陆洲研究生文献综述

南 京 林 业 大 学

研究生文献综述 2011～2012 学年 第 1 学期

学科专业：化学工艺 学 号：3100310 作 者：陆洲 导 师：林中祥

二○一一年 十一月

精细化工现状分析与前景展望

陆洲

（南京林业大学研究生院化学工艺精细化工 3100310 E-mail:lzlzlzbaby@163.com）

摘要:精细化工是化学工业中较为重要的一种形式,已经溶入到我们生活的各个方面.大力发展精细化工开发新的精细化学品有着十分重要的现实意义.本文从精细化学品和精细化工的定义和特点出发,引出了当前精细化工的新形势和新进展,以及由此对我国精细化工行业的存在问题进行分析,并对21世纪精细化工的发展进行了展望.

关键词:精细化学品 进展 问题 展望

20世纪人们合成和分离了2285万种新化合物,新药物、新材料的合成技术大幅度提高,典型的单元操作日趋成熟,这主要当归属于精细化工的长足发展和贡献.21世纪科技界三大技术,即纳米技术、信息技术和生物技术,实际上都与精细化工紧密相关.可见,精细化工还将继续在社会发展中发挥其核心作用,并被新兴的信息、生命、新材料、能源、航天等高科技产业赋予新时代的内容和特征[1].

精细化工率的高低已成为衡量一个国家或地区化工发展水平的主要标志之一.随着广大发展中国家工业化程度的提高,对精细与专用化学品的需求量将越来越大.

1 精细化工和精细化学品

1.1 定义

精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。精细化学品的含义，国外迄今仍在讨论中。精细化学品这个名词，沿用已久，原指产量小、纯度高、价格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等。但是，这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。近年来，各国专家对精细化学品的定义有了一些新的见解，欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。

精细化工产品也称精细化学品,用以区别大宗化学品.以前精细化学品是指产量小、纯度高、价格贵的化工产品,如医药、染料、涂料等.但这个说法并未能揭示精细化学品的本质.近年来,各国专家对精细化学品的定义有一些新的见解,欧美一

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些国家把产量小,按不同化学结构进行生产和销售的化学物质,称为精细化学品;把产量小,经过加工配制,具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品.我国和日本则把这两类产品统称为精细化学品.精细化学品范围极广,其分类并无统一标准,各国依各自的生产体制而有所不同[2]. 1.2 特点

小批量、多品种和特定功能、专用性质是精细化学品的量与质的两个基本特性,精细化学品的生产过程也不同于一般化学品,其主要特点如下[3]: 1.2.1 小批量 多品种

精细化工产品本身用量不大,例如一般药品,患者的服用量都以毫克计;食品添加剂常用量是ppm级;各种合成材料助剂用量也是由百分之零点几到百分之几;一双鞋用的粘合剂只不过几克等.但批量小的概念也是相对而言的,如洗衣粉中常用的直链烷基苯磺酸钠,产量可达十万吨以上,典型的精细化学品如阿司匹林,由于用量大,也可达到万吨级规模.

多品种的特点一般与批量小有关,另一方面也与精细化学品必须具有特定功能的特点有关.如染料,西德拜耳公司一个厂就生产1600个牌号.国外表面活性剂有5000多个品种;化妆品有37大类;法国仅发用化妆品一类就多达2000多个牌号. 1.2.2 具有特定功能,专用性强

精细化工产品是功能产品,对它的要求不是数量而是功能,如果不具备一定的功能,就是废品.如家庭用洗涤剂就是由表面活性剂复配而成,如果用于洗衣服,需具有良好的清洗效果;如果用于洗涤餐具,则需对油垢有良好的去污能力,对皮肤无刺激,还需保证无毒.医药,农药,各类兽药以及各种助剂,催化剂等,其专用性都是显而易见的. 1.2.3 技术密集

精细化工产品更新换代快,市场寿命短,技术专利性强,市场竞争激烈,因此需要不断进行产品的技术开发和应用开发,还必须考虑如何使之商品化.要想获得高质量,高效率,性能稳定的产品就必须掌握先进的技术,各种现代仪器测试手段及科学的管理.从产品的商品化来说,不紧要搞清楚结构或组成与性能的关系,还必须不断研究消费者的心理与需求,以指导新产品的开发.

技术密集还同样表现在情报密集,技术保密性强,专利垄断性强等,这几乎是各精细化工公司共同的特点.

1.2.4 综合生产流程和多功能生产装置

为适应小批量,多品种,生产工艺流程长和工序多,产品更新快的特点,精细化工产品的生产主要是采用间歇式生产装置,且具有综合式,多用途,多功能,便于根据市

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场需要调整生产品种和生产能力.国外早在五十年代末就摈弃了单一产品,单一流程,单用装置的落后生产方式,而采用多品种综合生产流程和多用途多功能生产装置,取得了很大经济效应.

1.2.5 投资效率高,利润率高,附加价值高

精细化工投资少,投资效率高,资本密集度仅为化学工业平均指数的0.3~0.5,为化肥工业的0.2~0.3.

