化学在经济中的作用(化学化工在国民经济中起什么作用)
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化学工业的发展对于一个国家有何重要意义?
化学在人类的日常生活、工农业生产中都发挥着重要的作用,化学极大地促进了工农业生产的发展,丰富了人民的生活,人类的衣食住行都离不开化学。人类研究化学的意义在于它能满足人们的物质生活需要,进行化学实验和建立化学理论,认识化学变化的规律性,归根到底是为了指导物质资料生产,满足人们物质上的需要,其目的就是为了开发新能源、新材料、新流程,为了增产粮食,增进健康等等。而化学工业恰恰在工农业生产中发挥着这样的作用。例如硫酸工业在国民经济中占有重要的位置, 硫酸工业是许多工业部门的基础, 它的产量在一定程度上标志着一个国家工业的发达程度;合成氨工业在人民生活和工农业生产中发挥的作用是其它工业不可替代的, 氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方法,氨则是进一步合成含氮化合物的最重要原料,合成氨工业是硝酸工业、硝酸盐工业以及化肥等其它工业的基础,它的发展会促进其它化学工业的发展;氯碱工业是基本化学工业之一,它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位;化肥和农药工业对于农业的发展所做出的贡献是重大的,他们极大地促进了农业的增产与农业新品种的增
化工行业对一个国家有什么意义
化学工业在各国的国民经济中占有重要地位,是许多国家的基础产业和支柱产业。但是由于化工行业门类繁多、工艺复杂、产品多样,生产中排放的污染物种类多、数量大、毒性高,在产品加工、储存、使用和废弃物处理等环节中,也都可能会产生大量有毒物质,影响生态环境,因此,化学工业是污染大户。化工行业是一把双刃剑,有利也有弊。
拓展资料:
1、化学在人类的日常生活、工农业生产中都发挥着重要的作用,化学极大地促进了工农业生产的发展,丰富了人民的生活,人类的衣食住行都离不开化学.人类研究化学的意义在于它能满足人们的物质生活需要,进行化学实验和建立化学理论,认识化学变化的规律性,归根到底是为了指导物质资料生产,满足人们物质上的需要,其目的就是为了开发新能源、新材料、新流程,为了增产粮食,增进健康等等.而化学工业恰恰在工农业生产中发挥着这样的作用.例如硫酸工业在国民
2、经济中占有重要的位置,硫酸工业是许多工业部门的基础,它的产量在一定程度上标志着一个国家工业的发达程度;合成氨工业在人民生活和工农业生产中发挥的作用是其它工业不可替代的,氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方 。
3、用是其它工业不可替代的,氨的合成是人类从自然界制取含氮化合物的最重要的方法,氨则是进一步合成含氮化合物的最重要原料,合成氨工业是硝酸工业、硝酸盐工业以及化肥等其它工业的基础,它的发展会促进其它化学工业的发展;氯碱工业是基本化学工业之一,它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位;化肥和农药工业对于农业的发展所做出的贡献是重大的,他们极大地促进了农业的增产与农业新品种的。
为什么学经济的要学化学呢?
