精细化工与城市生活-12

1精细化工与城市生活深圳职业技术学院林峰一、国内外精细化工的现状和发展趋势（一）精细化学品及专用化学品定义及分类众所周知，精细化工即精细化学工业，是生产精细化学品的工业。至于精细化学品的定义，迄今尚在讨论之中。目前，国外倾向于赞同美国克兰（C.H.Kline）博士提出的对精细化工的定义和分类。1974年，克兰博士提出从商品学应质力量的角度对化工产品在特性上与其他企业有无差别性而分为差别性DifferentiatedProducts）和非差别性产品（UndifferentiatedProducts）两类；并结合此种分类，再以“量”为标准时，根据生产规模的大小，则将化工产品分为如下四类。（1）通用化学品（CommodityChemicals）指大量生产的非差别性制品，如化肥、硫酸、烧碱和通用塑料等。（2）拟通用化学品（Pseudo－commodityChemicals）也称半通用化学品（SemicommedityChemicals），指大量生产的差别性制品，如炭黑、火药和合成纤维等。（3）精细化学品（FineChemicals）指少量生产的非差别性制品，如染料、颜料、医药和农药的原药。（4）专用化学品（SpecialtyChemicals）指少量生产的差别性制品，如医药、农药、感光材料和调合香料等。目前，国外对“精细化学品”和“专用化学品”这两名词一般通用。日本将精细化学品分为34类；而我国暂分为11类（据原化学工业部1986年3月6日颁发的《精细化工产品分类暂行规定》），即农药、染料、涂料（含油漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饲料添加剂、胶粘剂、催化剂和各种助剂、化工系统生产的化学药品（原料药）和日月化学品、功能高分子材料。从70年代以来，一些工业发达国家相继将化学工业发展的战略重点转向精细化工，故加快发展精细化工已成为世界性的趋势。其原因是：（1）由于科学技术和工农业各部门的发展，以及人们生活水平的提高，迫切要求加快精细化工的发展，以提供各种性能优异、用途广泛的精细化学品；（2）由于一些工业发达国家的石油化工已发展到相当规模，并具有技术优势，能为精细化工的发展提供充足的原料、中间体和技术条件；（3）一些缺乏资源的工业发达国家，由于二次能源危机的冲击，不得不改变2化工产品的结构，将其战略重点由石油化工转向省资源、省能源、附加价值高和技术密集的精细化工，以便用技术优势弥补资源劣势；单从经济效益上看，精细化工具有如下特点和作用：一是附加价值率高．1975年日本精细化工附加价值率为50％，而化肥与石油化工仅为20％。二是利润率高。一美元石油化工原料加工成合成材料，可增值8美元；加工成精细化工产品可增值106美元。三是出口创汇率高。瑞士1977年进口21.88亿美元的化工原料，出口35.84亿美元的精细化工产品，四是投资效率高。日本化学工业的平均效率为87.6％，而作为精细化工的医药工业为241％。（4）由于一些工业发达国家的石油化工已经发展到由量到质的转变阶段，目前其通用产品的量已能基本满足需要，故要求进一步开发新产品，开拓新的市场，那只有转向发展功能性材料、特种材料和专用商品；（5）由于新技术的挑战，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代产业的基础技术，它与精细化工有着非常密切的关系，故要求精细化工迅速发展。80年代以来，日本采取了一系列的措施促进精细化工的发展，从而使精细化工获得了较快的发展，其精细化率（精细化工在整个化学工业中所占的比重）已从1979年的40％上升到50％以上。日本1987年某些精细化工产品的年平均增长率为：感光材料，12％；医药，9．l％；有机化工产品，58％；石油芳香烃与煤焦油产品，64％；塑料，64％。德国精细化工发展的历史较长，基础也较好。