книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980). Т. 2 Развитие отдельных отраслей химической промышленности

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ И ДРУГИХ ПРОДУКТОВ

ТОНКОГО ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Органические красители по масштабам производства сильно уступают почти всем другим видам химической продукции: для удовлетворения нужд текстильной, кожевенной, меховой, полиграфической, лакокрасоч­ ной, бумажной, обойной, резиновой, деревообделочной, парфюмерной про­ мышленности, промышленности пластических масс, кинофотоматериалов и других отраслей во всем мире выпускается в настоящее время всего около 800 тыс. т красителей в год. Но для выработки этого, в общем ничтожного по сравнению, например, с минеральными удобрениями, ко­ личества продукции приходится перерабатывать до 30 млн. т органиче­ ского и минерального сырья, так как материальный индекс производства красителей составляет 10—20 т, а наиболее сложных и ценных —160— 170 т [1]. Вся эта огромпая масса исходных веществ должна пройти большое число сложных (в химическом) и разнообразных (в технологи­ ческом отношении) стадий, прежде чем она превратится в готовую про­ дукцию. Не случайно производство красителей на рубеже XX в. называли «венцом химии» [2], а в середине XX в. ставили на одно из первых мест среди показателей научно-технического потенциала государства Г31.

На протяжении многих тысячелетий потребности человечества в веще­ ствах, способных окрашивать различные материалы, удовлетворялись за счет естественных красителей, извлекаемых из некоторых растительных и животных организмов. Положение изменилось в конце XVIII в., когда начавшееся бурное развитие промышленности, в первую очередь текстиль­ ной, резко повысило спрос на красители. Замена дорогих естественных красителей дешевыми искусственными становилась неотложной задачей.

Источником сырья для будущего производства красителей явились по­ бочные продукты коксохимической и газовой промышленности. Исследо­ вание их привело к открытию нафталина (1820 г.), бензола (1825 г.), антрацена (1832 г.), толуола, ксилолов и других ароматических углеводо­ родов. Изучение их свойств и продуктов превращений увенчалось в 1842 г. открытием Н. И. Зипппым общего метода синтеза ароматических ами­ нов —чрезвычайно реакционноспособных органических соединений. Ани­ лин, толуидины, нафтиламипы, фепилепдиампны, бепзидии и другие ароматические амины и послужили исходными веществами для синтеза искусственных красителей.

Первый из них был получен в нашей стране в Юрьеве (Тарту) Я. Натансоном в 1855 г. Производя опыты с анилином, он получил ве­ щество, способное окрашивать шерсть и шелк в красивый красный цвет [4]. Полугодом позже Натансона английский химик В. Перкин при окислении анилина, содержавшего примесь толуидинов, получил веще­ ство, окрашивающее шелк в красновато-фиолетовый цвет; за сходство с окраской цветка мальвы Перкин назвал краситель Мовеином и вскоре организовал его заводское производство. От этой даты (1856 г.) и ведет свое летосчисление апилипокрасочпая промышленность, названная так по-

тому, что все первые синтетические красители были получены либо из анилина, либо из его технических смесей с аналогичными продуктами.

Аиилииокрасочпая промышленность является промышленностью тон­ кого органического синтеза. Для нее характерны:

многочисленность и разнообразие ассортимента красителей; малотоннажиость большинства из них; быстрая обповляемость ассортимента, вызываемая появлением новых

объектов крашения (новые виды волокон, пластических масс и т. д.), новых областей применения (цветная фотография, копировальная, мно­ жительная, лазерная техника и т. п.), повых способов крашения (непре­ рывные, высокотемпературные, суспепзионпые и др.), повышением тре­ бований к качеству окрасок (устойчивость к свету, стирке, выхлопным газам и т. п.), изменениями моды и вкусов;

мпогостадийиость большинства производств; возможность синтеза большого числа красителей (тысячи) из значи­

