精細化工

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精細化工,是生產精細化學品工業的通稱。具有品種多,更新換代快;產量小,大多以間歇方式生產;具有功能性或最終使用性:許多為復配性產品,配方等技術決定產品性能;產品質量要求高;商品性強,多數以商品名銷售;技術密集高,要求不斷進行新產品的技術開發和應用技術的研究,重視技術服務;設備投資較小;附加價值率高等特點。

精細化工率

  精細化工是當今化學工業中最具活力的新興領域之一,是新材料的重要組成部分。精細化工產品種類多、附加值高、用途廣、產業關聯度大,直接服務於國民經濟的諸多行業和高新技術產業的各個領域。大力發展精細化工己成為世界各國調整化學工業結構、提升一化學工業產業能級和擴大經濟效益的戰略重點。精細化工率(精細化工產值占化工總產值的比例)的高低己經成為衡量一個國家或地區化學工業發達程度和化工科技水平高低的重要標誌。

包括的範圍

  各國也不甚一致,大體可歸納為:醫藥、農藥合成染料、有機顏料、塗料、香料與香精、化妝品與盥

精細化工

衛生品、肥皂與合成洗滌劑表面活性劑印刷油墨及其助劑粘接劑、感光材料、磁性材料、催化劑、試劑處理與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、合成材料助劑、紡織印染劑及整理劑、食品添加劑、飼料添加劑、動物用藥、油田化學品、石油添加劑及煉製助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學品、金屬表面處理劑、合成潤滑油與潤滑油添加劑、汽車用化學品、芳香除臭劑、工業防菌防霉劑、電子化學品及材料、功能性高分子材料、生物化工製品等40多個行業和門類。隨著國民經濟的發展,精細化學品的開發和應用領域將不斷開拓,新的門類將不斷增加。   精細化學品這個名詞,沿用已久,原指產量小、純度高、價格貴的化工產品,如醫藥、染料、塗料等。但是,這個含義還沒有充分揭示精細化學品的本質。近年來,各國專家對精細化學品的定義有了一些新的見解,歐美一些國家把產量小、按不同化學結構進行生產和銷售的化學物質,稱為精細化學品(fine chemicals);把產量小、經過加工配製、具有專門功能或最終使用性能的產品,稱為專用化學品(specialty chemicals)。中國、日本等則把這兩類產品統稱為精細化學品。

產品的分類

  精細化工產品的範圍十分廣泛,如何對精細化工產品進行分類,目前國內外也存在著不同的觀點。通常

精細化工辭典

是按照結構分類。由於同一類結構的產品,功能可以完全不同,應用對象也不同,因而按結構分不便應用。也有按照大類屬性分為精細無機化工產品、精細有機化工產品、精細高分子化工產品和精細生物化工產品四類。這種分類方法又顯得粗糙。目前國內外較為統一的分類原則是以產品的功能來進行分類。據日本《精細化學品年鑒》報道,1985年將精細化學品分為35類,1990年擴大為36類。分別是:醫藥、農藥、合成染料、有機顏料、塗料、粘合劑、香料、化妝品、表面活性劑、肥皂、洗滌劑、印刷油墨、有機橡膠助劑、照相感光材料、催化劑、試劑、高分子絮凝劑、石油添加劑、食品添加劑獸葯、飼料添加劑、、紙及紙漿用化學品、塑料添加劑、金屬表面處理劑、芳香消臭劑、汽車用化學品、殺菌防霉劑、脂肪酸稀土化學品、精密陶瓷、功能性高分子、生化製品、酶、增塑劑穩定劑、混凝土外加劑、健康食品、有機電子材料等。

