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化学工程概论
化学工程概论
2011-2012学年第2学期
《化学工程概论》课程论文
题目论精细化工发展现状与发展趋势院(系)
专业班级
学生姓名学号
成绩
评语
重庆科技学院
产品结构,重点开发高性能化、专用化、绿色化产品,已成为当前世界精细化工发展的重要特征,也是今后世界精细化工发展的重点方向。
以精细化工发达的El本为例技术创新对精细化学品的发展起到至关重要的作用。
过去1O年中,日本合成染料和传统精细化学品市场缩减了一半,取而代之的是大量开发功能性、绿色化等高端精细化学品,从而大大提升了精细化工的产业能级和经济效益。
例如,重点开发用于半导体和平板显示器
等电子领域的功能性精细化学品,使日本在信息记录和显示材料等高端产品领域建立了主导地位.在催化剂方面,随着环保法规日趋严格,为适应无硫汽油等环境友好燃料的需要,日本积极开发新型环保型催化剂。
目前超深脱硫催化剂等高性能催化剂在日本催化剂工业中已占有相当高的份额,脱硫能力从低于5Og/g提高至低于1Og/g,由此也促进了催化剂工业的整体发展.与此同时,用于石油化学品和汽车尾气净化的催化剂销售
额也速度增长,已占催化剂市场半壁江山,打破了近六年来的记录.
1.3、联合兼并重组,增强核心竞争力许多知名的公司通过兼并、收购或重组,调整经营结构,退出没有竞争力的行业,发挥自己的专长和优势,加大对有竞争力行业的投
入,重点发展具有优势的精细化学品,以巩固和扩大市场份额,提高经济效益和国际竞争力。
这方面事例也很多.
二,我国精细化工发展现状
2.1、精细化工的产生和发展是和人们的生活和生产活动紧密地联系在一起的。
作为最早的精细化工行业,医药、染料、油漆、肥皂、农药等,早在I9世纪前就已出现;随着科学技术的进步、生产的发展、人类生活水平的提高,这些行业不断充实新的内容,如染料从棉用染料发展到合成纤维用染料、油漆发展到涂料、肥皂发展到合成洗涤剂等。
新兴的精细化工行业也不断涌现,如饲料添加剂、电子信息材料、精密陶瓷、生命化学品、化学促进生命物质等。
一发达国家的精细化工产值在化工总产值中的比重已由八十年代初的55增长到60~65。
[7]
2.2、根据国民经济发展的需要,我国将精细化学品分为农药、染料、徐料、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化
学药品和日用化学品、高分子聚合物中的功能高分子等11大类。
同时,把那些未形成产业的精细化工门类总称为新领域精细化工,诸如:
表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、油田化学品、胶粘剂、生物化工、电子化学品等等。
由于精细化工,特别是新领域精细化工能为国民经济各部门、以及人民生活提供高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品,并通过提供配套的应用技术,起到增加功能、提高质量、节能降耗、减少污染等作用,因此,在我国的“六五”规划一直到“十五”规划中,都把精细化工作为化学工业发展的战略重点之一。
通过政策和投资上的倾斜,至今已建成100多个精细化工重点研究与改造项目,建成一批精细化工大基地与中小
城市精细化工基地。
在此期间,我国精细化工取得了许多重大成果。
譬如:
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。
经过多年的努力,我国精细化工已得到迅速发展,精细化率已达到40%一50%水平,全国目前精细化工有16个大类,有2万多个品种,它们的生产能力、产量、品种和生产厂家仍在不断增长(见表)。
同时,新领域精细化工也已初具规模,将成为“十五”规划及21世纪化学工业和国民经济新的增长点。
但是由于我国精细化工的发展起步较晚,与世界工业发达国家的精细化工相比还存在较大差距。