化学与经济的联系
化学史实一再表明,无论是从一个国家的科技发展来看,还是从科学家本人的研究工作来看,化学进步与经济增长之间都存在着辩证的互动关系。在对这种关系进行理论分析时,我们可以借鉴国外学者关于科技进步对经济增长的作用的研究成果。
一、几个化学史上的案例
门捷列夫之所以能发现元素周期律,是与他研究工作中体现出来的时代精神(注重科学与工业相结合)分不开的。从1861年开始,他就致力于翻译被后人称为化学技术百科辞典的《华格纳化学工艺学》。次年,他应邀前往巴库和劳拉罕内地区油田考察了近一个月后,向石油工厂主提出了两项建议:其一是引进新的科学技术,改变运输的落后状态,铺筑由炼油厂到码头的输油管道;其二是依靠科学技术,建造运载煤油的专用船只。这种对化学工业的实地考察拓展了门捷列夫的研究领域。他借助化学分析法,分析、测定了283种液体及其它物质的性质和原子量之间的关系。他把提高科学的生产力看成是自己的最大愿望。可以说,注重基础研究和工业应用的结合,注重理论分析和实验操作的结合,造成了他在化学研究中作出重大的贡献的优势。他先后考察过法国、德国、比利时和美国的化学工业,并致力于用化学知识改善俄国石油生产的落后状况,还就煤的地下气化和采掘问题发表了若干具有独到见解和经济观点的论文。
从化学研究手段看,化学分析法在新元素的发现和元素周期律的建立过程中,具有举足轻重的作用。在拉瓦锡时代,化学分析法已成为化学研究的基本方法。随后,从化学角度看,道尔顿原子论推进了化学分析法的发展,因为对原子量的精确测定对化学分析法提出了更高的要求;从工业角度看,英国工业革命和欧洲大陆采矿业的发展对化学分析法的广泛应用产生了积极的影响。化学分析法的迅速改进和广泛应用导致18世纪末、19世纪初22种新元素的发现。同理,在科学和工业的双重推动下,电化学方法应运而生,并导致大量新元素的发现。铝就是在此期间由丹麦科学家奥斯特(Hans Christian Oersted)发现的(1825年),当时得到的是粉状铅。过了两年,德国的维勒(F.Wöhler)又制取了块状铝。此后若干年里,铝都是一种贵金属。拿破仑三世曾为工业制铝研究提供了大笔拨款。1854年,人们发现了用还原氯化物制取铝的方法。到1886年,由于人们发现了通过电解铝矾土的氢氧化铝制取铝的方法,制铝工业获得了迅速发展,铝的价格不断下降,铝的产量不断上升。
在门捷列夫研究周期律的同时,德国有机化学的迅速发展为它取代英、法而成为世界经济强国找到了突破口,由此发展了合成化学和高分子化学工业,为近代大生产提供了各种新材料。这个突破口就是煤化学工业。如何利用炼焦生产中的排出物煤焦油,是煤化学工业迅速发展的关键,也是有机化学迅速发展的动力之一。美国大约在1810年开始利用高温分解各种有机物所得到的煤气来照明,不久煤焦油就成为照明气的主要来源。继伦敦在1813年建立起煤气厂后,巴黎和柏林在1815年,纽约在1825年都建立起了煤气厂。大约在1815年,人们从煤焦油中分离出了轻油和重油,前者可用作胶制品的涂料,后者是有效的木材防腐剂。
依照导师李比希的建议,霍夫曼致力于轻油的研究。1843年,当他把漂白粉加入轻油时,发现其中含有苯胺。由此,他想:能否从轻油中提取苯胺?后来由于发现轻油中苯胺含量太少,霍夫曼选择了这样的途径:先从轻油中提取苯,再由苯制取苯胺。在此基础上,英国的柏琴制成了苯胺紫染料。接着,他和他的父亲在伦敦效外建起了苯胺染料厂。柏琴既从事生产管理,又致力开发研究,还解决了许多技术工艺问题(如苯的提纯,硝基苯的工厂制取,改用铁制防爆容器代替玻璃容器等)。在1862年伦敦举办的国际展览会上,以煤焦油为原料制成的各种苯胺紫染料成了英国的骄傲。但此后不到10年,德国便跃居于染料生产国家之首,并在第一次世界大战以前一直控制着染料生产的发展。