тельно меньшего числа (сотни) органических соединений, названных «промежуточными продуктами», получаемых последовательным примене­ нием типовых химических реакций (сульфирование, нитрование, хлори­ рование, окисление, восстановление и др.) из небольшого числа (еди­ ницы) исходных ароматических соединений;

самостоятельное значение многих промежуточных продуктов, находя­ щих применение не только в синтезе красителей, по и (часто в гораздо больших масштабах) в других отраслях химической промышленности — в качестве мономеров для полимерных материалов, в производстве лекар­ ственных и дезинфицирующих средств, взрывчатых веществ, кпнофотоматериалов, душистых веществ, в качестве ускорителей вулканизации каучуков, пластификаторов, термо- и светостабплизаторов и других доба­ вок, улучшающих технологические и эксплуатационные характеристики полимерных материалов, в качестве препаратов для облагораживания и отделки текстильных изделий (текстильно-вспомогательные вещества).

Учепые нашей страны внесли большой вклад в развитие анплпиокрасочной промышленности. В разработке теоретических основ органической химии и методов синтеза промежуточных продуктов и красителей неоце­ нимые заслуги принадлежат выдающимся русским химикам: А. М. Бут­ лерову, В. В. Марковннкову, Н. Д. Зелинскому, Н. М. Кижперу, Н. Н. Во- рожцову-ст., А. Е. Порай-Кошпцу, П. П. Шорыгнну, В. М. Родпопову, В. В. Шарвину, В. А. Измаильскому. По данным Н. Н. Ворожцова-мл. [5], из двенадцати промежуточных продуктов, которые в перечне пемецкого химического концерна «И. Г. Фарбешшдустрп» значились важнейшими, восемь впервые синтезированы русскими учеными.

Несмотря па то, что ученые пашей страны были пионерами в синтезе красителей п важнейших промежуточных продуктов, в царской России аиилииокрасочпая промышленность находилась в зачаточном состоянии. Развитию ее, помимо социально-экономических причин, породивших эко­ номическую отсталость России, препятствовало прежде всего отсутствие сырьевой базы. Недостаточное развитие коксохимического производства, поставляющего ароматические углеводороды для промежуточных продук­ тов, усугублялось еще тем, что подавляющее большинство коксовых пе­ чей работало без улавливания побочных продуктов коксования. В наибо­ лее развитом в этом отношении экономическом районе России Донбассе улавливание побочных продуктов коксования началось лишь в 1908 г.;

в 1913 г. здесь было выработано всего ~29 т чистого бензола, столько же толуола, 8 т ксилолов и 112 т нафталина [6, с. 32]. Поэтому первые отечественные красочные предприятия занимались не производством кра­ сителей, а примитивной переработкой п расфасовкой импортных краси­ телей. Так, в конце 60-х годов прошлого века в Щелкове под Москвой была организована переработка сухого импортного ализарина в 20%-пую водную пасту: выгодность этого дела обусловливалась тем, что ввозная пошлина на красители взималась «с пуда» —пезависимо от концентрации красящего начала [6, с. 20].

Повышение в конце XIX в. пошлины на красители при значительно меньшей пошлине па промежуточные продукты привело к тому, что про­ изводство в России сложных дорогих красителей (антрахиноповых, арилметановых) стало невыгодным: такие красители облагались высокой пошлиной [6, с. 22]. Напротив, выгодным стало производство простых дешевых красителей из привозных промежуточных продуктов. Такими красителями являются азокрасптели (диазотироваиие одних промежуточ­ ных продуктов п сочетание с другими) и сернистые (сплавление проме­ жуточных продуктов с серой или полисульфидами натрия). Производство их и было начато в России немецкими фирмами —«Фарбверке» и БАСФ, открывшими в Москве в конце 70-х годов XIX в. свои филиалы —Дер­ беневский и Бутырский заводы. В этот же период возникали и отечест­ венные предприятия, но почти все они либо вскоре закрылись, не вы­ держав конкуренции с иностранными фирмами, либо перешли во владе­ ние этих фирм.