主要表现在:
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,规模不尽合理,装置效益低,产品系列化不够、应变能力小,科技投人不够应用研究和市场营销比较薄弱等缺陷。
[9]
2.3近十多年来,我国十分重视精细化工的发展,把精细化工、特别是新领域精细化工作为化学工业发展的战略重点之一和新材料的重要组成部分,列入多项国家计划中,从政策和资金上予以重点支持。
目前,精细化工业已成为我国化学工业中一个重要的独立分支和新的经济效益增长点。
我国近期出台的((“十一五”化学工业科技发展纲要又将精细化工列为“十一五”期间优先发展的六大领域之一,并将功能涂料及水性涂料,染料新品种及其产业化技术,重要化工中间体绿色合成技术及新品种,电子化学品,高性能水处理化学品,造纸化学品,油田化学品,功能型食品添加剂,.高性能环保型阻燃剂,表面活性剂,高性能橡塑助剂等列为“十一五”精细化工技术开发和产业化的重点。
可以预见,随着我国石油化工的蓬勃发展和化学工业由粗放型向精细化方向发展,以及高新技术的广泛应用,我国精细化工自主创新能力和产业技术能级将得到显著提高,成为世界精细化学品生产和消费大国。
精细化工取得长足进步,部分产品居世界领先地位我国精细化工的快速发展,不仅基本满足了国民经济发展的需要,而且部分精细化工产品,还具有一定的国际竞争能力,成为世界上重要的精细化工原料及中间体的加工地与出口地,精细化工产品已被广泛应用到国民经济的各个领域和人民日常生活中。
统计表明,目前我国精细化工门类已达25个,品种达3万多种,已建成精细化工技术开发中心i0个,精细化学品生产能力近i350万吨/年,年总产量近970万吨,年产值超过i000亿元。
2004年我国精细化工率已上升到45%。
近年来,我国的染料产量已跃居世界首位,2004年,染料产量约占世界染料产量的60%。
目前已能生产的品种超过i200个,其中常年生
产的品种约700个。
我国不仅是世界第一染料生产大国,而且也是世界第一染料出口大国。
涂料产量已成为世界第二大涂料生产国。
农药产量居世界第二位。
柠檬酸的年出口量已接近40万吨,约占全球总消费量的三分之一:
维生素C的出口量已突破5万吨占全球总消费量的50%以上。
2.4建设精细化工园区.推进产业集聚
近几年,许多省市都把建设精细化工园区,作为调整地方化工产业布局、提升产业、发展
新材料产业、推进集聚的重要举措。
据报道,目前全国已建和在建的精细化工园区推进了精英产业集聚,吸引了外资,提升了高新技术含量,为国家创造了财富。
2.5跨国公司加速来华投资,有力推动精细化工发展跨入2l世纪以来,随着经济全球化趋势快速发展,以及我国民经济持续稳步快速发展对精细化学品和特种化学品强大市场需求,吸引了诸多世界著名跨国公司纷纷来我国投资精细化工行业,投资领域涉及精细化工原料和中间体、催化剂、油品添加剂、塑料和橡胶助剂、纺织/皮革化学品、电子化学品、涂料和胶粘剂、发泡剂和制冷剂替代品、食品和饲料添加剂以及医药等,从而有力地推动我国精细化工产业的发展.例如,世界著名的精细化学品生产商、德国第3大化学品公司德固萨公司看好中国专用化学品市场。
又如,世界10大涂料公司已全部进入我国,迄今为止独资和合资建筑涂料厂约16家,生产规模都在2—5万吨/年。
近两年来立邦公司投资41亿日元使廊坊公司和苏州公司的生产能力各扩建为16万吨,上海扩建为14
万吨.广州为7万吨。
届时立邦将占中国19%的市场份额。
以生产不含铅、汞等有毒有害成分涂料著称的ICI公司声称要在中国市场的争夺中超越立邦成为第一。
两家公司几乎控制了一半的市场。
2.6无机精细化工的发展,促进和带动了我国无机盐行业的发展.具体体
现在以下几方面:
(1)产品结构得到改善,新品种增加较快,无机精细化工在产量大幅度提高的同时,产品的品种、档次也发生了很大的变化,较大程度地满足了国内外市场的需要.