该国为了发挥自己在精细化工方面的技术优势，为了保持在国际市场上的优势地位和获得更高的附加价值及利润，近年来也在大力调整化工产品的结构，将发展重点转向精细化工，且其精细化率已超过53％。在德国化学工业中起举足轻重作用的Hoechst公司、Bayer公司和Basf公司，都在加快精细化工的发展。Hoechst公司的精细化工发展最快，现在是世界上最大的医药企业和欧洲最大的涂料企业。Bayer公司对通用塑料等原材料型的化工已经不感兴趣，正集中力量发展精细化工，目前农药和医药两个部门的销售额已占总销售额的35％以上。Basf公司的精细化工比重也已达30％以上。美国尽管有丰富的天然气和石油资源，且受能源危机的冲击不大，但在70年代就开始重视精细化工的技术开发，许多化工公司纷纷调整化工产品结构，加快精细化的步伐。例如DuPont公司为了发展精细化工，关闭了在国外的纤维企业，购买了ConocoChemicals公司，并决定把重点转向精细化工，并准备在较短时间内将精细化工的比重提高到50％以上。其他如Monsanto公司和UCC公司，亦在加快精细化工的发展。美国精细化工的年平均增长速度达到12％，大大超过化学工业的平均增长速度，其精细化率达到50％以上。英、法等国也都在进行化工产品结构的调整，也将战略重点转向精细化工，精细化率也在加快。前苏联虽未将化学工业的重点转向精细化工，但也在加快精细化工的发展。3中国精细化工基础弱，但自80年代以来产量增长很快。我国的上海、广东（主要分布在深圳市及珠江三角洲区）及江浙地区的精细化工产业尤为发达，也是今后我国精细化工大力发展的重点区域。据权威部门分析预测，我国的精细化率也可达到35~40％。但与世界工业发达国家相比，我国精细化工尚存在精细化率低，技术水平和开发能力不高、创制品种少、生产分散、装置效益低，产品系列化不够、应变能力小，科技投入不够、应用研究和市场营销比较薄弱，原料和中间体少、配套性差，部分企业三废污染问题还相当严重等问题。上述情况，说明世界工业发达国家都在加快精细化工的发展，都在调整化工产品的结构，并将化学工业的战略重点转向精细化工。（二）精细化工技术特点由于精细化工的含义，决定了精细化工生产特点，它的生产全过程不同于一般化学品。由化学合成、剂型、商品化三个生产部分组成，由于其产品专用性能，就导致精细化工必然是高技术密集度的产业。对精细化工产品的生产特点可归结为以下四点。（l）多品种小批量精细化工产品本身用量相对说不是很大，因此对产品质量要求较高，对每一个具体品种来说年产量不可能很大，从几百千克到几吨，上千吨的也有。由于产品必须具有特定功能，故而它又是多品种的。随着精细化学品的应用领域不断扩大和商品的更新换代，专用品种和定制品种越来越多。不断地开发新品种和提高开发新品种的能力是精细化工发展水平的一个重要标志。（2）综合生产流程和多功能生产装置由于精细化工产品系多品种、小批量，生产上又经常更换和更新品种，故要求工厂必须具有随市场需求调整生产的高度灵活性，在生产上需采用多品种综合的生产流程和多用途多功能的生产装置，以便取得较大的经济效益。同时由此对生产管理及工程技术人员和工人的素质提出了更严格的要求。（3）高技术密集度技术密集是精细化工的另一特点，因为在实际应用中精细化学品是以商品综合功能出现的，这就需要在化学合成中筛选不同化学结构，在剂型上充分发挥自身功能与其他配合物的协同作用，在商品化上又有一个复配过程以更好发挥产品优良性能。以上这些过程是相互联系又是相互制约的，这就形成精细化学品技术密集度高的一个重要因素。其次，由于技术开发的成功率低，时间长，造成研究开发投资较高。因此，它一方面要求情报密集、信息快，以适应市场的需要和占领市场，同时又反映在精细化工生产中技术保密性与专利垄断性强，竞争剧烈。（4）商品性强由于精细化学品商品繁多，用户对商品选择性很高，商品性很强，市场竞争剧烈，因而应用技术和技术的应用服务是组织生产的两个重要环节，在技术开发的同时，积极开发应用技术和开展技术服务工作，以增强竞争机4制，开拓市场，提高信。（三）精细化工的发展趋势从科学技术的发展来看，各国正以生命科学、材料科学、能源科学和空间科学为重点进行开发研究。