①“德国大学培养的从事创造性研究的化学家数量日益增多,是造成这种繁荣景象的主要原因。随着生产药物和染料的大工业的建立,那些培养出一批批化学家的教授纷纷被聘为顾问。他们不仅用科学方式指引工厂向前发展,而且还把工业生产中遇到的问题带回实验室去,用这些新课题来训练学生。他们在工业实验室里看到越来越多的半成品,也就是合成某新化合物的中间产物。大学实验室里对这些中间产物进行的研究,往往就是发明前所未有的新合成法的起点。19世纪末期,德国的理论化学和工业化学都已执世界牛耳,在理论化学和实用化学的共同推动下,各国学生大批涌进德国大学。”②
在德国染料工业的飞速发展中,凯库勒的贡献显示了化学理论的巨大威力。他关于苯分子结构的理论加深了人们对苯胺及一系列芳香族化合物的认识,为有目的、有计划地设计和合成染料奠定了理论基础。1868年,瑞伯(C·Graebe)和李别尔曼(K·T·Liebermann)发现茜素是蒽醌的二羟衍生物,并根据凯库勒的结构理论了解到蒽的三组龟壳迭加结构,成功地合成了茜素。第二年德国就开始了合成茜素的工业化生产,其规模迅速扩大,以致完全取代了茜草种植园的生产。凯库勒理论还帮助拜耳(A·Baeyer)确定了靛蓝的分子结构,并于1879年制成了靛蓝结晶,为加速德国染料工业的发展做出了重大贡献。
二、化学与经济的互动
由上述案例可见,无论对一个人的研究工作(如门捷列夫),对一种元素的认识和利用(如铝),对一种化学方法的改进(如化学分析法),对一个国家化学技术和经济的发展(如德国),都体现出化学与经济之间的互动关系。
首先,经济生产活动是化学研究的基本动因。一方面,经济生产为化学研究提出课题,推动化学发展。例如,英国工业革命以后经济的发展提出了精确分析矿石成分的研究课题,促使化学分析法迅速得到改进和发展。同样,如何利用煤焦油的研究课题也是在经济生产活动(炼焦生产)中提出来的。这一课题的深入研究导致了德国有机化学理论和有机化学工业的突飞猛进。另一方面,劳动工具的改进,工艺技术的提高,也是化学进步的动力之一。门捷列夫为实现提高科学生产力的愿望,向石油工厂主提出改进工艺技术的建议,发表关于改善煤的地下气化和采掘技术的论文等,与他发现元素周期律是相辅相成的。德国化学家把工业生产中遇到的问题和半成品带回学校实验室去,既培养出一批批杰出的化学研究人才,又推动了德国有机化学的发展。
其次,化学的发展状况对经济生产活动起着巨大的制约作用。比如,化学分析法和电化学方法的产生都导致大量新元素的发现。由此,人们对铝的认识逐步深化,直到1886年发现了电解制铝法。正因如此,制铝工业才得到迅速发展,铝的产量不断提高,铝的价格不断降低。同样,没有凯库勒的理论,就没有合成茜素的工业化生产,也没有靛蓝染料的工业化生产。当然,化学要转化成直接的物质生产力,必须通过两条途径:一是技术环节,二是社会体制。化学的研究成果可以通过技术生产环节作用于劳动者、劳动资料和劳动对象,进而转化为直接的生产力,推动经济发展。化学对劳动者的作用在门捷列夫、柏琴及大批德国化学家身上得到了充分体现。这里实际上涉及教育问题。因此,上述案例所提到的德国化学教育的经验是值得深思和学习的。从劳动资料来看,化学成果要转化为直接的生产力,就必须变成“在机器上实现了的科学”。①如果门捷列夫对油田工厂主的建议实现了,即化学知识凝聚在输油管和油船上,那么化学成果就转化成了直接的物质生产力。化学研究向石油、矿石、元素、煤焦油、苯胺紫染料、茜素、靛蓝染料等的进军,是化学作用于劳动对象,转化为物质生产力的例证。至于社会体制,主要包括经济体制和科研体制。德国的经济振兴就与它整顿大学,兴办企业,为科学家提供优厚待遇和工作条件,制定合理的经济政策和科研政策等密切相关。
