Crear una industria química desde un nivel tecnológico medieval sin petróleo [cerrado]

Has sido transportado a un mundo con un nivel tecnológico medieval. Este mundo tiene depósitos de carbón, pero no de petróleo. No tienes equipo químico contigo, pero puedes usar vidrio soplado o herrería para hacer cualquier recipiente que necesites. También ha memorizado algunos libros de texto de química de nivel universitario antes de venir aquí. Con magia, eres capaz de:

  • mover o hacer flotar telequinéticamente cualquier cosa lo suficientemente ligera como para sostenerla en la mano
  • crear arcos eléctricos de alto voltaje
  • calentar o enfriar cualquier cosa. Lleva mucho tiempo, pero con suficiente aislamiento teóricamente puede calentar o enfriar indefinidamente cualquier material que desee, por lo que el hidrógeno líquido y el tungsteno fundido no están fuera de discusión.

Ignorando el costo y el tiempo, ¿qué tipo de productos químicos podría fabricar? Específicamente, ¿serías capaz de sintetizar:

  • Plástico (cualquier tipo, incluida la baquelita o el ácido poliláctico)
  • Explosivos: TNT, pólvora, nitroglicerina, pólvora sin humo
  • Medicamentos
  • Combustible para cohetes de cualquier tipo (que no sea oxígeno líquido e hidrógeno)

Tengo ideas sobre formas de hacer algunos productos químicos:

  • Recolección de peróxido de hidrógeno de bacterias especiales
  • Hacer etanol a partir de plantas como granos o azúcares
  • Creación de ácido nítrico a partir de arcos eléctricos.

EDITAR: Tal vez debería haber aclarado que la automatización de muchas tareas, incluidas las tareas basadas en magia, no son particularmente difíciles, y la materia orgánica que debería haberse convertido en petróleo se convirtió en combustible mágico no combustible y sin hidrocarburos. Con suficiente combustible mágico, puedes usar las artes prohibidas para construir una tostadora mágica o una máquina de arco eléctrico o un compresor de aire, los trabajadores de las fábricas químicas podrían ser zombis nigrománticos, etc.

En otras palabras, llevar a cabo los procesos industriales no sería tan problemático como la cantidad de procesos a recordar , o la capacidad de reunir los materiales necesarios.

Bienvenido a Worldbuilding.SE plenglin. Esto suena como los ingredientes de una historia interesante. Sin embargo, es una pregunta bastante amplia. ¿Podemos hacer plástico? medicamentos? ¿combustible? Podrías escribir una novela completa respondiendo a esas preguntas (¡y tal vez deberías!). ¿Por qué no comienza con un elemento, cualquiera que sea más apremiante para usted? O uno que usas para hacer otras cosas. Por ejemplo, "¿Puedo hacer peróxido de hidrógeno y cuál es la concentración más alta que puedo obtener?" Si la respuesta es una alta concentración, ahí está el combustible para cohetes...
Así que ya tienen carbón. El carbón (y el gas natural) se pueden convertir en hidrocarburos líquidos mediante el proceso Fischer-Tropsch . De modo que si tienes carbón también tienes la base de una industria petroquímica, a un precio algo más alto por la materia prima. Los países con mucho carbón o gas y poco petróleo tienen enormes plantas de licuefacción de carbón, por ejemplo, Sasol en Sudáfrica.
Secundando la sugerencia de Cyn. He improvisado una respuesta que toca brevemente los puntos clave de sus preguntas y ya es un enorme texto de pared. Tal vez deba precisar más, pero su pregunta es muy amplia y está llena de subpreguntas que podrían merecer ser formuladas individualmente.
Una lista de todos los productos químicos que no requieren petróleo para producir y los procesos para hacerlos sería bastante larga.
@Mazura Lo que ciertamente sugiere que esta pregunta es demasiado amplia.

Respuestas (5)

Técnicamente la respuesta es sí. Si tienes carbón, puedes hacer alquitrán de hulla y gas de hulla . No son tan buenos como el petróleo real, pero siguen siendo una espléndida fuente de hidrocarburos para uso industrial y medicinal. Estoy seguro de que con suficiente astucia química, podría surgir una gran industria química basada en hidrocarburos fósiles.

Con su conocimiento moderno, probablemente podría iniciar una revolución industrial, química y farmacéutica... pero es muy probable que no viva lo suficiente para ver cómo funciona. ¡Construir una industria de la nada será muy difícil, especialmente cuando no hay producción en masa, electricidad o incluso mucha educación!

Tenga en cuenta que ninguna de las sugerencias (con la excepción del oxígeno líquido) que he hecho a continuación requiere o hace uso de su magia. Si algo es lo suficientemente fácil de lograr, probablemente puedas obtener las materias primas incluso en la época medieval. Todo el tungsteno fundido levantado telequinéticamente en el mundo no te producirá antraquinonas.