其中主要的研究课题有：新材料（含精细陶瓷、功能高分子材料、金属材料、复合材料）；现代生物技术（即生物工程，包含遗传基因重组利用技术、细胞大量培养利用技术、生物反应器）；新功能元件，如三维电路元件、生物化学检测元件等。所有这些方面的研究都与精细化工有着非常密切的关系，必将有力地推动精细化工的发展。功能高分子材料是指具有物理功能、化学功能、电气功能、生物化学功能、生物功能等的高分子材料，其中包括功能膜材料、导电功能材料、有机电子材料、医用高分子材料、信息转换与信息记录材料等。在90年代，功能高分子材料已有许多重大进展，并获得蓬勃发展。1．几种功能高分子材料的发展趋势（1）功能膜经实际应用的功能膜有电渗析膜、扩散透析膜、微孔滤膜、超滤膜、逆渗析膜和气体分离膜等。膜材料正在向具有耐化学药品、耐氧化、耐细菌、耐有机溶剂、耐污染、耐洗、耐压、耐热、生物机体适应性和机械强度高等特性方向发展。美、日的研究处于领先地位。（2）电功能材料由于电子工业、情报和信息科学技术的发展，对导电功能材料的需要越来越多。目前，导电塑料、导电橡胶、透明导电薄膜、导电胶粘剂和导电涂料等的发展很快，并已经工业化。（3）医用高分子材料医用高分子材料分为体外使用的与体内使用的两大类。体外使用的有医疗器具，这在国外已大量生产。体内使用的如人工脏器、医用粘合剂、整形材料和心导管等。此外，还有高分子药物和在药物制剂上的应用等。（4）有机电子材料作电子材料的高分子材料，主要用于绝缘材料、半导体材料、导电材料、光刻胶和封装材料等。由于大型集成电路元件的封装密度越来越高，故要求开发能在300℃使用2×104h以上的耐热性薄膜，要求具有更优良性能的电子元器件封装材料，要求具有更高分辨率的新型光刻胶。（5）信息转换与信息记录材料对信息技术的发展来说，十分重要的材料是光导纤维材料、各种信息记录材料和新型传感器用的高分子材料等。这些材料，目前国外正在大力发展中。此外，精细陶瓷的研究、开发日益受到重视。目前，主要开发的材料有：高绝缘性陶瓷，它用于集成电路的基极和放热性绝缘基板；软磁性陶瓷，它用于电子计算机、变压器和磁带录音机；压电性陶瓷，它用于超声元件、电子电路和时钟等；诱电性陶瓷，它用于高容量电容器。2现代生物技术的发展趋势5生物工程（Boiengineering）是直接利用动物、植物、微生物的机体或模拟其功能而进行物质生产的技术。此处所指的物质生产，包括医药、农药、食品添加剂等生物活性物质；有机化工原料及甲醇、乙醇等能源物质；粮食和饲料的生产，以及为了净化环境而实行的物质分解。生物工程在美国、日本和欧洲，都把它作为21世纪的革新技术而集中大量人力物力进行研究、开发，并主要围绕如下几方面进行。（l）重组DNA技术DNA（脱氧核糖核酸）具有储存遗传信息的功能。生物由于DNA的核苷酸的碱基部分的排列不同，故储存的遗传信息也不同，并按照此种遗传信息生产各种物质。生物如果没有自己的DNA而复制异种DNA，那就只能按异种DNA的遗传信息生产异种物质。欲使此情况实现，就要应用DNA重组技术。（2）生物反应器现在，生物反应器已进入第二代，即最大限度地利用酶反应的特异性和精密的、多阶段的反应系统。正在研究、开发的生物反应器，根据其使用目的可分为两类：通过特定的酶和底物，合成有用物质的“合成用生物反应器”，例如多肽的合成；利用特定的化合物与酶反应而进行定量或定性分析的装置，如诊断用生物反应器，它能精确地测定血液中的糖和胆固醇等微量成分。今后，生物工程在精细化工的领域，将会有许多新技术被开发，并用于产品的生产，且使其实现工业化。生长激素和干扰素已商品化。另外，尿激酶等医用酶和工业用酶已经或正在实现工业化生产。再如，在精细化学品的食用色素等食品添加剂、兽药（如疫苗、激素等），以及石油钻井泥浆添加剂等方面也有应用。由上述不难看出，生物工程将促进精细化工的技术水平迈向新的阶段。精细化学品新品种的研究、开发将出现质的变化，将从目前的经验式方法，走向定向分子设计阶段，从