Начавшаяся в 1914 г. первая мировая война поставила Россию в тя­ желое положение как в отношении красителей, так и промежуточных продуктов. Текстильные фабрики сразу же ощутили сильнейшую зависи­ мость от иностранной анилинокрасочной промышленности. Для удовле­ творения резко возросшей потребности в красителях защитного цвета (желто-коричневого —«хаки») пришлось срочно организовывать прими­ тивное производство низкокачественных сернистых красителей —сплав­ лением с серой и полисульфидами натрия первого попавшегося доступного органического сырья: древесных опилок, торфа, коры деревьев, сена, муки, жмыхов [6, с. 29].

В еще большей степени зависимость от иностранных поставщиков проявилась в отношении промежуточных продуктов. Лихорадочные попыт­ ки наладить отечественное производство промежуточных продуктов тор­ мозились не только отсутствием достаточной сырьевой базы (слаборазви­ тая коксохимическая промышленность), но и некомпетентностью руководителей военного ведомства царской России. Лишь с созданием в середине 1915 г. Химического комитета при Главном артиллерийском управлении во главе с В. Н. Ипатьевым началась серьезная работа по установке рекуперацпонного оборудования на коксохимических заводах Донбасса и постройке установок для пиролиза нефти. В результате уже в 1916 г. было выработало 536 т чистого бензола и 400 т толуола, орга­ низовано нитрование ксилолов, производство дипитронафталипа, сульфурациопного фенола и ряда других промежуточных продуктов [2, с. 42] как для военных нужд, так и для выработки красителей. Из последних производились главным образом сернистые красители, азокрасители и р меньших количествах арилметаиовые и ариламииовые.

В конце 1914 г. было создано Акционерное общество химической про­ мышленности «Русско-Краска». Общество организовало в Москве хорошо оборудованную Центральную лабораторию, которая занялась разработкой методов синтеза и технологии промежуточных продуктов и красителей, приобрело Кииешемскнй завод бывшего Бензоло-анилинового товарище­ ства, на котором увеличило производство нитро- и дшштробеизолов, ани­ лина, нитроанилииов, фенплендиампнов, и Бутырский завод фирмы БАСФ, на котором было налажено и расширено производство сернистых и ариламиловых красителей. Одновременно было начато строительство круп­ ного завода в Донбассе на ст. Рубежная, предназначенного для производ­ ства важнейших промежуточных продуктов, красителей и необходимых неорганических веществ. Во время войны была начата постройка и До­ рогомиловского химического завода в Москве, работавшего в основном на военное ведомство, но выпускавшего и некоторые промежуточные про­ дукты для красителей.

Оценивая положение в анилпиокрасочной промышленности до рево­ люции, Комиссия ГОЭЛРО констатировала, что «красочное производство было развито до войны крайне слабо вследствие заграничной конкурен­ ции; всего имелось 153 завода с 9 тыс. рабочих и оборотом 40 млн. руб....

Ближайшая потребность в красках составляет около 300 тыс. пуд., для

чего достаточно будет 4—5 крупных заводов	с 4 —5	тыс.	рабочих, при
мощности 7 0 0 —1 0 0 0 кет, потреблении энергии	около	2,3	млн. квт-ч и
расходе топлива около 2 млн. пуд.» [7].

В 1918 г. в молодой Советской республике было создано Центральное управленпе красочных заводов «Цеитрокраска», которому были подчине­ ны все важнейшие предприятия по производству красителей и промежу­ точных продуктов. В «Цептрокраску» вошла и Центральная лаборатория, возглавившая научно-лабораторную и опытно-промышленную разработку производства промежуточных продуктов и красителей. В 1931 г. на базе этой лаборатории был создан Научно-исследовательский институт органи­ ческих полупродуктов п красителей —НИОПиК. «Цеитрокраска» выявила запасы промежуточных продуктов и красителей, а также потребность в них, осуществила реорганизацию перспективных предприятий и ликвида­ цию нерентабельных мелких. Так, на Дербеневском заводе было прекра­ щено производство фенола, а расширено производство азокрасителей.