Ignorando el costo y el tiempo, ¿qué tipo de productos químicos podría fabricar?

Las cosas obvias que se ha perdido en su lista incluyen combustibles como el biodiesel (¡sáltese la era del vapor! También está agregando máquinas de vapor a su lista de inventos, ¿verdad ? ) fertilizantes a base de todos los cuales deben estar en su capacidad de producir.

Más importante aún, ¿por qué no introducir la electricidad y los motores eléctricos? No química o magia, pero increíblemente útil de todos modos. Sin mencionar los globos aerostáticos y los planeadores...

Plástico (cualquier tipo, incluida la baquelita o el ácido poliláctico)

Para la baquelita necesitarás formaldehído y fenol. Estos podrían estar dentro de su capacidad de hacer. El primero se puede hacer con metanol (también llamado alcohol de madera, porque se puede hacer con madera) y el segundo con carbón o alquitrán de hulla.

Sospecho que la mayoría de los otros plásticos caerán en la categoría de " Cosas que se harán como resultado de la revolución que comenzaste " en lugar de " Cosas que harás mientras estés vivo ". Las materias primas para el PLA están potencialmente disponibles para usted, y es posible hacer otras materias primas de polímeros a partir de productos químicos derivados del carbón (consulte metanol a olefinas para ver un ejemplo moderno), pero es probable que la síntesis sea demasiado difícil para su mago medieval. Hacer los catalizadores necesarios para la polimerización es probablemente poco práctico. Tal vez algún futuro mago los descubra y les ponga su nombre.

Explosivos: TNT, pólvora, nitroglicerina, pólvora sin humo

Respuesta obvia: pólvora. Puede que ya sea popular, dependiendo de su período de tiempo. Con nitrato de potasio (el oxidante de la pólvora) se puede producir ácido nítrico. El nitrato de potasio, también conocido como salitre, es un mineral natural y se puede producir a partir del estiércol o incluso de la orina. El ácido sulfúrico se puede hacer a partir de azufre (también un mineral natural y un ingrediente de la pólvora) con un poco de esfuerzo, y con esos dos ácidos se pueden hacer todo tipo de cosas divertidas, como algodón pólvora y nitroglicerina.

TNT es bastante difícil de hacer, incluso en estos días. Sin embargo, la composición C bien podría ser posible... necesitará algunos ácidos sulfúrico y nítrico y hexamina, y para hacer eso necesitará formaldehído, por lo que no hay nada allí que sea obviamente insuperable.

Medicamentos

Ah, de todo tipo. Este podría ser el lugar más fácil para comenzar a construir su imperio. Introducir anestésicos puede ser tan simple como hacer un poco de éter o cloroformo. Necesitará un poco de etanol y un poco de ácido sulfúrico para el primero, que debería ser fácil de conseguir. ¡Extraer emocionantes alcaloides de las plantas (p. ej., morfina) no es ciencia espacial!

Las grandes mejoras en la medicina serían cosas como la teoría de los gérmenes, la higiene y los antibióticos, y estos no están necesariamente en el dominio del químico (pero podría introducirlos de todos modos, estoy seguro).

Combustible para cohetes de cualquier tipo (que no sea oxígeno líquido e hidrógeno)

¿Pólvora otra vez? El peróxido de hidrógeno también es posible, aunque ninguno lo llevará al espacio. Sospecho que en su mayoría querrá una mejor metalurgia, para hacer un buen uso de sus nuevos propulsores. Probablemente sería demasiado difícil trabajar con hidrógeno líquido, pero LOX funcionaría con todo tipo de otros combustibles que probablemente podría tener en sus manos. Alcohol/LOX , ¿alguien?

El arco de alto voltaje probablemente le dé electrólisis, por lo que también tiene hidrógeno para jugar.
@fectin No se me ocurrió nada inmediatamente útil que hacer con el hidrógeno, así que no lo mencioné. También podría obtenerlo utilizando el mecanismo mágico de generación de calor y un reformador de vapor si quisiera hacerlo de la manera difícil. La electrólisis también puede darte cloro, que parece que podría tener usos más inmediatos en la tierra medieval.

La respuesta corta es no"

El acceso al equivalente de una estufa, un refrigerador y un rayo no le da la capacidad de acceder a ningún producto químico que no esté disponible durante ese período de tiempo. Específicamente:

  • La pólvora preexistía en la Europa medieval.

El resto requiere en todas partes, desde un procesamiento pequeño hasta uno masivo . Mi texto de química orgánica de nivel universitario (que todavía tengo) no me dice cómo fabricar combustible para cohetes o productos farmacéuticos de ningún tipo. Tampoco explica cómo fabricar microscopios, matraces, salas limpias, equipos de seguridad o cualquier otra cosa.

