第五百九十七章 合成氨

乙烯的製作成功,對於定海軍的經濟本身來說,提升並不明顯,因爲乙烯沒有一個實用的方面,卻對於定海軍是一個巨大的促進。

趙信依託的,是中學起點的化學,這個化學相對比較的簡單,除了少部分的反應,其他的反應,對於現在的定海軍來說,沒有太大的作用。

趙信需要的,是工業化的能力,還有後世那樣,變幻莫測的化學反應,這些已經高於了中學化學的層面。

本身,對於趙信而言,繼續的深化原有的理論的,比如說,在鋼鐵廠,水泥廠,這些遠高於這個時代材料上面下功夫的,讓本身防守強悍的北宋,在防守這一條路上面,走的更加喪心病狂。

可是乙烯和有機物的吸引力,還是讓他走上了嘗試這一條路,雖然說,中間遇到了衆多的波折,甚至出現了一些問題,可是乙烯的製造成功,還是給他了巨大的信心。

後世的資訊時代,不但是開闊了眼界,還帶來了一些簡單的知識儲備,哪怕他沒有學過高分子化學,還有其他的理論,日常生活之中,接觸到的東西,只要把他們整理起來,然後應用下來,就可以產生巨大的效果。

乙烯的成功製作,就是嘗試,那麼,哪怕他並不懂得,只要方向對了,就可以製作。

這種想法,代表着心境上面的某些跨越,也代表了更多的想法。

趙信首先想到的,不是有機物塑料,而是更加簡單的一種無機物,它實際上,是介於無機物和有機物之間的東西,氨氣。

之前,趙信沒有合成氨的原因,合成氨的製作比較困難,製作成功只是一個基礎,然後生成尿素和硝酸鹽的過程,也相對比較的麻煩。

自然界之中,就有氮氣,這是單質的氮,然後跟氫氣進行反應,就是合成氨的過程,這樣最簡單的過程,卻非常困難,氮氣的活性相當的低,不然也不會在自然界之中廣泛存在,在空氣之中,絕大部分的物質就是氮氣,純淨的氮氣甚至可以滅火。

氫氣雖然是一個強氧化劑,卻更容易跟氧產生燃燒反應,跟氮氣的反應,直接生成氨氣,這需要很多的條件。

因爲種種條件的不具備,在真正的歷史上面,無數人投入到這個研究之中的,一直到一戰的時期,才由德國科學家研究成功的。

在一戰之前,整個世界,對於氨氣的製作,都是利用銨鹽來製作的。

中學起點的化學,也有類似氨氣的製作,中學實驗之中氨氣製作,那是在銨鹽之中,加入鹼,然後加熱,製作氨氣的。

這種實驗室生產沒有問題,卡牌系統蒐羅了整個中國的各種材料,當然也擁有各種的銨鹽,天然的硝石很多,人工製作的硝土也有的,通過一定的化學反應,可以通過的加入不同的酸鹼,產生氨氣。

這種方法,實際上,是一戰之前,整個世界製作氨氣的方法,在熱武器出現之後,炸藥成爲了一個戰略性的物資,在某種程度之下,控制硝石,可以做到控制對方的戰爭潛力。

這種方法,對於硝石的消耗非常的大,如果沒有控制到巨大的硝石礦藏的時候,炸藥的威力和數量,一直都在一個相對較低的程度之上的。

氨氣的出現,除了炸藥之外,還有就是在農業上面,它是的製作化肥尿素的重要材料,尿素的使用,對於整個世界的農業,都是一個巨大的革命,他可以大量的增加糧食的產量,讓用同樣多的土地,可以養活更多的人,這樣技術,對於整個世界,任何的時候,都是有用。

或許化肥的出現,會有衆多的土地的問題,可是它最初的時候,是好的,一個大規模的增產這一點,就可以忽視掉他的所有弱點。

在目前的北宋來說,4石的田,已經可以稱之爲非常的可怕了,整個北宋,超過4石的田,沒有多少,甚至很大程度上面,是江南的那些淤田。

這是多年水底,腐敗物質造成的土地肥力,這不是尋常的土地能夠相比的。

這也是在一戰之前,利用硝石製作氨氣,進而製作尿素的方法已經非常成熟,甚至是1828年,就已經生產出了尿素,可是人們還沒有認識到尿素作爲化肥的可能性,同時,這樣的成本較高。

