3 植物油制造液体燃料技术的试验

民国时期国内液体燃料主要依赖进口。1927 ～ 1936 年间，我国年均进口各类石油制 品达 36290 万加仑之巨，主要是汽油、柴油和煤油。［35］为谋求能源自给，国内相关机构在 积极探寻石油资源的同时，开始关注代制石油产品的技术。1933 年起，中工所在全国经 济委员会、资源委员会、航空委员会及山西燃料研究所的委托下，先后在其特种、动力和制胰等试验室开展油页岩提取燃料、褐煤烟煤制取液体燃料、酒精代替汽油、植物油制取液 体燃料等方面的研究。而利用热力分解技术分解植物油以获取汽油、柴油的代用品，即是 重点方向之一。全面抗战爆发后，为应对更为紧迫的能源需求，中工所因地制宜开展了技 术推广和实践工作。

3. 1 植物油制造液体燃料试验

植物油脂质地粘厚，不易挥发，难以直接用于汽车等机械设备，需借助热力分解成为 低分子碳氢化合物，代汽油、柴油和煤油使用。国外虽早有热力分解植物油生产汽油的理论，但未能在实践方面有突破性的进展［36］ ; 在国内，地质调查所燃料研究室、南开大学应 用化学研究所、中央大学化学工程系、燕京大学化学系等机构均开展了研究。为全面探索 植物油热裂分解技术工业化的可能性，从 1934 年开始中工所先后对石灰肥皂干馏法、气 相分解法和催化剂分解法进行研发。

中工所首先开展石灰肥皂干馏法制造燃料的研究，将由花生油制成的石灰肥皂进行 高温干馏，再将所得粗油经分馏得到轻油、中油、重油; 同时，在干馏后加入碎裂程序，部分 提高了产品中的轻油比例。［37］随后，在植物油气相分解试验中，根据植物油受热分解反应 特性，自行设计气化分解装置，并对菜籽油、豆油、棉籽油和桐油进行气相分解，油液经高 温分解、精炼后可得到与汽油结构相似的油液。［36，38］由于气相分解技术对设备要求较高， 对温度和油液加入速率的准确控制难以实现，中工所根据催化剂分解法的特点，对酸性 土、氯化盐、金属合金等催化剂进行对比分析，最终确定碱性物为最佳催化剂; 又以石灰、 氢氧化钠、氢氧化钾为催化剂，制造出可替代汽油的油液。［38］综合以上试验结果，中工所提出，在我国机械工业不发达的情况下，选取对设备要求低、操作流程简单的催化剂分解 法，可逐步实现植物油制造汽油的规模化生产。

中工所开展的植物油制造液体燃料的系列试验在抗战中发挥了重要作用。1938 年， 改隶经济部的中工所针对战时能源的急迫需求，在其内部特设油脂试验室和汽油燃料试 验室，由顾毓珍担任主任。两研究室在其附设的油脂实验工厂内进行了规模化的植物油 制造液体燃料的试验与生产，所用即是催化剂热裂分解技术。［24］据统计，抗战时期由油脂 实验工厂生产的植物汽油和柴油达 74 万加仑。［39］

3. 2 植物油代替柴油的研究及行车试验

抗战初期，国内可通过日占区转运部分英美公司的油品，但燃料供应仍面临巨大困 难。之后太平洋战争爆发，日本与英美成为交战敌国，承担燃油运输的国际交通线被陆续 切断，国内除可通过中印油管和飞越喜马拉雅山的“驼峰航线”获取少量油料之外，外来 油源几乎全部断绝。国内油荒不仅影响了工业生产和交通运输，而且直接导致对日作战 处于更加不利的境地，利用植物油直接代替柴油做汽车燃料被视为缓解能源问题的可行 方式。然而，仍面临诸多问题: 何种植物油可做柴油的替代物? 植物油不易挥发的物化性 质是否可以满足汽车的正常行驶? 若与其他燃料混合，替代比例如何? 为此，迁往大后方 的中工所开展了植物油替代柴油的“专项”研究。

为探明植物油在汽车引擎中的实际表现以及可替代柴油的比例，中工所以棉籽油为 示例，将棉籽油和柴油以不同比例混合，在检测比重、黏度、着火点、凝滞点、燃点、水分比 例、燃烧残渣比例、热量等理化性质的基础上进行动力测试; 同时为考察混合燃料在实际 行驶中的表现，利用孟阿恩汽车引擎进行实地行驶测试，分析混合燃料在车辆启动、动力 提供和燃料消耗等指标上的表现。经多次试验，中工所提出，未经处理的棉籽油在各项性 能上虽与柴油有较大差距，但当替代比不超过 50% 时，可满足汽车的正常行驶要求。［40］ 1940 年后，因滇缅公路被封锁，国产桐油无法出口，国民政府提出以产区广、产量高、非食 用的桐油代替柴油。然而，桐油具有快干的性质，粘度极高，高温易硬化，难以满足汽车行 驶要求。为此，中工所将桐油与柴油、菜籽油、梓油以及由植物油热解的灯油等燃料混合， 降低了桐油粘度、自燃点、凝结点及燃烧时的腐蚀性。为验证结果，开展了较大规模的短途和长途行车试验。① 对桐油混合燃料的测试，中工所不仅证明桐油直接代替柴油的可 行性，还根据实际行车的启动状态、动力、油耗等状况，提出桐油与不同油料混合的最佳和 经济的比例及其最高限度。［41］