  1. Su viajero necesitaría memorizar y/o tener acceso a la mayor parte de 50-100 libros de texto sobre química, física, manufactura, electricidad y más.

  2. Su viajero necesitaría tiempo para crear sistemas de distribución de energía y cientos de instrumentos eléctricos o mecánicos.

  3. Su viajero necesitaría tiempo para crear instalaciones de fabricación (la mayoría de la química requiere procesos, no solo la combinación de un par de productos químicos).

  4. Su viajero necesitaría contratar a cientos de personas y capacitarlas en todo, desde la construcción hasta el trabajo de fábrica y el procesamiento avanzado, elevando su conocimiento tan por encima del de sus compañeros que correría el riesgo de iniciar guerras civiles.

  5. Los productos farmacéuticos están absolutamente fuera de discusión , con la excepción de algunos elementos básicos (me viene a la mente la aspirina) que ya se pueden derivar en parte o en su totalidad a través de la farmacología de la época.

Ocasionalmente nos preguntan, "¿cómo puedo obtener tecnología avanzada X en la edad medieval?" preguntas. Prácticamente todos ellos sufren del mismo problema. Citando una respuesta mía en Meta :

La tecnología es una montaña enorme. Hoy, ahora mismo, estamos parados en la cima de esa montaña. Lo que hay debajo de nosotros es una cantidad casi insondable de conocimiento y experiencia. Elegir [inserte las condiciones de su pregunta aquí] es como levantar tres rocas en la montaña (presumiblemente una en la parte inferior, una en el medio, una en la parte superior) y luego esperar que esas tres rocas lo levanten lo suficientemente alto como para que pueda reconstruir la montaña en menos tiempo del que se tardó en construirla en primer lugar.

Tomaría toda una vida arañar la superficie de lo que estás tratando de hacer. Necesitas declarar que es así y seguir adelante con tu historia. No hay un camino creíble que represente una respuesta basada en la realidad o en la ciencia.

Tenga en cuenta que las preguntas "¿Puedo hacer X en el laboratorio?" y "¿Puedo tener una industria productora de X?" son diferentes.
@Alexander ¿Me estoy perdiendo algo? La pregunta del título es "Crear una industria química sin petróleo". ¿Cuál es la pregunta sobre un laboratorio? (Y no es tan diferente. Vea mi comentario sobre microscopios en mi respuesta).
Si bien su respuesta es correcta, su línea de razonamiento es que la síntesis de las sustancias en cuestión sería imposible en principio (en lugar de imposible industrialmente). El laboratorio medieval ya estaba bien equipado para experimentos químicos que se llevarían a cabo siglos más tarde (y allí no se necesitan realmente microscopios).
@Alexander ¿Puede justificar que el laboratorio medieval está bien equipado para desarrollar procesos para combustible para cohetes, productos farmacéuticos y plásticos? Por favor, no discutas.
Los combustibles para cohetes más populares hoy en día son el queroseno y la hidracina. El queroseno se produciría a partir de bioaceite (ver mi respuesta) y ácido sulfúrico. La hidracina se puede sintetizar a través del proceso Olin Raschig , que es más complicado, pero aún así es factible con un equipo de laboratorio básico.
Para productos farmacéuticos y plásticos, una buena pregunta es "¿cuáles?"
@Alexander si no puede producir suficiente combustible para cohetes (también conocido como "industria") para cumplir con la restricción no declarada pero asumida del OP, entonces es irrelevante. Y acabo de echar un vistazo a cómo hacer hidracina, que necesita MEK (se produce de forma natural en pequeñas cantidades, pero no puedo encontrar una historia para el bosque de las páginas web "¡es peligroso!") y lejía (inventado en 1799). El hecho de que pueda usar un proceso moderno para ir de A a B que podría ser aplicable a un laboratorio medieval (tal vez) no responde la pregunta del OP. (Ver notas 1-4, en mi respuesta).
El "combustible para cohetes" no es necesariamente hidracina. Si te lanzas eligiendo los caminos más difíciles , por supuesto que puedes probar (solo para ti mismo) una negativa. Por el contrario, si comienzas a resolver un problema, eliges las rutas alcanzables, tal como se hizo históricamente.
@ChrisStratton, Qué vergüenza, señor. Si está tan seguro de que el combustible para cohetes podría fabricarse a escala industrial durante la vida útil del Viajero dadas las condiciones del OP, publique una respuesta para que la comunidad pueda votarla. La historia requirió medio milenio más de tiempo de lo que propone el OP.
Algunos combustibles para cohetes se pueden fabricar, algunos (por su propia admisión) lo fueron (¿o no se dio cuenta de que la pólvora era un combustible para cohetes?) y algunos serían difíciles. Todo lo que señalé fue que al elegir una opción difícil en hidracina en lugar de una más fácil, por supuesto, puede convencerse falsamente a sí mismo (y solo a usted mismo) de que una categoría de objetivo es imposible.
La pólvora de @ChrisStratton es una botella de combustible para cohetes. Si los meros fuegos artificiales son la intención del OP, necesitamos esa aclaración. El Nazi V2 usaba etanol y oxígeno líquido. El V1 usó peróxido de hidrógeno y permanganato de potasio. Publique su propia respuesta que explique cómo cualquiera de estos combustibles (ambas mitades) se pueden fabricar a escala industrial. Hechos, por favor. No ilusiones.
Esto esta simplemente mal. El hecho es que la industria química moderna se inició sin utilizar petróleo. Por supuesto, un individuo no puede hacerlo solo, pero conocer los principios básicos de la química significa que se pueden enseñar a otros. Y saber algo de la historia le da una buena idea de dónde buscar cosas fáciles de fabricar y comerciables (como los tintes de alquitrán de hulla o nitroglicerina/dinamita) que establecerán su fortuna y permitirán que sus empleados estudiantes aumenten el alcance de su negocio. producción.
@jamesqf "simplemente equivocado" son palabras muy fuertes cuando se compara la industria química moderna con una sola persona, habiendo memorizado dos libros, enviados 500 años al pasado. Pero más concretamente, mi respuesta llegó antes de las ediciones del OP, y en el momento en que permitió que la magia automatizara el proceso industrial, su pregunta se volvió irrelevante. La magia resuelve todos los problemas.
@JBH: La magia no es necesaria y es irrelevante para lo que tengo que decir. Si una persona conoce los principios básicos de la química y aproximadamente cómo crear algunos productos rentables, entonces puede enseñar a otros y crear una industria rentable. Sabemos que esto es posible porque es básicamente la forma en que se desarrolló la industria química del mundo real, sin, por supuesto, el beneficio del conocimiento previo de los principios.