當時世界上,已經認識到了肥料對於土地的重要作用,特別是對於工業國,在工業和農業爭奪人口的時候,工業當然是佔據上風,可是大量的農民進入到城市,投身到工業建設之中,這不可不避免的會產生問題,人力的問題。

農業,雖然產出不高,就是到了21世紀,科技已經極爲發達的前提下,農業的產出並不多,只有大量的土地集中到一起,才能夠產生相當的利潤。

可是沒有農業卻不行,沒有糧食,人就沒有吃的,沒有食物,再多的錢也買不到活着。

爲了儘可能多的把人從繁重的農業活動之中的解脫出來,科學家開始研究農業機械的使用,還有就是的研究,各種增加產量的物質是什麼。

從最初的腐敗質,到活力劑,經過了長期不懈的研究,最終發現了以氮磷鉀爲主體的肥料,對於植物的重要作用。

這些,本來應該是無數科學家,夜以繼日,不懈努力才發現的東西,在21世紀,是幾乎常識一樣的存在,硝石通過酸的處理,磷礦也是如此,在肥料之中,氮磷鉀作爲最主要的營養成分,可是不同的成分,吸收率不同。

比如說,一般的磷礦石,撒入到田地裡面,不但不會讓田地的肥力上漲,反而因爲種種原因,造成土壤板結,甚至是危及到作物,只有用硫酸處理,把磷礦石變成硫酸磷等化合物,才能夠更好的吸收。

實驗室生產可以,卡牌系統也點亮了,可是化肥要想大規模的使用,必須要價格降低到一定的程度,類似實驗室這樣,千挑萬選,用更高價值的東西,並且進行提純之後的生產,是不可取的,這只是爲了驗證反應,而不是生成的物質。

從乙烯合成成功之後,趙信就把心思放在了合成氨上面,無論是化肥,還是炸藥,合成氨都是一個必不可少的項目。

趙信是一個學歷史的,這是他的本職工作,除了研究史書上面的記載之外,還會在發掘的墓葬之中,進行考古的研究,爭取能夠補足缺失的歷史。

在本職工作之外,趙信的愛好卻非常的廣泛,比如說長弓,比如說西班牙帆船,當然了,對於近代,影響到中國,乃至整個世界的第一次,第二次世界大戰,也有一定的研究。

合成氨的發明,在最初的時候,是一個軍事發明,一戰的時候,爲了解決炸藥的問題,德國開啓了合成氨的研究。

當時,整個世界的權柄是掌握在英國人的手中的,英國不但坐擁七海,擁有整個世界,最強大的戰艦和水面艦艇,同樣的,英國也控制着世界上的重要資源。

氮在地球的表面,含量不小,甚至空氣之中,百分之六七十,都是氮,硝石一類的儲量,相對比較少,整個世界之上,很多的國家,都沒有大規模的硝石礦,只有在南美洲,擁有龐大的硝石礦。

英國控制了這個礦藏,並且主導了當時的分配領域,基本上,除了英國本身,其他國家,要想獲得足夠的硝石配額,就必須要受到英國的控制。

在熱武器流行之後,硝石,代表着一個國家的戰爭潛力,沒有了硝石,槍沒辦法打響,甚至連大炮都沒有辦法發出。

硝石礦在南美洲,需要龐大的艦隊和運輸船給運回來,這本身就在德國的控制之外的,德國已經意識到了,兩大集團肯定要開戰,一旦開戰,各種的軍火大規模的消耗的前提下的,單憑德國儲備的這些硝石,沒辦法讓他繼續下去。