关于科学对提高劳动生产力的作用,马克思曾指出:“劳动生产力是由各种情况决定的,其中包括:工人的平均熟练程度,科学的发展水平和它在工艺上应用的程度,生产过程的社会结合,生产资料的规模和效能等,以及自然条件。”②马克思和恩格斯在《共产党宣言》中甚至还提到“化学在工业和农业中的应用。”①这些观点在现代经济发展的一系列研究成果中得到了充分体现。在这些成果中,包含着若干具体分析科学技术对经济增长的作用的方法。无疑地,这些方法有助于我们分析化学对经济的作用。下文所述便是这些方法中的一种。
三、经济发展中科技贡献度的估算
美国经济学家丹尼森(E.F.Densison)认为,一个国家的总收入在两个时期之间的变动,只有在它的产量决定因素发生变动时才有可能;找出这些因素,估计它们对产量变动的影响,是了解经济增长的先决条件。他借助统计法,发现经济增长主要决定于如下因素的变动;(1)就业人数及其年龄、性别的构成;(2)劳动时间;(3)就业人员的教育年限;(4)资本存量的多少;(5)知识进展状况;(6)资源配置;(7)规模的节约,并以市场扩大来衡量;(8)需求压力的强度及其短期变动的格局。②根据对美国1929—1969年间经济增长及其他许多国家经济增长的分析,丹尼森发现,在上述几个因素中,知识进展和就业人员受教育时间长是经济增长的主要源泉。在综合性的“知识进展”中,科学技术是重要因素。因此,知识进展对经济增长的作用从一个侧面反映了科学技术对经济增长的作用。在具体分析知识进展对经济增长的作用时,丹尼森没有直接估算知识进展对经济增长的贡献值,而是作为剩余额来估算的:从经济增长率中减去所有其它因素的贡献值,余额便是知识进展的贡献值。
让我们用一个简化的模型来说明这种估算方法。①首先假设现在的经济系统,(1)只有一种产品;(2)只有劳动和资本两项生产要素,而且它们由同质的单位构成;(3)要素的数量有增长,而质量无变化;(4)产品和要素均在完全竞争的市场上出售;(5)工资率等于劳动的边际产品,利息率等于资本的边际生产率;(6)没有技术变革;(7)没有规模的节约。
现在设y表示产量的增长率,k表示资本的增长率,l表示劳动的增长率,a表示资本在国民收入中所占的份额,b表示劳动在国民收入中所占的份额。于是,基本增长公式为:
y=ak+bl(Ⅰ)
例如,资本增长率为3%,劳动增长率为1%,资本在国民收入中所占的份额为1/4,劳动在国民收入中所占的份额为3/4,则年产量增长率为:
由(Ⅰ)式知,产量不能大于投入量,即产量的增长率不能大于要素的增长率;产量的增长率依赖于资本和劳动的联合增长,即依赖于总要素投入量的增长;每一要素对产量的贡献按其在国民收入中所占的份额来衡量。
定义(y-l)为按工人平均的产量增长率,(k-l)为按工人平均的资本增长率,则可由(Ⅰ)式导出:
y-l=a(k-l)(Ⅱ)
这表明,要使按工人平均的产量增长,必须使按工人平均的资本增长。比如由上例,按工人平均的资本增长率为2%,则按工人平均的产量增长率为:
根据上述公式,美国的一些经济学家测算了美国及西欧发达国家在较长时期内投入量与产量之间的关系,发现产量的增长率一般高于投入量的增长率。如投入量每年增长2%,而产量每年增长4%是常有的事。这个差额就是上文所谓“剩余额”,也就是除劳动和资本要素增长外其余一切促进产量增长的要素的综合效应,其中绝大部分来自科学技术的进步。丹尼森利用这种方法分析美国经济增长状况以后,得出了如下结论:美国的国民收入在1929—1969年间,平均每年增长3.33%,其中知识进展和教育两项的贡献共占40%左右。若分成两个时期,则国民收入在1929—1948年间平均每年增长2.75%,其中知识进展和教育的贡献占37%;国民收入在1948—1969年间平均每年增长3.85%,其中知识进展和教育的贡献占56.2%。
1972年,联合国欧洲经济委员会在分析50年代至60年代欧洲经济增长状况时,也采用了这种方法来分析技术进步的影响,其结果比50年代尚无此法时的分析要简明得多。