La pirólisis de la madera puede ser la base de su industria química.

En el proceso de pirólisis, la madera (o prácticamente cualquier otra materia orgánica) se calienta en ausencia de aire. Si se hace correctamente, da como resultado vapores de carbón y aceite de pirólisis . Esos vapores necesitan ser capturados y separados en sustancias individuales. El aceite de pirólisis sigue siendo bastante diferente de la nafta del aceite , pero el camino hacia la mayoría de los componentes orgánicos que desea es mucho más corto ahora.

Otra forma que ya mencionaste es la fermentación, que da como resultado etanol u otros alcoholes.

El arco eléctrico que también mencionó es, de hecho, una buena manera de producir ácido nítrico, lo que debería brindarle un camino hacia otros ácidos fuertes que, a su vez, pueden usarse para la deshidratación y la sustitución, lo que eventualmente le dará hidrocarburos y plásticos.

PD Todas las cosas anteriores serían factibles en pequeñas cantidades en un entorno de "laboratorio de alquimista". Construir toda una industria que produzca todas las sustancias (nivel tecnológico XIX o XX) es una tarea mucho más grande.

Ciertamente se puede hacer mucha química práctica sin petróleo. La industria química orgánica moderna se fundó a partir de productos químicos producidos a partir del alquitrán de hulla, comenzando con el descubrimiento de la mauveína por parte de Perkin . en.wikipedia.org/wiki/History_of_aspirin#18th_and_19th_centuries ), explosivos (ácido pícrico) y precursores químicos como el fenol.

Si puede calentar/enfriar cosas y crear arcos eléctricos y tiene conocimientos de química moderna, puede impulsar la fabricación a gran escala de explosivos modernos, que son mucho mejores que la pólvora negra medieval. No podrás construir tubos de artillería porque la metalurgia no es lo suficientemente avanzada, pero puedes fabricar granadas de mano, como el triturador de patatas alemán, y explosivos de gran potencia para los zapadores. Tu rey estará muy complacido y establecerá un arsenal real para fabricar muchas de estas granadas y cargas. Por lo tanto, habrá demanda y, con la demanda, puede crear un complejo de fabricación (también conocido como industria).

Si puede crear arcos eléctricos/sabe química en la escuela secundaria, puede crear baterías. Con suficientes baterías y alguna forma de recargarlas (tal vez un molino en un río generando corriente), puedes crear metal de aluminio. El aluminio sería un regalo del cielo para la gente medieval. Un metal que es lo suficientemente ligero y fuerte para ser útil, que resiste la corrosión en condiciones normales, tiene muchos usos. Y si tienes usos, tienes demanda y si tienes demanda tienes un complejo industrial.

Pero desaconsejaría aparecer en la Europa medieval: muy poca gente, muy pobre. Aparecer en India o en Siria o incluso mejor, en Tang/Sung China.

Se me olvidó mencionar que los explosivos de alta potencia mejorarán la minería y la ingeniería hidráulica, lo que permitirá que la sociedad sea más productiva gracias a mejores minas y mejor riego/navegación.