特點

  精細化學品的品種繁多,有無機化合物、有機化合物、聚合物以及它們的複合物。生產技術上所具有的共同特點是:   ①品種多、更新快,需要不斷進行產品的技術開發和應用開發,所以研究開發費用很大,如醫藥的研究經費,常占藥品銷售額的8%~10%。這就導致技術壟斷性強、銷售利潤率高。   ②產品質量穩定,對原產品要求純度高,復配以後不僅要保證物化指標,而且更注意使用性能,經常需要配備多種檢測手段進行各種使用試驗。這些試驗的周期長,裝備複雜,不少試驗項目涉及人體安全和環境影響。因此,對精細化工產品管理的法規標準較多。如藥典(見《中華人民共和國藥典》、《英國藥典》)、農藥管理法規等。對於不符合規定的產品,往往國家限令其改進,以達到規定指標或禁止生產。   ③精細化工生產過程與一般化工生產不同,它的生產全過程,不僅包括化學合成(或從天然物質中分離、提取),而且還包括劑型加工和商品化,由兩個部分組成。其中化學合成過程,多從基本化工原料出發,製成中間體,再製成醫藥、染料、農藥、有機顏料、表面活性劑、香料等各種精細化學品。劑型加工和商品化過程對於各種產品來說是配方和製成商品的工藝,它們的加工技術均屬於大體類似的單元操作。   ④大多以間歇方式小批量生產。雖然生產流程較長,但規模小,單元設備投資費用低,需要精密的工程技術。   ⑤產品的商品性強,用戶競爭激烈,研究和生產單位要具有全面的應用技術,為用戶提供技術服務。   世界精細化學工業最發達的要推美國、聯邦德國和日本,其產品產量分別居於世界第一、二、三位。   最近幾年國內精細化工行業都在關注一個問題:21世紀精細化工的發展趨勢。自從20世紀90年代後期以來,我國決定加大在能源、信息、生物、材料等高新技術領域的投資力度,化工作為傳統產業沒有被列入國家優先發展的行列,而被有的人歸於夕陽工業。但事實並非如此,特別是我們精細化工,由於它在國民經濟中的特殊地位,由於它和能源、信息、生物化工以及材料學科之間的緊密聯繫,它在我國現代化建設中的作用將愈來愈重要,而成為不可替代、不可或缺的關鍵一環。 在這裡我充滿信心地告訴大家,精細化工在中國、乃至在世界,依然是朝陽工業,前景一片光明。

國民經濟中的地位

  我們都知道精細化工是生產精細化學品的化工行業,主要包括醫藥、染料、農藥、塗料、表面活性劑、催化劑,助劑和化學試劑等傳統的化工部門,也包括食品添加劑、飼料添加劑、油田化學品、電子工業用化學品、皮革化學品、功能高分子材料和生命科學用材料等近20年來逐漸發展起來的新領域。中國是個人口大國,十多億人的生存生存質量與精細化工息息相關。增加糧食產量,需要多種高效低毒的農藥、植物生長調節劑除草劑、複合肥料;抵疾病需要多種醫藥、抗生素;石化工業生產需要催化劑、表面活性劑、油品添加劑和橡膠助劑等。服裝、絲綢工業需要高質量的染料、紡織助劑、顏料;美化環境、改善居住條件需要不同的塗料、黏合劑;據報道一台電視機與2000多種化學品有關,其中絕大部分是精細化學品。   正由於精細化工對國民經濟和人民生活的重大貢獻,被我國先後列為「六五」、「七五」、「八五」和「九五」國民經濟發展的戰略重點,並作為七大重點工程之一來抓。經過20多年的努力,我國精細化工得到了長足的發展。目前我國精細化工企業總數已達11000余家,傳統領域精細化工企業7000多家,其中染料、顏料企業1525家,農藥及其製劑加工企業1243家,塗料生產企業4544家;新領域精細化工企業3900家. 精細化工行業總產值達1200億元,其中新領域精細化工產值為600~700億元。許多精細化工產品產量如染料、農藥等居世界前列。有部分精細化工產品已能滿足國內需求。   精細化工的發展,促進了其它行業如農業、醫藥、紡織印染、皮革、造紙等衣、食、行和用水平的提高,同時為這些行業帶來了經濟效益的提高。   精細化工的發展,為生物技術、信息技術、新材料、新能源技術、環保等高新技術的發展提供了保證。   精細化工的發展,直接為石油和石油化工三大合成材料(塑料、橡膠和纖維)的生產及加工、農業化學品的生產,提供催化劑、助劑、特種氣體、特種材料(防腐、防高溫、耐溶劑)、阻燃劑、膜材料,各種添加劑,工業表面活性劑、環境保護治理化學品等,保證和促進了石油和化學工業的發展。   精細化工的發展,提高了化學工業的加工深度,提高了大的石油公司、大的化工公司的經濟效益。   精細化工的發展,提高了國家的化學工業的整體經濟效益,增強了國家的經濟實力。   當今,精細化工已成為世界化學工業發展的戰略重點之一,也是化學工業激烈競爭的焦點之一。因此國家經貿委在「十五」工業結構調整規劃綱要中指出:化學工業的發展是以「化肥、農藥和精細化工為重點」。化肥和農藥直接與糧食生產有關,所以精細化工和糧食生產一樣重要,只能立足於國內,不能依賴於國外,關係國計民生的、不可或缺的重要經濟部門。