根据德国经济学家采用这种方法的分析,德国的经济在1850—1913年间每年平均增长率为2.6%,其中技术进步的贡献占42%。有人进一步分析“剩余额”,得出这样的结论:年增长率为0.1%可归于结构的影响(生产要素从生产率低的部门转向生产率高的部门),0.2%可归于教育年限的增长。一个德国经济学教授评论说:“在这种测算所依据的基本数字和所应用的技术中,自然是有许多缺陷的。但是这种测算方法毕竟对我们是一项伟大的贡献,“它使我们能把1850—1913年的德国经济发展,比以前更加轮廓鲜明地描绘出来。我们现在可以指出进展较快和进展较慢的时期中结构的变革和不平衡。
一般说来,由(Ⅰ)和(Ⅱ)式所表征的方法用于估算科学技术对经济增长的作用时,常有偏高的倾向。但因为它毕竟能提供有用的参考数据,所以在经济学界得到了广泛的认可和应用。因此,这种方法可以成为我们分析化学对经济增长的作用的参考工具。
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化学对经济发展的作用
化学工业的发展史
化学加工在形成工业前的历史,可以 从18世纪中叶追溯到远古时期,从那时起人类就能运用化学加工方法制作一些生活必须品,如制陶,酿造等。当时生产规模较小,技术落后,只能算是手工工艺。在这一阶段无机化工已初具规模,有机化工正在形成,高分子化工处于萌芽时期。
18实际中叶,英国发生工业革命,机器的出现促进了纺织工业,纺织物的漂白与染色技术的改进,需要纯碱,氯等无机产品,农业上需要化学肥料,采矿业需要大量炸药,因而使化学工业开始形成,并有一个较大发展。
18世纪40年代,英国一个用铅室法从硫磺和硝石中制造硫酸,此法几乎沿用了100多年。20世纪初,矾催化剂用于接触制硫酸工业化以来,接触法成为硫酸生产的主要方法。1783年,法国N·吕布兰提出了以食盐,煤、石灰石、硫酸等为原料的制碱法,此法综合利用原料,除了生产碱,同时还生产芒硝、硫代硫酸钠、苛性钠、盐酸、漂白粉等,形成了综合生产过程。所用的气体洗涤、固体煅烧、结晶、过滤、干燥等化工单元操作的设计原理沿用至今,成为化工单元操作基础。1861年,比利时索尔维实现了氨碱法制碱的工业化,使制碱生产连续化。由于氨碱法产品纯度高,价格便宜,而且取代了吕布兰法并成为纯碱的主要生产方法。中国著名换学家侯德榜与1938年开始致力于联合制碱法的研究,创造了侯氏制碱法。19世纪末叶出现电解食盐的氯碱工业。这样,整个化学工业的基础——酸、碱的生产已初具规模。
为了适应农业的发展,1841年开始了磷肥生产。1870年后星期了制钾工业。氨是在1754年由普里斯特利加热氯化铵和石灰石时发现,气候通过分析确定了氨的组成,在基础理论研究的基础上,经过100多年的努力,于1913年实现了氨的合成的工业化。1916年实现了氨氧化制取硝酸的过程。合成氨工业的出现,标志着化学工业进入了一个新的阶段,它不仅生产了廉价的氨和硝酸,而且为有机合成工业提供了良好的技术条件。
19世纪中叶,随着炼铁工业的发展和城市对煤气及工业燃料的要求,促进了炼焦工业道贺煤气工业的发展。其后又从炼焦副产品煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽、苯酚等化合物。这些物质是有机合成特别是燃料合成的重要原料。19世纪下半叶形成了以煤焦油为主题的有机合成工业,交谈、煤焦油的利用逐步形成了煤化学工业体系。
纺织工业发展起来以后,天然染料便不能满足需要;随着钢铁工业、炼焦工业的发展,副产的煤焦油需要利用。化学家们以有机化学的成就把煤焦油分离为、、、、蒽、菲等。1856年,英国人由合成苯胺紫染料,后经过剖析确定天然茜素的结构为二羟基蒽醌,便以煤焦油中的蒽为原料,经过氧化、取代、水解、重排等反应,仿制了与天然茜素完全相同的产物。同样,制药工业、香料工业也相继合成与天然产物相同的化学品,品种日益增多。1867年,瑞典人发明代那迈特炸药(见),大量用于采掘和军工。