В 1919 г. красочные предприятия былп национализированы и переда­ ны ВСНХ, в составе которого было создано Главпое управление объеди­

ненных	государственных красочных		заводов (Главанил).		В 1920/21 г. в
ведении	Главаппла	находились	московские	заводы:	Дербеневский
(б. «Фарбверке»),		Бутырский (б.	БАСФ),	Дорогомиловский, Тригор

(б. Трехгорный пивоваренный, на котором во время войны было органи­ зовано производство некоторых промежуточных продуктов и красителей), а также Кииешемскнй и Рубежанский заводы [6, с. 41]. В 1920 г. заводы Главаппла выработали всего лишь около 100 т красителей и около 80 т промежуточных продуктов [2, с. 78].

Из-за нерегулярного снабжения топливом, недостатка сырья и вспомо­ гательных материалов в 1920 г. на московских и Кииешемском заводах загруженность аппаратуры в среднем едва достигала 9% по красителям

п5.7% по промежуточным продуктам [6, с. 45].

II все же в этих тяжелейших условиях была определена четкая перс­

пектива развития аштлинокрасочной промышленности. В Центральной

п других отраслей промышленности. Государство было вынуждено заку­ пать красители и промежуточные продукты за рубежом. В 1923/24 г. на импорт продукции анилинокрасочиой промышленности было истрачено почти 9 млн. руб. валютных средств, а в 1924/25 г.—уже 17,9 млн. руб. [2, с. 158].

С 1924/25 г. начинается увеличение капиталовложений в систему Анплтреста. Уровень дореволюционного периода по выпуску красителей (8700 тв 1912 г.) был превзойден уже в 1925/26 г.

Увеличение отечественного производства позволило в 1926/27 г. сокра­ тить валютные затраты на импорт анилинокрасочиой продукции более чем на 40% по отношению к 1924/25 г.

Естественно, что столь быстрый рост производства возможен был толь­ ко за счет выпуска наиболее простых по технологии красителей —серни­ стых, азокрасптелей, отчасти арплметаиовых и ариламиновых, не требую­ щих для своего получения особо сложной и дорогой аппаратуры. Однако производство промежуточных продуктов, для которого необходимы такая аппаратура, а следовательно и значительно большие капитальные затра­ ты, не обеспечивало рост выпуска красителей.

Сокращение ввоза красителей позволило выделять больше средств на импорт промежуточных продуктов. При этом планомерно сокращались закупки дешевых (простых) промежуточных продуктов и увеличивалась

доля более дорогих (сложных) продуктов.			Это стало возможным благода­
ря	росту	отечественного производства	промежуточных продуктов.
В	1927/28	г. список вырабатываемых промежуточных продуктов насчи­

тывал 34 наименования (9848 т) против 26 в 1924/25 г. (3517 т). Несмотря на это, производство промежуточных продуктов еще резко

отставало	от потребности в них. Если в 1924/25 г. отношение выпуска
(в тоннах)	промежуточных продуктов к выпуску красителей составляло

0,8 : 1, то к 1927/28 г. оно достигло всего 0,96 : 1, тогда как по опыту мировой анилинокрасочной промышленности того времени это отноше­ ние должно было быть минимум 3 :1 , поскольку промежуточные продук­ ты (фенол, анилин, фталевый ангидрид и др.) идут не только на произ­ водство красителей, но и в другие отрасли: химико-фармацевтическую, резиновую, пластических масс и др.

В 20-е годы особенно быстрыми темпами развивались Дорогомилов­ ский, Рубежапский и Дербеневский заводы [2, с. 170].

К началу первой пятилетки апилинокрасочная промышленность при­ шла существенно окрепшей, имеющей значительно выросшую мате­ риальную базу, опытные кадры рабочих и инженерно-технических работ­ ников и научные разработки, подготовленные к внедрению в производ­ ство.