國內外精細化工的發展現狀

  據統計全球500強中有17家化工企業,其中前幾位是美國杜邦公司、德國巴斯夫公司、赫斯特公司和拜爾公司,美國的道公司以及瑞士的汽巴—嘉基公司等。它們都有百余年的歷史,在20世紀70年代以前都大力發展石油化工,後來逐漸轉向精細化工。德國是發展精細化工最早的國家。它們從煤化工起家,在20世紀50年代以前,以煤化工為原料的占80%左右,但由於煤化工的工藝路線和效益不佳,1970年起以石油為原料的化工產品比例猛增到80 % 以上。   杜邦公司是世界上最大的化學公司,成立於1802年。它從1980年前後才從石油化工大幅度地轉向精細化工,比德國和日本起步晚,但發展速度卻很快。該公司對以往通用產品以提高質量、降低成本和提高市場競爭力為目標,80年代以來,擴大了專用化學品的生產,主要為農藥、醫藥、特種聚合物、複合材料等精細化工產品的生產。該公司的長遠目標為發展生命科學製品,為保健品、抗癌抗衰老藥物和仿生醫療品,1995年該公司利潤為33億美元。   道化學公司成立於1897年。70年代末,通過產品的結構調整,加強了對醫藥和多種工程用聚合物的生產,特別是汽車塗料和黏合劑方面有所特長。該公司在1973年精細化學品產值只有5.4億美元,精細化工率為18%,1996年猛增到50%。90年代初總產值為200億美元,而精細化工產值占110億美元。   巴斯夫公司、赫斯特公司和拜爾公司是德國化工企業的三大支柱。它們多以兼併、轉讓、出售為手段,加大投入力度,以技術力量的強弱,實施核心業務,盡量提高核心業務的比重和主導產品的市場佔有率。重點開發保健醫藥用品、農用化學品、電子化學品、醫療診斷用品、信息影像用品、宇航用化學品和新材料等高新領域,大大提高了精細化工產品的科技含量和經濟效益。如巴斯夫公司的塗料和感光樹脂等幾個有特色產品,其銷售額占總銷售額的比例由1980年的11%升至1995年的30%。該公司1994年的營業額462億馬克,赫斯特1996年營業額為521億馬克,拜爾公司1994年營業額為267億美元。它們都非常重視開發高新技術,拜爾公司至1995年底已獲得15.5萬件專利,產品2.4萬個,它在醫藥中的主導產品阿司匹林已有百年的歷史。   瑞士的汽巴—嘉基公司是世界上著名的農藥、醫藥、染料、添加劑、化妝品、洗滌劑、宇航用膠粘劑等的生產企業,是世界上唯一全部外購原材料發展精細化工的大企業。1994年,其營業額為161億美元,其精細化工率占世界首位,高達80%以上。   發達國家不斷地根據經濟效益和發展的需要,以及市場、環境和資源的導向,進行化學工業產品結構的調整,其轉軌的焦點都集中在精細化工方面,發展精細化工已成為世界性趨勢。1991年全世界精細化學品的銷售額為400多億美元,以西歐、美國和日本為主。90年代初期,發達國家精細化工率約為55%,而末期上升到60 %。精細化工的發展速度一直高於其它行業。以美國為例在80年代後期,工業增長率為2.9%,而精細化工則高達5%。他們的發展主要目標是擴大專用品的生產,如醫藥保健品、電子化學品、特種聚合物及複合材料等,並大力發展有關生命科學製品,如抗癌藥物、仿生醫療品、無污染高效除草劑、殺菌劑等等。   我們國家自80年代確定精細化工為重點發展目標以來,在政策上予以傾斜,發展較為迅速。「八五」期間已建成精細化工技術開發中心10個,年生產能力超過800萬噸,產品品種約萬種,年產值達900億元,已打下了一定的基礎。20世紀末精細化工率達到35%。這與國外發達國家相比差距較大。他們僅就電子工業一項就需精細化學品1.6萬種,彩電需7000多種,國內產品配套率都不到20%,其餘靠進口。其它在織物整理劑、皮革塗飾劑等方面更為短缺。另外從我國精細化工產品的質量、品種、技術水平、設備和經驗來看,都不能滿足許多行業的需求。

