1914年8月第壹次世界大戰致使進口中國的洋堿減少，天津、上海等用純堿作原料的工廠紛紛停工。在當時世界制堿工業已有百余年的歷史，但當時中國卻靠用天然堿溶化成堿水而後凝成塊的“口堿”作為食用。此“口堿”質劣價昂且極不衛生。19世紀末，“洋堿”開始傾銷中國，由於本國不能制堿，致使大量黃金外流。
1914年，範旭東在創辦久大精鹽廠的基礎上，決心“變鹽為堿”，興辦“永利制堿公司”，開創中國制堿工業的先河。當時，壟斷索爾維法制堿技術的英國蔔內門公司擔憂永利制堿公司壹旦制堿成功擠掉它在中國的市場，於是提出與永利制堿公司“合作”以達到吞並的目的，但遭到拒絕。永利堿廠采用當時世界先進水平的索爾維法制堿技術，設計能力為日產純堿40噸。在國內可以自制的機器設備在上海大效鐵工廠制造，不能自制的由國外采購。從1918年至1924年，永利制堿公司開始為堿廠的設計和基建招攬人才。1918年11月，董事陳調甫赴美請到壹位顧問工程師W.D.Mount負責設計，但實際設計工作由中國留學生承擔。當時正在美國哥倫比亞大學化學工程系留學的侯德榜於1919年欣然接受了陳調甫的邀請，參加了永利堿廠的設計。1921年，侯德榜獲得博士學位並受範旭東之聘出任永利制堿公司工程師。1923年，堿廠大部分機器設備安裝就緒，陸續單機試車。所用原鹽來自長蘆鹽場，石灰石和煤粉別由唐山卑家店石礦和開灤煤礦供給。1924年8月13日，永利堿廠首次開工出堿。但是，生產出的堿色紅黑相間，無法銷售。第二年3月，主要設備幹燥鍋燒壞導致全廠停工。
1926年6月29日，永利堿廠在重新調試後重新開工，生產出雪白的產品，其碳酸鈉含量超過99%。為區別於土法生產的“口堿”和進口的“洋堿”，範旭東將其產品取名為“純堿”，並定確定了“紅三角”牌的商標。1926年8月在美國費城舉辦的萬國博覽會上，中國“紅三角”牌純堿獲最高榮譽金質獎章，並實現了中國生產的化工產品的首次出口。此後的1930年，“紅三角牌”純堿榮獲比利時工商博覽會金獎。永利堿廠生產的“紅三角牌”純堿在國際上的兩次獲得大將肯定，奠定了中國近代化學工業的基礎。 永利制堿成功後，同時面對英國公司的惡意競爭和軍閥官僚的盤剝發展艱難。英商蔔內門公司（帝國化學工業）為了壟斷中國堿業市場利用英國在華的特權，於1924年永利堿廠第壹次出堿後，通過英國外交大臣和其駐華使節，指令鹽挾總所會辦英國人丁恩，不經中國政府批準，擅自公布壹項工業用鹽征稅條例，規定每100斤工業用鹽納稅2角，使每噸堿增加成本5元，增長率15%。對此，永利給予堅決抗議並多方揭發，經幾次周折後丁恩迫於輿論壓力於當年同意暫免壹年，1925年又同意延期5年。至1930年同意永利堿廠工業用鹽免稅30年。
永利堿廠1926年6月29日第二次開工，生產出壹流產品後，蔔內門公司又采用大幅度壓低堿價的手段，最低壓價至原價的40%，以期在市場上將永利制堿公司擠垮。1925年6月，上海的英文報刊《大陸報》發表了壹篇題為《請看英國人摧殘國貨毒辣手段》的文章，指責英國蔔內門公司，呼籲民眾支持民族工業，支持永利堿廠。同時為應付這壹不利局面，永利以同樣的方式在日本市場進行反擊，在日本市場以低於蔔內門公司的價格售堿，使蔔內門損失巨大。不到壹年，蔔內門被迫主動求和，並申明今後在中國市場“不再任意壓價”。永利制堿公司在發展初期與蔔內門公司的多次較量均以勝利而告終。
堿廠創建及發展初期，還受到軍閥、官吏的盤剝。生產所需原燃料絕大部分靠鐵路運輸。塘沽屬軍事要地，又為京奉鐵路重點站及港口，連年內戰致使軍運頻繁，經常多日派不出車皮為堿廠裝運物料，因而影響生產。此外，軍閥經常征收各種運輸稅。如粗鹽附加稅比英人丁恩尚高出20倍。由於運輸時常受阻，成品純堿也往往不能及時運出。社會極不安定的環境導致了天津金融市場的混亂，銀行利息加重，永利堿廠不得不重息借貸以維持運轉。1932年，黃海化學工業研究社獲得中華教育文化基金董事會，即庚子賠款的資助，為開發硫酸銨工業立項探索。1933年，侯德榜用英文寫成的專著《制堿》(英語：Manufacture of Soda)，由美國化學學會出版。該書揭開索爾維法制堿長達世紀之久的技術秘密，轟動國際化學化工界，被公認為中國化學家對世界文明所做的重大貢獻。侯德榜被英國化工學會授予名譽會員的稱號。1934年範旭東改組永利制堿公司為永利化學工業公司，在制堿工業處於領先水平的情況下擴展經營範圍，1935年在南京創辦了永利铔廠，生產硫酸銨等化學品。1935年，海化學工業研究社為了解決永利索爾維法制堿的鹽水精制問題，先後采取洗鹽法、焙鹽法、石灰純堿法、石灰芒硝法和石灰與碳酸銨法等試驗，最後確定用石灰和碳酸銨法。此法，所需設備簡單，又符合制堿工藝，是對中國制堿工業的重大貢獻。