农药使用很早,20世纪40年代,瑞士P·H·米勒发明第一个有机氯农药滴滴涕之后,又开发了一系列有机氯、有机磷杀虫剂,植物性荷尔蒙等,20世纪50年代又制成了氨基甲酸酯类农药如西维因等。这些农药毒性较大,对环境污染严重,因此,又研究开发了高效、低毒、不污染环境的有机杀虫剂,如拟除虫菌酯类、杀菌剂、除草剂及抗生素农药。
1854年,西利曼建立了原油分馏装置,随着汽油及柴油发动机的发明,促进了石油的开采和加工,1923年出现了减压蒸馏,使石油炼制发展成现代的加工工艺路线。
20世纪20年代开始兴起石油化学工业,在20世纪60年代得到了大发展,由此形成了第二次工业革命。许多石油化学品却带了人类日常生活的传统材料,提供了廉价物美的各种物品。在20世纪40年代,催化剂裂化生产 汽油及乳液聚合技术制取丁苯橡胶技术研制成功,推动了石油化工的发展。20世纪50年代,许多由煤化工制取的产品,包括烯烃、芳香烃、氨等都相继转为利用石油、天然气生产。目前已有90%以上的有机化工产品来源于石油、天然气,石油化学工业已成为非常重要的基础工业部门。
当时有机化学品生产还有另一支柱,即乙炔化工。于1895年建立以煤与石灰石为原料,用电热法生产电石(即)的第一个工厂,电石再经水解发生乙炔,以此为起点生产乙醛、醋酸等一系列基本有机原料。20世纪中叶发展后,电石耗能太高,大部分原有乙炔系列产品,改由为原料进行生产。
20世纪30年代,建立了高分子化学体系,高分子材料的化学工业得到迅速发展。1872年,制得了酚醛树脂,1938年,尼龙66实现了工业化生产,其后又相继发明了尼龙6,聚酯纤维。至今,涤纶和晴纶是合成纤维中发展最快,生产量最大的品种。20世纪30年代在美国实现了氯丁橡胶的生产,不久又生产出丁苯橡胶、丁腈橡胶。与此同时,聚氯乙烯、聚苯乙烯、高压聚乙烯、聚四氟乙烯又相继实现了工业化生产,塑料工业得到了迅速发展。至此形成了三大合成材料为主的高分子化学工业体系。专用化学品得到进一步发展,它以很少的用量增进或赋予另一产品以特定功能,获得很高的使用价值。例如食品和饲料添加剂,塑料和橡胶助剂,皮革、造纸、油田等专用化学品,以及胶粘剂、防氧化剂、表面活性剂、水处理剂、催化剂等。以催化剂而言,由于电子显微镜、电子能谱仪等现代化仪器的发展,有助于了解催化机理,因而制备成各种专用催化剂,标志催化剂进入了新阶段。
现代化学工业 20世纪60~70年代以来,化学工业各企业间竞争激烈,一方面由于对反应过程的深入了解,可以使一些传统的基本化工产品的生产装置,日趋大型化,以降低成本。与此同时,由于新技术革命的兴起,对化学工业提出了新的要求,推动了化学工业的技术进步,发展了精细化工、超纯物质、新型结构材料和功能材料从20世纪初至战后的60~70年代,这是化学工业真正成为大规模生产的主要阶段,一些主要领域都是在这一时期形成的。合成氨和石油化工得到了发展,高分子化工进行了开发,精细化工逐渐兴起。这个时期之初,英国G.E.戴维斯和美国的A.D.利特尔等人提出单元操作的概念,奠定了化学工程的基础。它推动了生产技术的发展,无论是装置规模,或产品产量都增长很快。。
近年来,高新技术和新材料发展迅速,如复合材料、信息材料、纳米材料以及高温超导体等的应用,给化学工业提供了更宽广的发展前景。化学工业的产品已深入到我们生活的各个方面,占有极为重要的地位。化学工业是国民经济的支柱产业之一,近年来中国的化学工业发展迅速,1997年增长大10.71%,今后还将优先发展石油化工、精细化工、农用化学品,并会成为人们提供更多的新产品。