精細化工面臨的機遇

  精細化工與人們的日常生活緊密聯繫在一起,它與糧食生產地位一樣重要,關係到國家的安全。因此精細化工是中國的支柱產業之一。在新世紀之初,精細化工就被國家經貿委列入發展重點之一。這是精細化工面臨的良好機遇之一。   精細化工生產的多為技術新、品種替換快、技術專一性強、壟斷性強、工藝精細、分離提純精密、技術密集度高、相對生產數量小、附加值高並具有功能性、專用性的化學品。許多國內外的專家學者把21世紀的精細化工定位為高新技術。在國外的高新技術園區,譬如法國巴黎西南郊的Les Ulis高新技術園區,就有很多精細化工企業。在國內也一樣。在上海、蘇州、杭州等地的高新技術開發區都有大量的精細化工企業。而只要是高新技術企業,都可享受到政策、融資、外貿、征地、用人等方方面面的優惠條件。這是精細化工面臨的良好機遇之二。   目前在世界範圍內都在進行產業的結構調整。隨著環境保護要求的不斷提高,歐共體國家、美國和日本工業發達國家,陸續把許多化工企業向發展中國家轉移。雖然他們有轉移污染的企圖,但也確實把一定數量的具有較高技術含量的精細化學品生產轉移到國外,而且這種趨勢在不斷地擴大。從世界經濟版圖來看,可以接受這種轉移的主要是亞洲、南美洲和非洲。由於非洲在經濟和技術方面的落後,無力承受這種轉移。以巴西為首的南美經濟合作區,雖然有一定的經濟、技術和資源等方面的基礎,但政局不穩定、經濟上險象環生,使外商投資者望而生畏。亞洲經濟發展迅猛,特別是東亞和南亞一帶,自然資源和人力資源得天獨厚,經濟和技術水平達到了相當的程度。其中東盟十國人力便宜,中國和印度最有競爭力。由於中國政局穩定,政策優惠,市場容量大,一心一意搞經濟建設,改革開放20年,已經打下了堅實的基礎,因此中國比印度更勝一籌。據1995年統計,外商在中國近20000家化工企業,其中精細化工達2206家。   隨著世界和我國高新技術的發展,不少高新技術如納米技術、信息技術、現代生物技術、現代分離技術、綠色化學等,將和精細化工相融合,精細化工為高新技術服務,高新技術又進一步改造精細化工,使精細化工產品的應用領域進一步拓寬,產品進一步高檔化、精細化、複合化、功能化,往高新精細化工方向發展。所以各種高新技術的良性互動,是精細化工面臨的良好機遇之四。   面對這樣四個良好機遇,難怪我國的專家學者和有識之士,一致認為精細化工在中國絕對是朝陽產業,前途無量。   行業的進步,企業的發展,需要優秀的專業人才作支撐。這就給我們的學生提供了施展才華的場所。事實上我們精細化工專業的畢業生每年的一次就業率高達95%以上。許多省內外精細化工企業到我們學校要求介紹或招聘精細化工畢業生。由於社會上精細化工企業極多,精細化工企業的經濟效益普遍較好,精細化工產品出口和國內市場潛力巨大,精細化工產品開發前景廣闊,所以精細化工專業畢業生的社會容量很大。在可預見的未來,基本上沒有就業問題。

精細化工發展方向

  按照經濟發展和合作組織(OECD)的規定,根據技術密集度的情況,汽車、機械、有色冶金、化工屬於中技術產業。高新技術及其產業是按其研究開發含量高而確定的特定領域,航天航空,信息產業、製藥等。作為化學工業分支的精細化工大體也屬於中技術範疇,但作為精細化學品的高性能化工新材料、製藥、生物化工等已確定屬於高新技術範疇。21世紀是知識經濟時代,一場以生物工程信息科學和新材料科學為主的三大前沿科學的新技術革命必將對化學工業產生重大的影響。像精細化工這樣的傳統工業的發展趨勢必定是越來越加重技術知識的密集程度,並與高新技術相輔相成。

納米技術與精細化工的結合

  所謂納米技術,是指研究由尺寸在0.1~100 nm之間的物質組成的體系的運動規律和相互作用,以及可能的實際應用中技術問題的科學技術。納米技術是21世紀科技產業革命的重要內容之一,它是與物理學、化學、生物學、材料科學和電子學等學科高度交叉的綜合性學科,包括以觀測、分析和研究為主線的基礎科學,和以納米工程與加工學為主線的技術科學。不容否認納米科學與技術是一個融科學前沿和高科技于一體的完整體系。納米技術主要包括納米電子、納米機械和納米材料等技術領域。正如20世紀的微電子技術電腦技術那樣,納米技術將是21世紀的嶄新技術之一。對它的研究與應用必將再次帶來一場技術革命。   由於納米材料具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應等特性,使納米微粒的熱磁、光、敏感特性、表面穩定性,擴散和燒結性能,以及力學性能明顯優於普通微粒,所以在精細化工上納米材料有著極其廣泛的應用。具體表現在以下幾個方面:

納米聚合物

  用於製造高強度重量比的泡沫材料、透明絕緣材料,激光摻雜的透明泡沫材料、高強纖維、高表面吸附劑、離子交換樹脂、過濾器、凝膠和多孔電極等。

納米日用化工

  納米日用化工和化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細化工材料等將把我們帶到五彩繽紛的世界。最近美國柯達公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體,預計將給彩色影像帶來革命性的變革。

粘合劑和密封膠

  國外已將納米材料納米SiO2作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中,使粘合劑的粘結效果和密封膠的密封

精細化工設備(5張)性都大大提高。其作用機理是在納米SiO2的表麵包覆一層有機材料,使之具有親水性,將它添加到密封膠中很快形成一種硅石結構,即納米SiO2形成網路結構,限制膠體流動,固體化速度加快,提高粘接效果,由於顆粒尺寸小,更增加了膠的密封性。

塗料

  在各類塗料中添迦納米SiO2可使其抗老化性能、光潔度及強度成倍地提高,塗料的質量和檔次自然升級。因納米SiO2是一種抗紫外線輻XX材料(即抗老化),加之其極微小顆粒的比表面積大,能在塗料乾燥時很快形成網路結構,同時增加塗料的強度和光潔度。

高效助燃劑

  將納米鎳粉添加到火箭的固體燃料推進劑中可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率,改善燃燒的穩定性。納米炸藥將使炸藥威力提高千百倍;

貯氫材料

  FeTi和Mg2Ni是貯氫材料的重要候選合金,吸氫很慢,必須活化處理, 即多次進行吸氫—脫氫過程。Zaluski等用球磨Mg和Ni粉末直接形成Mg2Ni,晶粒平均尺寸為 20~30 nm,吸氫性能比普通多晶材料好得多。普通多晶 Mg2Ni 的吸氫只能在高溫下進行(當PH2≤20Pa,則T≥250°C),低溫吸氫則需要長時間和高的氫壓力;納米晶 Mg2Ni在 200°C以下即可吸氫,毋須活化處理。 300°C第一次氫化循環后,含氫可達~3.4 %。在後續的循環過程中,吸氫比普通多晶材料快4倍。納米晶FeTi的吸氫活化性能明顯優於普通多晶材料。普通多晶FeTi的活化過程是:在真空中加熱到400~450℃,隨後在約7Pa的H2中退火、冷卻至室溫再暴露于壓力較高(35~65Pa)的氫中,激活過程需重複幾次。而球磨形成的納米晶FeTi只需在400℃真空中退火0.5 h,便足以完成全部的氫吸收循環。納米晶FeTi合金由納米晶粒和高度無序的晶界區域(約占材料的20%~30%)構成。

催化劑

  在催化劑材料中,反應的活性位置可以是表面上的團簇原子,或是表面上吸附的另一種物質。這些位置

3093催化劑

表面結構、晶格缺陷晶體的邊角密切相關。由於納米晶材料可以提供大量催化活性位置,因此很適宜作催化材料。事實上,早在術語"納米材料"出現前幾十年,已經出現許多納米結構的催化材料,典型的如 Rh/Al2O3、 Pt/C之類金屬納米顆粒負載在惰性物質上的催化劑,已在石油化工、精細化工、汽車尾氣許多場合應用。在化學工業中,將納米微粒用做催化劑,是納米材料大顯身手的又一方面。如超細硼粉、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑;超細的鉑粉、碳化鎢粉是高效的氫化催化劑;超細銀粉可以為乙烯氧化的催化劑;銅及其合金納米粉體用作催化劑,效率高、選擇性強,可用於二氧化碳和氫合成甲醇等反應過程中的催化劑;納米鎳粉具有極強的催化效果,可用於有機物氫化反應、汽車尾氣處理等。   平進等人用膠體法製備了聚乙烯砒咯烷酮負載的Pd膠體超微粒子(平均粒徑為1.8 nm),用於催化以下反應:   發現其活性比一般的Pd催化劑高2~3倍,選擇性幾乎為100 %。   兩種以上的鋨金屬超微粒子或合金作催化劑也可獲得較高的催化活性和選擇性。例如用於催化環戊二烯常壓液相加氫過程的化學還原法製備的非晶態Ni-B納米催化劑,和催化乙烯加氫的Co-Mn/SiO2納米合金催化劑都具有良好的催化性能。用Ni、Co、Fe等金屬納米粒子與TiO2-γ-Al2O3混合、成型、焙燒,用於汽車尾氣的凈化,起活性與三元Pt族催化劑相似,600 ℃工作100 小時活性不下降。