(2)企业组织结构发生了重大变化是合资、合作企业发展迅速,一大批国外知名企业介入我国无机精细化工产品生产者行列
(3)生产水平不断提高,近年来我国无机精细化工生产企业的生产水平和专业化水平不断提高,装置规模不断扩大,基本上满足了国内消费的需要。
[12]《试剂与精细化学品》2007第5期
三、精细化工发展趋势
3.1从总体上看,需求的转变、收购与兼并、原料的变化、技术开发和其他众多因素将继续影响着今后15年内世界化学工业的发展。
[6]「M」美国《化学周刊》「M」世界化学工业将进入第三轮创新高潮,美国化学工业尽管将遇到比当今更严峻的亚洲和中东的竞争,但仍将保持前10位化学品生产国地位.许多美国公司将加快投资海外市场,以求新的发展。
虽然化学工业已臻成熟,但创新仍是化学工业发展的核心.专家们认为,到2020年,世界化学工业将进入以生物科学和纳米技术快速发展为特征的第三轮创新高潮.目前生物技术已经对工业所用的某些酶和有机物产生了重要影响,专家预计,到2020年,基于生物的方法将拓展到染料、聚合物、表面活性剂、精细化学品、食品添加剂等产品的生产中.生物质将成为重要的化学工业原材料.纳米技术是2020年化工创新的重要推动力。
最近的研究突破开发了纳米颗粒,已应用于遮阳和其他个人护理产品中作为添加剂。
现在开发中的纳米材料将用于制取2020年的材料,它们将具有性能更强、更轻、更坚固、自矫正和安全的特点.有分析人士指出,面对2020年西方化学工业的重组改革以及来自亚洲和中东新的竞争者的增多,将使一些大型生产商的规模达到目前公司的2—5倍.2020年领先的化学公司将具有以下特征:
通过1T技术拥有卓越的全球供应链管理能力,能顺应市场的变化,不仅可生产通用产品,而且能生产特种产品.能支持全球越来越多的客户需求;以市场为导向,根据用户需求的变化,替代现有的产品模式,如基于生物技术生产特种产品和通用化学品;生物燃料将满足其能源需求;拥有创新的理念和实践.美国银行化工分析师将未来化学工业归并为6个“C”
3.2精细化学品的生产全过程,不同于一般化学品,它由化学合成、剂型(制剂)、商品化(标准化)三个生产部分组成。
在每一个生产过程又派生出各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的要求和考虑。
这就导致精细化工必然是高技术密集的产业。
3.3新型精细化学品逐渐取代传统精细化学品传统精细化工品包括肥皂、燃料、油漆等等,这些都是与百姓生活密切相关的产品。
随着经济和科技的发展,精细化工在未来的发展之中,一定会有更多更先进科技含量更高的产品,例如环保型的新型农药及生物农药;汽车、建筑、轻纺工业用的特种胶粘剂;织染用的各种环保燃料等等。
新型精细化工品会逐渐研制生产出传统精细化工品的替代品,使精细化r品朝着低能耗、高品质、低毒性、高效益的方向发展。
在以往和现今使Hj的一些精细化1J产品中,由于技术原因和科技的发展水平的制约,使得一些精细化工产品具有一定的毒性。
3.4加强当代高科技新领域的精细化‘f:
开发各类新材料、新能源、电子信息技术、生物技术、海洋开发技术等领域都是现代精细化J所要研究和开发的高科技新领域,这些领域的开发使精细化J:
的发展具有更多的可能性和实践性。
功能高分子材料、复合材料等这样的新材料,在制作感光产品、电线、涂料、胶粘剂等方面具有很人的途。
而随着人类对海洋探秘的深入,这一占地球接近三分之二比例的巨人能源库,也将会为精细化的发展提供更多的新型能源和原材料。
生物技术作为2l世纪的革新意义的技术,其研究的领域止是人仃j生产生活的相关内容,不论是发酶技术还是细胞融合技术或者是基因重组技术,都对精细化~f的发展具有深远影响,反过来讲,精细化工也是使生物技术产业化的途径。
冈此,精细化工的发展必然朝着高科技新领域的开发方向。
2_3重视精细化工的生产技术的开发应用在朱来的发展中,精细化工的生产技术的投入
会与研发技术的投入相当,甚至占有更大的比重。
生产技术是使技术研究和设想变成可能的渠道,是精细化工产品能否产出的关键,所以生产技术的开发应用具有不可忽视的作用。
在未来精细化C的发展中,会抛弃以往只重研发不重生产的片面观点,而是研发技术与生产技术“两手抓,两手都要硬“,这样的发展思路和方向会使精细化J:
的发展更具
有实效性和可操作性。
重视精细化工的生产技术的开发应用,是精细化工发展的主要动向之一。
3.5掌握复配技术不断开发新品种
精细化工产品具有用量小、品种多的特点,而对于精细化工品的要求也是随着社会的发展,人民生活水平的提高而不断变化,许多产品由于工艺复杂,材料特殊等特点,单凭一种或几种生产技术很难生产或者说成本太高,所以在精细化工的发展中,掌握复配技术显示其发展的客观必然性和趋势。
现今像农药复配技术、香精复配技术等都已在实际应用之中,随着科技的进步,复配技术会大量应用在精细化[领域,不断开发出新产品,而且在主产品生产过程中,还可能生产出相应的副产品,这样的生产技术在1省原料的同时,也会极人的提高曼济效蕊,从而实现利益最人化。
l在精细化f:
发展中,各国家、各地的精细化一l企业都会加人复配技术的研发戍I{J,不断研制新产,从而实现精细化I产品的多元化。
3.6精细化I各环1的配合更加密切
精细化1:
产业对人才的需求是多方面的,既要有科技专业人才,义要有懂技术管理擅长经营的复合型人才;既要有化学、化学『=程和相关应Hj技术的人才,又要有一批能工巧匠。
精细化工从研发、生产剑销售,最终是为了经济利益的实现。
不论是研发部门、生产部门还是销售部门都要加强配合,团结协作。
重视市场调研,重视售后服务,及时掌握和了解市场动向和消费者需求,这是精细化J:
企业发展的指向标。
在未来的发展中,可能会出现专门做市场调研的企业,这样的调研团队实力更强,情报信息内容也更权威,企业领导者根据市场调研企业提供的情况,胆大心细,敢于创新,积极做出相应的对策,树立短期目标和长期目标,有效的占有市场份额,保证经济效益的实现。
现代产业的发展,既要讲竞争,也要讲合作,不论是企业内部部『J之间,还是同行业企业之间,都要加强合作,强强联合,才能实现共赢。
“十二五”期间我国经济将由资源消耗型转为节约型,将高污染型转为清洁型。
预计到2015年,精细化工产值将达16000亿元,比2008年增长一倍,精细化工自给率达到80%以上,进入世界精细化工大国与强国之列。
“十二五”精细化工调整重点为:
对外合作与自主创新结合,推动技术水平提高,兼顾总量扩大与结构调整,大力发展高性能产品,加大对农药、通用涂料、传统染料、通用胶粘剂等传统领域的结构调整与优化升级。
提高高端精细化工总量,高端领域仍是投资关注点:
特殊功能涂料及水性涂料,染料新品种及产业化技术,化工中间体及绿色合成技术、电子化学品,高性能水处理化学品,功能型食品添加剂,高性能环保阻燃剂,高性能橡胶助剂和环保型塑料添加剂。
基础化工过剩,甲醇、醋酸、纯苯、硫酸价格低位运行,对下游精细化工形成利好。
精细化工为产量小、纯度高、价格贵的化工品,分精细化工品和专用化工品。
下游主要是医药、电子、纺织等消费品行业。
电子化学品上市公司有永太科技、鼎龙股份、江苏国泰、多氟多、当升科技等;医药等有天马精化、联化科技;纺织包括浙江龙。
[8]
3.7随着国民经济发展的要求和市场需求的变化,应当注意调整各类产品结构。
各类精细化学品的发展有如下趋势:
3.71农药
加快除草剂的开发,重视生物农药的研制和加工剂型的多样化。
3.72染料
重点发展高级棉用和铺饰纤维用染料、皮革及纸张专用染料。
3.73涂料
重点发展节能和低污染涂料、专用涂料和各种功能涂料
3.74颜料
重点发展耐热性、耐迁移性好的苯并咪唑酮类和大分子缩台型的高档品种,重视颜料加工制剂的生产。
3.75食品添加剂
随着人民生活水平的提高,对食添加剂的需求将越来越多。
重点发展那些档次高、营养和功能兼备的防腐剂、酸味剂、调味剂及乳化剂等。
要重视高档品种的生产技术,大搞原料的深加工和综合利用,获得高附加值和出口刨。
3.76饲料添加剂
为了提高饲料的利用率+节约粮食+配台饲料的比例将不断增大,各种氨基酸、防腐剂、维生素和畜禽的保健品将大力发展。
3.77粘台剂
重点发展丙烯酸酯及聚氨酯系列产品,加强汽车、电子、纺织、建筑、鞋类、包装和日用方面用胶的生产。
同时为满足节能和环保要求,水基胶和热熔胶将得到发展。
3.78感光材料
注意发展非银盐系感光材料、印刷工业等工业用感光材料。
3.79塑料加工助剂