人工製作硝土,算是一個方向,可是那只是針對游擊隊,或者是反政府武裝的無奈選擇,對於一個國家層面的,這只是治標不治本,無法徹底的解決問題。

爲了打破英國的壟斷,德國把心思放在了合成氨上面。

在戰爭之中,在英國斷絕了他的硝石運輸的前提下,依然能夠堅持那麼久的原因,就在於德國解決了合成氨的技術。

趙信知道的,肯定不是最細節的合成方法,他知道一個大概,合成氨的方法,在後世已經不是秘密了,那是氮氣和氫氣混合之後,用鐵作爲催化劑,在高溫高壓之下,進行的反應。

這個簡單的方法,讓德國掌握了合成氨的技術,也跳出了硝石的禁錮。

在合成氨之前,整個世界的炸藥的產出,都受制於硝石,炸藥的,無論是哪一種炸藥,絕大部分都含有氮元素,沒有氮元素,炸藥就沒辦法制造出來,就算是那些的液態炸藥,也大部分含有氮。或者說,不含氮,炸藥的威力就不會很大。

在自然界之中,硝石的含量並不多,在英國縱橫七海之下,最終纔在智利發現了大規模的硝石礦,除了硝石之外,就只能夠依靠廁所土這樣的土方法,這樣的,用在小規模的游擊隊和抵抗組織,還可以,用在工業化的大規模製造方面,那就要命了。

實際上,自然界之中,氮元素一點都不少,最少說,空氣之中,絕大部分都是氮氣。

甚至製作氮氣,不用多做,把空氣之中的氧氣,水蒸氣,二氧化碳都給去掉,剩下的,就大部分都是氮氣的,或許其中還有一些惰性氣體,還有其他一些雜質,卻不影響使用。

合成氨的另外一個元素,那就是的氫氣,在電力出現的時候,氫氣的合成已經不成問題。

再加上定海軍目前,鐵合金這個領域,非常的發達,能夠抗住高溫高壓的容器,並不是一個問題,那就只有實驗了。

有了乙烯合成的先例,趙信知道,只要按照化學的特性來準備,然後慢慢的去嘗試,總是能夠得到結果的,可是這個速度太慢了。

一個最簡單的脫水反應,使用的還是後世常見的脫水劑濃硫酸,把乙醇進行脫水反應,生成乙烯,就耗費了巨大的功夫,生產更加複雜的氨氣,雖然氨氣不是有機物,可是他的複雜程度,一點都不少。

高溫高壓催化劑,這是標準的後世化工反應的流程,唯一慶幸的一點就是,他的催化劑鐵,趙信知道,這是定海軍最多的東西的。

工欲善其事必先利其器,有了卡牌系統這麼一個作弊器,只要先把氨氣生產出來,就可以點亮卡牌,通過卡牌上面的描述,熟悉氨氣生產的過程,最起碼,要弄出來,到底什麼纔算是合成了氨。

用硝石通過一定的反應,是可以生成氨氣,這種製造氨氣的方法,只能夠用於實驗室,本身就價格高昂的硝石,然後通過一定的反應,生產出來的氨氣,會推升氨氣的成本,再把氨合成成尿素,這個成本會高到很高的程度。

化肥之所以在後世大規模的使用,原因就在於廉價,一畝地,可能要三四百塊錢的化肥,可是如果用硝石製作的方法,可能化肥的成本,就要翻上三五倍的樣子。

只有用氮氣和氫氣合成的方法,纔是最廉價的,氮氣沒有成本,空氣之中就有,最多就是分離的花費,氫氣只要電解水就可以大量的產出,氧氣另作他用的前提下,哪怕現在的電費有些高昂,也是可以接受的。

在實驗室完成了氨氣的製造,並且的對於各方面的性能,測算,甚至溶解到了水之中,進行了一些配比,找到了一些驗證他的純度的方法了之後,合成氨的研究,正式開啓了的。

雖然說,準備很完善,趙信也把整個實驗的要點都給講清楚了,效果依然不是很好,人才太少了,只有一個人對氨有些瞭解,剩下輔助人員,只是一知半解,他們一部分人還在逐步的熟悉過程之中,只能夠按部就班的來進行的,只能夠通過一步步的失敗,來總結哪一個路不能走,哪一點不用去嘗試,在逐步的失敗之中,尋找到正確的路。

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