現代生物化工與精細化工的結合

  生物化工被認為是生物學和化學工程的交叉學科。雖然,我國的生物化工是從數千年前的釀酒、造醬、制醋緩慢發展而來,傳統的生物化工也局限於食品工業如釀造、醫藥工業如維生素維生素B維生素C)、抗菌素青黴素、鏈黴素),和生物農藥如井崗霉素(防治稻瘟枯病)、慶豐霉素(防治稻瘟病),但是從20世紀80年代以來,隨著微生物學生物化學遺傳學細胞學和分子生物學以及現代實驗技術、電子技術、電腦技術的發展和應用,極大地發展了生物技術,在傳統的生物技術基礎上,形成了基因重組技術、細胞融合技術、細胞大量培養技術和生物反應技術等具有強大生命力的現代生物工程技術,並逐步應用於醫藥、食品、化工、冶金、能源、醫學、農林牧副漁以及環境保護與監測等領域,為人類和社會提供商品與服務。近年來,生物化工在生物技術中的地位正在上升,生物技術正在從傳統醫藥、農業向生物化工方面轉移。   與傳統的化學工業相比,生物化工有以下幾個特點:   a. 主要以可再生資源作主要原料。   b. 反應條件溫和,多為常溫、常壓,能耗低,選擇性好,效率高。   c. 環境污染較少。   d. 設備簡單,投資較少。   e. 能生產目前不能生產或還不為人知的性能優異的化合物,並能開發生產新品種。   f. 原子利用率高,是理想的綠色化學技術。   傳統的生物化工著眼于生物資源的加工,用發酵的手段生產許多有用的產品。如味精、酒精、氨基酸等。現在生物化工技術已經廣泛應用於醫藥、食品、基本有機化工原料、生物農藥等方面。隨著現代生物技術的發展,以遺傳工程為基礎、以微生物工程為核心,從分子和細胞水平上,定量地對生物體極其功能進行改造和利用,使維生素、激素疫苗、生物農藥、生物表面活性劑、丙烯酰胺有機酸等精細化學品達到了新的水平。

精細化工意義

  精細化工與工農業、國防、人民生活和尖端科學都有著極為密切的關係,是與經濟建設和人民生活密切相關的重要工業部門,是化學工業發展的戰略重點之一。 70 年代兩次世界石油危機,迫使各國制定化學工業精細化的戰略決策。這說明發展精細化學工業是關係國計民生的戰略舉措。   精細化工產值率(精細化率)=(精細化工產品總值/化工產品總值) X100%   美國已由 70 年代的 40 %上升為 90 年代的 53 %,德國由 38.4 %上升到 56% ,日本則達到 57% 。預計 21 世紀時,發達國家的精細化率可   達 60 % ~ 65% 。我國現在僅為 28% ,致使石化工業和各項工業中所需的精細化學品有相當數量需要進口,每年需數十億美元的外匯。可見發展精細化工對我國國民經濟建設何等重要。   下面從幾個方面看看精細化工在國民經濟中的意義。

精細化工與農業的關係

  農業是國民經濟的重要命脈,高效農業成為當今世界各國農業發展的大方向。高效農業中需要高效農藥、獸葯、飼料添加劑、肥料及微量元素等。單就農藥,它包括各種各樣的殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除草劑、植物生長調節劑及生物農藥等。全世界每年因病蟲害造成糧食損失占可能收穫量的三分之一以上。使用農藥后所獲效益是農藥費用的 5 倍以上。使用除草劑其效益可達 10 倍於物理除草。獸葯和飼料添加劑可使牲畜生病少、生長快、產值高、經濟效益大。

精細化工與輕工業和人民生活的關係

  當今社會人們的生活水平越來越高,生活需求與日俱增。由原先的生活必需品增加到現在許多的高檔消費品。各種用品講求高效率、高質量、低價位。單就化妝品一項,其品種數量就夠琳琅滿目、百花爭妍了。美容護膚、染髮、祛臭、防曬生髮面膜、霜劑、粉劑膏劑、面油、手油、早用品、晚用品、日用品等舉不勝舉。個人衛生用品也是爭奇鬥艷。過去的洗滌品只有肥皂、洗衣粉等幾種,現在就很多了。如家用清洗劑中有:   餐具洗潔凈、油煙機及廚具清洗劑、玻璃擦凈劑、地毯清洗劑等等。還有冰箱用、衛生間用、鞋用等除臭劑,家用空氣清新劑等。各種用途的表面活性劑更是精細化工行業最重要、最廣泛的物質。各種香料、香精、食品添加劑、皮革工業、造紙工業、紡織印染工業的各種助劑就更是不勝枚舉了。總之,輕工業和人們的生活用品就是精細化工的一個很大的市場。