重点发展抗冲击性、阻燃、热稳定的产品。
3.80电子化学品
主要产品产业化技术的研究,解决扩大生产的问题;超净化处理技术的研究,总体技术水平达到国际20世纪9o年代末和2l世纪初的水平。
3.81皮革化学品
生产和研制高、中档鞣剂以减少和消除铬鞣剂对环境的污染,生产和研制更多的高中档皮革化学品。
3.82油田化学品
针对我国低渗透、非均质、稠油和石蜡基油为主的油藏特点及早期注水开发的需要,重点发展3次采油用的高分子驱油剂和表面括性驱油剂。
3.83造纸化学品
随着人们对高档生活用纸及各种信息、胶印、医药用纸的需求提高,急需配套造纸专用精细化学品。
3.84生物化工
生物化工作为生物技术产业化的关键将得到迅速发展。
重点发展生物高技术医药产品。
四、我国精细化工产业存在的问题
4.0精细化工的特点
精细化工的特点分为技术特点和经济特点。
①精细化工技术特点。
精细化工具有多品种、多功能、商品性强和高技术密集度的技术特性。
特别是高技术密集度,它是由几个基本因素形成的。
存实际应用中,精细化学品足以商品的综合功能出现的,这就需要在化学合成中筛选不同的化学结构,生产中充分发挥精细化学品自身助能与其他配合物质的协同合作。
从制剂到商品化又有一复配过程。
②精细化工的经济特性。
精细化:
[具有投资效率高、利润率高和附加价值高等经济特性。
投资效率是指附加价值除上固定资产的百分数。
就总体说,化学工业属于资本型工业,资本密集度高。
而精细化I=投资少,投资效率高,资本密集度仅为化学1=业平均指数的O.3~O.5,为化肥工业的O.2~O-3.[10]张俊明《中国科技信息》2006第01A期
4.1一些较为先进的技术.如加氢还原连续硝化、绝热硝化等还未普遍使用。
不少小企业的生产还是作坊式的.自动化水平不高.仅有少数企业的生产实现了DCS控制.相当部分的企业还依靠手工操作。
4.2企业规模小.集中度低。
目前,我国有上万家企业生产精细化学品.与国外企业相比,生产规模偏小,产品单一;从整体上看.我国符合规模经济的无机精细化工企业屈指可数。
大公司、大集团、大基地的精细化工公司更少。
4.3开发能力弱。
中国的科技力量大部分集中在科研院所和大专院校由于与生产相脱节,科技成果的转化率一般只有1O%左右。
而企业自我开发能力又较弱,大部分精细化工企业还尚未建立科技开发应用研究市场开拓和技术服务机构。
受计划经济的影响科研单位和生产广对应用研究不够重视.对产品应用和市场营销关注很少.这是中国精细化工发展中的制约因素之一。
4.4低档产品居多,精细化率低.附加值不高。
例如硅胶.我国生产的9O%以上产品是用于干燥剂和猫砂.而发达国家则有一半以上用于高附加值的微粉、色谱分析硅胶和催化剂的载体等。
4.5低水平重复建设严重。
低水平重复建设结果是生产能力过剩开工率严重不足企业竞相压价,经济效益下滑。
一些中小企业不分析市场及自己的情况,盲目引进技术.生产精细产品。
结果装置投产.产品却找不到销路.大量积压.造成浪费。
4.6环境污染.很多企业对环保重视不够精细化工的生产厂一般
规模较小,厂点分散.生产过程中的三废量较大.有的还难于治理。
同时建设三废治理装置需要较大的投入.采用新设备和工艺.这将提高产品的生产成本。
因此.大多数企业的三废治理尚未达标.对环境成很大的影响。
随着国家对环境保护的法规和要求越来越严格.企业如果对此处理不好.将影响到我国精细化工今后的发展。
[5][K]郑辉《商场现代化》2007年第02Z期9「K、
4.7在总体上与国外相比,仍相当落后,与国民经济的发展和人民生活水平的提高不相适应。
所存在的突出问题,①生产技术水平普遍较低,一些较为先进的技术,如加氢还原、连续硝化、绝热硝化、液体SO磺化等还未普遍使用,不少小企业的生产还是作坊式的,自动化水平不高。
尤其是在单元操作、工艺路线及产品后处理等方面还停留在6O、7O年代的水平上。
一新的发展领域,如功能高分子树脂和功能性材料,精密陶瓷、液晶材料、信息化学品等国内大多还刚起步,有的还基本空白。
②产品技术含量较低。
有的产品质量差,有的总量不足,有的缺乏系列化和精细化。
因此,在国际市场上的
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