3 我国精细化工的发展现状及存在的问题

3.1 现状

经过50 多年的发展，特别是近20 多年的快速发展，我国的精细化工已取得了巨大的进步，形成了科研、生产和应用基本配套的工业体系。2003 年我国化学工业的精细化率已经超过40%，精细化工销售收入约3 800 亿元。精细化学品品种有25 个门类，近3万个品种。

一些门类的产量已跃居世界前列， 如染料，2004 年产量已达到59.8 万吨，占世界总产量的一半以上，染料的出口量22.7 万吨，也占世界第一位；农药，2003 年产量达86.3 万吨，居世界第二位；涂料，2003 年产量为241.5 万吨，居世界第二位。

我国染料生产企业原有1 000 余家， 现在约500 多家， 产品品种超过1 200 种,常规品种700~800 种。染料、颜料产量居世界第一位，并已成为世界上最大的染料和颜料出口国。2001 年和2002 年分别出口染料18.8 万吨和21.6 万吨，分别创汇5.8 亿美元和6.3 亿美元。2001 年和2002 年分别出口颜料32.6 万吨和36.9 万吨，分别创汇4.2 亿美元和5.1 亿美元。2004 年染料出口22.7 万吨，进口6.5 万吨；有机染料出口10.6 万吨，进口3.3 万吨。我国化学农药生产企业近2 000 家，其中原药

生产的企业400 多家（其中大中型企业50 家），加工和分装企业约1 600 家。原药品种约250 种，各类制剂1 000 种以上。2002 年产能达82.2 万吨，其中杀虫剂49.5 万吨、杀菌剂7.5 万吨、除草剂20.2万吨、农药乳油27.2 万吨。农药生产顺应农业生产发展的需要，实现持续高速增长，而且出口前景很好。2001 年和2002 年分别出口19.7 万吨和22.2万吨，分别创汇5.5 亿美元和5.9 亿美元。我国涂料生产企业近9 000 家，2001 年和2002 年产能分别为181.2 万吨和201.6 万吨，成为世界第二大生产国。两年出口分别为10.2 万吨和11.7 万吨，创汇分别为1.6 亿美元和1.9 亿美元[4]。

我国精细化工取得了许多重大成果：中国农科院饲料研究所和生物技术研究所联合研制开发成功植酸酶，比原始菌株产量高3 000 倍以上，比外国工程菌产

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酶高50 倍以上，达到国际领先水平。上海市农药研究所采用气升式发酵培养出沉降的产酶细胞和游离细胞水合催化工艺，使我国现有的生物法丙烯酰胺生产获得了重大突破，已居于世界领先地位。我国生物法长链二元酸生产技术也获得重大进展，其生产量居世界第一，生产技术也比国外先进。在稀土深加工利用方面，已开发了一些新材料，其中长余辉萤光材料是一种新型的光能储备材料。此外，我国已成功开发出发光纤维、发光陶瓷、发光玻璃、发光塑料、发光涂料、发光油墨等系列产品90 余种，在大连高新工业园区已形成世界最大生产基地。类似成果不胜枚举。上海农药研究所采用气升式发酵培养易沉降的产酶细胞和游离细胞水合催化工艺,使我国现有的生物法丙烯酞胺生产获得了重大突破,具有产酶率高、转化率高,产品质量好,单耗低等优点,已明显居于世界领先地位,预期将迅速推广,对我国石油三次开采以及污水处理等领域产生巨大影响,再如我国生物法长链二元酸生产技术也获得了重大进展,其生产量居世界第一位,生产技术远比国外先进.继十二碳、十三碳二元酸产业化成功之后,十五、十六碳二元酸也已开发成功,这是极有前途的精细化工产品,在加大下游产品开发力度的基础上,将发展成为重要的精细化工领域.在稀土深加工利用方面,新的成果不断涌现.其中长余晖稀土荧光材料是一种新型光能储备材料,在白天吸收太阳光或夜晚吸收其他光照如日光灯光,紫外光后,可以在暗处或夜晚自动放出明亮的荧光,并可循环使用.所用稀土材料比传统的硫化物材料,发射波性能优异,余晖时间达15H以上或更长,具有化学稳定性高,无放射性,耐候性好,亮度强等特点.

实现精细化工原料的绿色化,应该尽可能选用无毒、无害的化工原料进行精细化工产品的合成.以碳酸二甲酯替代硫酸二甲酯进行甲基化有机合成、以二氧化碳代替光气合成异氰酸酯、苄氯羰基化合成苯乙酸等都是典型的实例.

己二酸是一种重要的精细化工中间体,目前工业生产己二酸是以苯为原料进行合成,现已开发出以纤维素和淀粉水解制得的葡萄糖为原料,在温和条件下催化加氢合成己二酸的路线.聚乳酸具有良好的生物降解性,安全无毒,大量用作食品包装材料、生物医学材料和农用化学品等,其常规生产方法成本高、聚合工艺复杂.卡吉尔陶氏公司利用玉米谷物为原料,通过微生物发酵生产乳酸,产率达到90%以上,与常规方法相比,可节省20%～50%的化石燃料,并且形成了年产能力14万吨的工业规模.

1,3-丙二醇是生产聚对苯二甲酸丙二醇酯的重要原料,1,3-丙二醇的生产方法主要有环氧乙烷法、丙烯醛法和微生物发酵法.微生物发酵法是采用价廉的葡萄糖为原料,以基因工程菌为发酵微生物来制备1,3-丙二醇.其优越性在于原料易得,价格便宜,反应条件温和,近年来,微生物发酵工艺,已经成为各国研究的热点,并取得了

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