辦法就是使用硝石。這會浪費他們的大量資金,以及他們的硝酸產量嚴重受到限制,至於化肥方面,更是使得他們的農業產量始終處於一個低谷。」

    「如果這些國家得到了這個技術的話,可以想像的到,我們僅僅是得到了一些資金,而這些國家無論是在軍事工業上,還是化學工業上都能得到長足的發展。我們必須把他們的發展速度遏制住,至少要在我們可以接受的範圍之內。」

    「所以,至少在五年內我們不能公佈這個專利,等五年後,我們用這個專利和其他國家換取更大的利益,而不僅僅是這紙面上的東西。」

    國家科學技術部部長柴鈺對此很是不解,納悶地問道:「主席?還有什麼利益能比的上這個專利費用更大?」

    王紹楓微微一笑,帶著眾人來到掛在牆上的巨幅地圖前,說道:「在五年內,我們要對俄羅斯發起國戰,收服我們的失地。到時這一仗只要要把俄羅斯打回歐洲去,我們的國境線將會被推延到烏拉爾山。」

    「如此巨大的疆土被我們直接吃下,肯定會招致世界各大列強的不滿,甚至可能會對我們發起威脅,或軍事威脅,或經濟威脅,要求我們退出一部分疆土,以免俄羅斯被消弱的太過厲害。」

    「到時我們面對的是全世界的國家,甚至連我們的盟友德國也可能表示不滿,一旦俄羅斯縮回了歐洲,自然會導致德國受到的壓力大增。這個時候我們把合成氨專利拋出去,利用這中間巨大的利益去遊說英法美三國在我們和俄羅斯之間至少保持中立,而德國得到了合成氨技術後也會轉而支持我們,畢竟合成氨代表的一個是軍事一個是民間工業,價值不是簡單的其他工業技術能計算的清的。」

    柴鈺還是有點鬱悶:「主席,可這一下子給出的利益也太大了點吧?」

    「哈哈哈哈,你們啊,只看得到這蠅頭小利。我們拋出的是最初級的合成氨工藝,現在的生產比例是2%,等幾年後,我們能達到5%或者更多,那些國家會怎麼樣?我們拋出第一代的專利技術,行,可以免費,但是第二代第三代就必須要花錢了。只要我們把後續專利註冊完整了。你覺得他們是願意一直用不要錢的一代技術生產,還是願意花費一定的代價得到二代技術?」

    周圍眾人眼睛大亮,這是專利陷阱啊,只要那些國家一旦中計,就不得不跳進這個坑裡,這是陽謀,即使那些國家明知道這樣,也必須要低下腦袋認賬。

    「同樣,在其他專利技術也是一樣,我們要形成一個這樣的科技結構。國外先進國家基本上是使用一代專利技術,我們對他們銷售二代專利技術,我們自己使用三代專利技術,我們的研發機構在研究四代專利技術。只要我們的專利層層把關,就能死死的限制住他們的科技發展,無論他們怎麼樣的研究,始終逃不出我們規定的範圍。」

    「那樣的話,我們才能真正的算得上世界科技大國,世界最先進國家了。當然,這不是一朝一夕能做到的事情,需要我們的科研人員一代接一代的研究發展,掌握了先進的科技,才能讓我們處於不敗之地。」

    一番話說的眾人無不佩服的五體投地,這很正常,專利陷阱的出現,在後世也是在**十年代才出現,這個時期,基本上專利就是專利,專利陷阱,根本沒有人能想的到。

    而王紹楓等於超前**十年提出這個概念,可以想像的到對於眾人的思想產生了一個多麼大的打擊,尤其是科技部的人員,更是如同腦海中打開了一個新的天地。

    「所以,我們現在還要不停的在世界各國發掘出他們優秀的人才,優秀的科學家,把他們請來為我們所用,為我們的國家發展發揮出他們的聰明才智。」

    「現在世界各國對於科學家的重視不算很高,對科學家的自身防衛工作還很鬆懈。我們要在這個時候抓住機會大量的引進科學家,正當請來的,研究方向可以面對外界的,就在這裡研究。用特殊辦法請來的,就送到冰港科研所去。去給我們國家秘密研究科技。」

    「這樣的話,我們等於截斷了西方科技的大腦,從他們的科技中吸取營養,枯竭他們,壯大我們自身,長此以往下去,我們何愁不能壯大?」

    「在以後,我們不能僅僅只滿足於一個冰港科研所這個尖端科技研究機構,還要建更多的尖端科技研究機構,我預想的是未來,我們擁有5-6個尖端科技研究機構,擁有數千名尖端科學家,數萬名高級工程師,數萬名高級技術員,共同組成我們華夏共和國的頂級絕密科研機構。」

    「然後在正常的外界社會中,我們擁有數萬名科學家,數十萬名高級工程師等人才組成第二梯隊科研所。再下面是更多的大學研究院教授等人才,組成我們一個龐大的金字塔科研體系。為我們華夏共和國的未來科技發展提供源源不斷的發展動力。」

    「對於科技的追求,我們永遠不滿足,對於擴張,我們也永遠不停止,對於發展,我們永遠不會停頓,這才是我們華夏共和國屹立世界巔峰的關鍵所在。」

    「這不僅僅是我們這一代人的任務,也是後續無數代的任務,只要有能力,能為我們所用,那就請過來,如果不能,那就盡早想辦法反制對方。對於科技,我們要有著人無我有,人有我優的決心去發展,這能讓國家越來越強大。」
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