精細化工與軍工、高技術領域的關係

  在軍事工程、高空、水下、特殊環境等條件下需要各種不同性質和功能的材料。如宇宙火箭、航空與太空梭、原子反應堆、高溫與高壓下的作業、能源開發等不同環境下需要的高溫高強度結構料。從功能角度來說,各種具有熱學、機械、磁學。電子與電學、光學、化學與生物等功能材料,這些都無一不與精細化學品有關。   如在航空工業中,巨型火箭所用的液態氧、液態氫貯箱是用多層保溫材料製造,這些材料難於用機械方法連接,而採用了聚氨酯型和環氧—尼龍型超低溫膠粘劑進行粘接。大型波音型客機所用的蜂窩結構以及玻璃鋼和金屬蒙面結構也都離不開膠粘劑。   材料的複合化可以集合各自的優點,從而滿足許多特殊用途的要求。繼玻璃纖維增強塑料以後,又研究開發出碳纖維、硼纖維和聚芳酰胺纖維等增強輕塑料複合材料,在宇航和航空中,特別需要這種輕質高強度耐高溫材料。過去,火箭噴管的喉部是用石墨製造的,但隨著火箭的大型化,用石墨製造就困難了,於是出現了比重更小的耐熱複合材料,如以碳纖維或高硅氧纖維增強酚醛樹脂做喉襯,以玻璃纖維增強塑料做結構部分。美國的阿波羅宇宙飛船著陸用發動機的燃燒室就是採用這些複合材料的。

精細化工的發展重點及動向

精細化工發展的戰略目標

  精細化工發展的戰略目標是高科技領域的開發研究世界各國現在都在大力發展精細化工,已使整個化學工業向高精尖方向取得了長足的進步。有關的新科技領域包括:各類新型化工材料(功能高分子材料、複合材料)、新能源、電子信息技術、生物技術(包括發酵技術、生物酶技術、細胞融合技術、基因重組技術等)、航空航天技術和海洋開發技術等。   我國近年來在精細化學品的開發、生產和應用上也有可觀的成就,科研、設計和生產管理的技術隊伍正在迅速成長、力量比較雄厚,但只能看作是今後發展的起點。因為我國的精細化率還不高,包括品種、技術、質量等均落後于發達國家,表現為能耗高、質量差、品種也少,無論品種、質量還是技術水平還不能滿足各行各業的需要,每年的進口額度很大。因此,我國今後發展精細化工的任務還很艱巨。

傳統大宗精細化學品的更新換代

  化學農藥工業重點是發展高效、安全、經濟的新產品。如殺蟲劑、殺菌劑等。近期以新製劑和新劑型的加工為主,盡量滿足農業對各種劑型產品的需求。遠期有限選擇開發新的原葯。   染料工業重點發展紡織印染需求量大的活性染料分散染料、還原染料等;以及塗料、油墨和塑料加工用的高檔有機顏料及助劑。近期以外引內聯嫁接的辦法發展后加工技術為主。   塗料工業以發展滿足建築、汽車、電器、交通(船舶、路標)、傢具需要的高檔塗料,解決惡劣條件下的防腐難題,著重抓好低污染、節能型新品種的研製。主要有水性塗料、高固體分塗料、粉末塗料、光固化塗料等;同時重視塗料用無機顏料和配套樹脂、助劑、填料、溶劑的開發。   粘合劑工業重點是發展低毒(或無毒)、中低溫固化和高強耐候品種,開發功能型的新品種,尤其注重開發鞋用粘合劑。   化學試劑重點加強分離提純技術研究,狠抓試劑門類品種的開發,實現超凈高純試劑、生物工程用試劑、臨床診斷試劑、有機合成試劑的產品系列化。   感光材料和磁記錄材料要瞄準世界先進水平,走「先仿后創」的路子。攝影化學材料要在現有各種沖洗套葯的基礎上,主攻柯達和富士彩色膠卷沖洗套葯的國產化;感光化學材料主攻高純硝酸銀(彩卷用);磁記錄材料要發展國際上有競爭能力的出口創匯產品,同時實現數字磁記錄產品系列的配套,並加強有關方面的研究開發力量,建立相應的研究與開發中心。