中工所开展的植物油制造、代替液体燃料的研究在当时产生了积极作用。抗战中，大 后方曾建设多个植物油炼制代汽油、代柴油的燃料工厂; ②此外，植物油代替柴油的技术 也得到快速推广，在湖南、贵州、江西、四川和陕西等省分别根据油料生产状况利用茶油、 菜籽油、棉籽油代替柴油。［45］中工所的技术研究及时弥补了后方燃料的短缺状况，为应对 战时能源危机做出了重要贡献。

4 余论: 中工所油脂试验的特征分析

中工所的油脂研究是我国近代工业技术科学化的重要探索，也是民国时期开展工业 技术研究的缩影。其开展的油脂制备、油脂利用、植物油制液体燃料等研究，在当时国民 经济和国防建设中起到重要的作用。

在中工所成立 10 周年纪念大会上，时任所长顾毓瑔曾提到研究者应具备的三种态度:

第一种，研究工作我们应具备科学家的态度，探求真理; 第二种，改良工作应具备 企业家的态度，企业家是计算利益得失的; 第三种，是推广工作要教育家的态度，甚而 至于传教士的态度，要苦口婆心现身说法。［2］

以油脂试验为切入点，以上三种态度也对应了中工所在研究中的三大特征:

第一，科学家态度———重视科学研究方法的运用。整体上，中工所开展的油脂工业技 术研究呈现出试验数据量化、试验可重复、科学理论指导技术实践等特征，初步具备了现 代工业研发的特点，在能够满足国内技术发展需要大量一手数据的同时，也可以大体与国 外研发机构的工作接轨。具体表现在两个方面: 一是重复试验的广泛应用，通过变量控制 实现大量的重复测试，寻找规律性的认识，并进行学理总结，其中，油脂压榨效率公式即是 最好的例证; 二是开展技术原理的分析，除对生产过程规范化、精细化的研究外，中工所还 在油脂分类、油脂分子结构、肥皂去污原理以及油脂热力分解过程等方面做了大量理论分 析，这也为相关生产技术进一步发展奠定了基础。

第二，企业家态度———重视研究成果的经济性。相较于其他工业门类，油脂工业与日 常生产生活息息相关。中工所在技术研究和试验设计时，将经济性考量作为重要因素。并以国外高质量成品为参照标准，通过比对试验数据与标准数据的差异，聚焦试验中的关键环节，确定最优生产数据，增加研究结果的实用性。

第三，教育家态度———重视成果的普及运用。各项试验结束后，中工所在条件允许的 情况下，以半工厂式生产保证成果的快速普及。譬如肥皂试制、油脂抽提、植物油制造代 替液体燃料等。除此之外，中工所通过印发刊物、分发手册以及设立培训班等多种形式指 导实际生产，加速技术的推广运用。

在整个油脂研发历程中，及时调整技术研究方向成为中工所一个不变的主旋律: 建所 至抗战迁址前，正处于所谓的“民国黄金十年”之中，中工所的研究以提高工业产品质量 为目标，通过规范生产方法和创新生产方式，解决了油脂制备以及肥皂生产中的技术问 题，以硬化油、甘油、润滑油、液体燃料的制备创新拓宽油脂的利用，主战场面向国民经济 发展; 全面抗战时期，由于国内工业体系受到破坏，国外的资源来源被切断，中工所开展的 土法榨油改良、植物油代替液体燃料、磺酸化油的试制均属于能源开发和对工业代替品的 研究，目的是解决战时资源、生活资料的极度短缺。

中工所在油脂技术上的进步架起了实验研究与实际运用的一道桥梁，一定程度上改 变了我国近代油脂工业发展全面落后的局面。

致 谢 感谢孙烈研究员对文中相关内容的指导与建议。感谢外审专家的评阅与建 议。本文在写作过程中得到中国日用化学工业研究院原院长王万绪教授的帮助，谨致 谢忱!

（全文完）

作者简介 : 王鹏飞，1989 年生，山西太原人，博士研究生，主要研究科技与社会、中国科学史。杨小明，1964 年 生，甘肃武都人，教授、博士生导师，主要研究中国科技史、纺织科技史。

转自 ：《自然科学史研究》 第 39 卷 第 3 期 ( 2020 年) : 368—377

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