В связи с увеличением объема строительства в 1926 г. для проекти­ рования предприятий аиилииокрасочной промышленности было создано Центральное конструкторское бюро Анилтреста, реорганизованное в 1932 г. в самостоятельную организацию Аиилпроект. Впоследствии на базе Анилпроекта был создан проектный институт «Гипроанилкраска», переименованный затем в Государственный институт по проектированию предприятий органических полупродуктов и красителей (Гипроорхим). В работе института в разное время принимали участие известные уче­ ные —А. Г. Касаткин, А. Н. Плаиовский, В. В. Кафаров (впоследствии академик), М. И. Литвиненко и др.

Во второй пятилетке был введен в эксплуатацию апшшиокрасочыый завод в Сталиногорске.

Вторая пятилетка ознаменовалась стахановским движением. Инициа­ тором этого движения в аннлннокрасочнон промышленности был аппарат­ чик Дербеневского завода II. Ф. Гнедин. Стахановское движение п уве­ личение капиталовложений способствовали повышению выпуска продук­ ции анилинокрасочиой промышленности в 1937 г. по сравнению с 1932 г. на 267%. В результате, еслп в годы первой пятилетки приходилось еще закупать за границей некоторые промежуточные продукты (бензпдин, Аш-кислоту, Гамма-кислоту и др.), то во второй пятилетке импорт их был прекращен [8, с. 595].

Соответственно возрос и выпуск красителей. По производству краси­ телей паша промышленность во второй пятилетке вышла па второе место в Европе.

Хуже обстояло дело с ассортиментом. Рост производства красителей осуществлялся в значительной мере за счет Сернистого черного, выработ­ ка которого в 1934 г. составила 14 500 т против 6500 т. в 1932 г. (рост более чем в 2 раза), тогда как производство азокрасителей соста­ вило в 1934 г. лишь 139% по сравнению с 1932 г., а всех прочих кра­ сителей всего 122,4% [8, с. 593—594]. Однако важно отметить, что среди этих «прочих» были уже первые представители наиболее сложных и цен­ ных красителей —иидигоидных, кубовых полициклических, азогенов (продуктов для холодного крашения —азотолов и азоаминов). Выпуск их положил начало серьезному облагораживанию ассортимента в годы треть­ ей пятилетки.

В 1940 г. заводы анилппокрасочпой промышленности — Рубежанский, Дорогомиловский, Дербеневский, Кипешемскпй, Бутырский, Сталиногорский —выпустили 34 267 т красителей (186 марок), причем среди них были уже наиболее сложные —тиопндпгоидные, кислотные антрахиноновые, кубовые полициклические [9]. Доля кислотных и кислотно-протрав­ ных красителей для шерсти возросла до 11% (47 марок), ассортимент азогеиов увеличился до 21 марки, причем было освоено производство таких сложных азогенов, как диазоли (2 марки), диазотолы п диазаминолы (по 6 марок). Ассортимент ценных кубовых красителей достиг 9 марок. В то же время доля менее цепных сернистых красителей, со­ ставлявшая в 1932 г. 68,6%, снизилась в 1940 г. до 63%, а доля прямых азокрасптелей —с 26,4 до 20% соответственно.

Эти изменения стали возможны в результате строительства новых и реконструкции старых цехов, перехода па новые прогрессивные методы технологии. На заводах внедрялись непрерывные процессы, новые кон­ тактно-каталитические реакции. Так, на Рубежанском химическом ком­ бинате закончилось строительство первого в стране специализированного цеха кубовых красителей, было начато производство специальных вы­ пускных форм этих красителей, налажено производство антрахинона, Р-хлораптрахииона, а - и р-аминоаптрахииопов, бензаптрона н других сложных промежуточных продуктов. Аналогичная работа по совершенст­ вованию производства п расширению его объема проводилась и на дру­

гих заводах.

Результаты первых трех лет третьей пятилетки (1938—1940 гг.) на­ глядно продемонстрировали, что советская аннлпиокрасочная промышлен­ ность достигла высокого уровня и готова успешно решать самые сложные