優先發展的關鍵技術

  借鑒國外化工科技發展,結合我國發展實際,今後應優先發展下列關鍵技術,以此來推動整個精細化工行業和技術進步。   2.3 .1 新催化技術   合成反應是精細化工產品生產的基礎,化工生產工藝與新催化技術密切相關。新催化技術的重點是開發能促進石油化工發展的膜催化劑、稀土絡合催化劑、沸石擇型催化劑、固體超強酸催化劑等,發展與精細化工新產品開發密切相關的相轉移催化技術、立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種技術。加強工業規模的研究和應用,加強與新型催化劑相適應的反應器放大、製造等技術開發。使能設計和開發出若干具有高活性、高選擇性、立體定向、穩定性好、壽命長的高效催化劑和相應的催化技術,以滿足精細化工發展的國內外市場的需要。   2.3 .2 新分離技術   開發工業規模的多組分分離,特別是不穩定化合物及功能性物質的高效精密分離技術的研究,對精細化工產品的開發與生產至關重要。   重點開發超臨界萃取分離技術,研究用超臨界萃取分離技術制取出口創匯率極高的天然植物提取物(如天然色素、天然香油中草藥有效成分等),為超臨界萃取分離技術的實用 化、國產化提供理論和技術依據。它在精細化工、食品、香料、醫藥以及石油的深度加工等領域內正在開發應用,發展前景廣泛。   另外,著重開展無機膜分離技術在超純氣體、飲用水、製藥、石油化工等領域的應用開發;努力突破無機膜催化反應器的開發工作;積極開展精細蒸餾、催促精餾技術的研究以及在香精行業、混合二甲苯高效分離的應用開發。   2.3 .3 增效復配技術   發達國家化工產品數量與商品數量之比為 1:20 ,我國目前僅為 1 : 1.5 ,不僅品種數量少,而且質量差。關鍵的原因之一是增效復配技術落後。   所以加強這方面的應用基礎研究及應用技術研究是當務之急,如專門研究表面活性劑的分離方法、洗滌作用、表面改性、微膠囊化、薄膜化及超微粒化技術等。由於應用對象的特殊性,很難採用單一的化合物來滿足用戶的要求,於是配方以及復配技術的研究就成為產品好壞的決定性因素,因而需要大力加強這方面的研究。   2.3 .4 超細粉體技術   超細粉體技術是 70 年代興起的一門固體材料加工技術,可用於精細化學品的后加工。在超細狀態下,粉體的物性及化學性質會發生明顯的變化。   超細粉體技術可使藥品的生化作用更趨有效;使油漆、油墨的色彩艷美而光亮;使塗料粘合得更為牢固;作為橡膠與塑料的填充物時,可以改善兩者的物化性質,使其更好地滿足技術要求等。因而,對該技術的實用化應用技術的研究前景廣闊。   2.3 .5 氣霧劑( CFC )無污染替代技術   臭氧層被破壞這一全球性的環境問題,自 70 年代以來就引起世界各國的極大關注,由於受控制物質的禁用時間表不斷提前,所以研究其替代物質就更為迫切。   研究在空調製冷、塑料發泡、高效殺蟲氣霧劑等方面氟氯烴( CFC )無污染替代物及替代技術,因而使研究可工業化的合成路線及其實用化技術具有重要意義。

其他

  其他,如生物技術、聚合物改性技術、電腦化工應用技術、綜合治理技術等都與化學工業、精細化工的發展密切相關。它們的突破與發展,都會給經濟的發展和社會的進步產生巨大的影響。因此,對它們也應給予足夠的重視和優先給予發展。   總之,生產高功能的精細化學品,若離開了高技術的應用和發展關鍵技術,則是不可能實現的。

精細化工工業發展的不足與建議

  中國精細化工工業在發展的同時,一些問題也日益顯露出來。特別是科研開發體制改革進展緩慢,重複建設嚴重,低檔產品居多,精細化率低,附加值不高,企業規模小,集中度低,資源配置效率不高等嚴重等制約了行業的進一步發展和品質的提高。   因此,中國精細化工企業必須抓住新的發展形勢,加大科技創新,開展技術前瞻研究,建立和完善技術創新體系和機制,完善配套措施,提高整體效益和競爭力,為企業創造公平競爭的外部環境,淘汰、削減或限制落後的產品和生產工藝,只有這樣才能在新形勢下立於不敗之地。   精細化工產業門類眾多,牽涉面廣,受到產業政策影響很大,從結構調整和技術進步的角度看,集約化經營是未來中國精細化工發展的方向。中國很多地方建立了化工園區,並給予相應優惠政策,而其中很多化工園區都突出了精細化工特色。這樣的格局有利於精細化工產業的上下游銜接和搭配,將極大促進精細化工產業的發展。

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