我眼中的精细化工及精细化学品

我眼中的精细化工及精细化学品 应用化学 04 胡静 摘要摘要 “精细化学工业”Fine Chemicals Industry）通常称为精细化工，包括精 细化学品和专业化学品（Specialty Chemicals）两部分，属于高新技术行业。 具有品种多，更新换代快；产量小，大多以间歇方式生产；具有功能性或最终使 用性；许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；产品质量要求高；商品性 强，多数以商品名销售；技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技 术的研究，重视技术服务，设备投资较小；附加价值率高等特点。由于精细化工 产品的范围十分广泛，目前还很难明确专业的学科领域，但从研制、生产、应用 三方面考虑，精细化工的基础是应用化学。即把无机化学、有机化学、分析化学、 物理化学、高分子化学等化学基础知识用于精细化工产品的工业过程。近二十年 来，由于社会生产水平和生活水平的提高，化学工业产品结构的变化以及高新技 术的要求，精细化程度已经成为衡量一个国家化学工业水平的尺度。并已有将生 产精细化工产品的工业单独作为一个部门从化学工业中划分出来的倾向。 关键词关键词 精细化工 精细化学品 绿色 现状 发展 趋势 一、一、精细化学品精细化学品 所谓精细化工产品（即精细化学品）是指那些具有特定的应用功能， 技术密集，商品性强，产品附加值较高的化工产品。我国近年来对精细化工产 品的开发很重视。 1986 年首先由原化工部提出了一种暂行分类方法， 包括 11 个产品类别，见表 1-2。这种分类主要考虑了化工部所属精细化工行业的情况， 因此并未包含精细化工的全部内容，例如，医药制剂，酶，精细陶瓷等就未包 括在内。随着我国精细化工的发展，今后可能会不断地补充和修改。. 表一 1986 年原化工部对精细化学品分类 1、农药2、染料3、食品和饲料添加 剂 4、颜料 5、试剂和高纯物6、粘合剂7、催化剂和各种助 剂 8、涂料（包括油漆 和油墨） 9、化学药品和日用 化学品 10、信息化学品（包 括感光材料、磁性材 料等） 11、功能高分子材料 （包括功能膜、偏光 材料等） 精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们 的复合物。生产技术上所具有的共同特点是： 品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究 开发费用很大，如医药的研究经费 ,常占药品销售额的 810。这就导致 技术垄断性强、销售利润率高。 产品质量稳定，对原产品要求纯度高 ,复配以后不仅要保证物化指标 , 而且更注意使用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验。这些试 验的周期长，装备复杂，不少试验项目涉及人体安全和环境影响。因此，对精 细化工产品管理的法规、标准较多。如药典（见 中华人民共和国药典 、 英国药典）、农药管理法规 等。对于不符合规定的产品，往往国家限令 其改进，以达到规定指标或禁止生产。 精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程，不仅包括化 学合成（或从天然物质中分离、提取），而且还包括剂型加工和商品化，由两 个部分组成。其中化学合成过程 ,多从基本化工原料出发,制成中间体，再制 成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。剂型 加工和商品化过程对于各种产品来说是配方和制成商品的工艺，它们的加工技 术均属于大体类似的 单元操作。 大多以间歇方式小批量生产。虽然生产流程较长，但规模小，单元设备 投资费用低，需要精密的工程技术。 产品的商品性强，用户竞争激烈，研究和生产单位要具有全面的应用技 术，为用户提供技术服务。 世界精细化学工业最发达的要推 美国、联邦德国和日本，其产品产量分 别居于世界第一、二、三位。 最近几年国内精细化工行业都在关注一个问题： 21 世纪精细化工的发展 趋势。自从 20 世纪 90 年代后期以来，我国决定加大在 能源、信息、生物、 材料等高新技术领域的投资力度，化工作为传统产业没有被列入国家优先发 展的行列，而被有的人归于 夕阳工业。但事实并非如此，特别是我们精细化 工，由于它在国民经济中的特殊地位，由于它和能源、信息、生物化工以及材 料学科之间的紧密联系，它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要，而成为 不可替代、不可或缺的关键一环。 二、世界精细化工总体发展态势二、世界精细化工总体发展态势 综观近20 多年来世界化工发展历程，各国、尤其是美国、欧洲、日本等化 学工业发达国家及其著名的跨国化工公司，都十分重视发展精细化工，把精细化 工作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措，世界 精细化工呈现快速发展态势，产业集中度进一步提高。进入21 世纪，世界精细 化工发展的显著特征是：产业集群化，工艺清洁化、节能化，产品多样化、专用 化、高性能化。 1、精细化学品销售收入快速增长，精细化率不断提高 上世纪九十年代以来，由于高度发达的石油化工向深加工发展和高新技术的 蓬勃兴起，世界精细化工得到前所未有的快速发展，其增长速度明显高于整个化 学工业的发展。近几年，全世界化工产品年总销售额约为1.5 万亿美元，其中精 细化学品和专用化学品约为3800 亿美元，年均增长率在56%，高于化学工业 23个百分点。预计至2010 年，全球精细化学品市场仍将以6%的年均速度增长。 2008 年，世界精细化学品市场规模将达到4500 亿美元。目前，世界精细化学品 品种已超过10 万种。 精细化率是衡量一个国家和地区化学工业技术水平的重要标志。美国、西欧 和日本等化学工业发达国家， 其精细化工也最为发达，代表了当今世界精细化 工的发展水平。目前，这些国家的精细化率已达到6070%。近几年，美国精细 化学品年销售额约为1250 亿美元，居世界首位，欧洲约为1000 亿美元，日本约 为600 亿美元，名列第三。三者合计约占世界总销售额的75%以上。 2、加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构 加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构，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。 以精细化工发达的日本为例，技术创新对精细化学品的发展起到至关重要的 作用。过去10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 50gg 提高至低于 10gg，由此也促进了催化剂工业 的整体发展。2004 年日本用于深度脱硫等加氢工艺的炼油催化剂产量比上年同期 增长了近 60%，销售额增长了 43%。与此同时，用于石油化学品和汽车尾气净化 的催化剂销售额也以两位数的速度增长，已占催化剂市场半壁江山。日本催化剂 生产和销售去年分别增长了 7%和 5%，打破了近六年来的记录。 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。 例如，2005年7月，世界著名橡胶助剂生产商美国康普顿公司花20亿美 元收购了大湖化学公司后成立名为“科聚亚”公司，成为继鲁姆哈斯和安格公司 后的美国第三大精细化工公司和全球最大的塑料添加剂生产商。新公司的产品包 括了塑料添加剂、石化添加剂、阻燃剂、有机金属、聚氨酯、泳池及温泉维护产 品及农业化学品，在高价值产品的市场上具有领导地位，其精细化工的年销售额 可达到37亿美元。 三、我国精细化工发展现状与趋势三、我国精细化工发展现状与趋势 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。 1、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10个，精细化学品生产能力近1350万吨/年，年总 产量近970万吨，年产值超过1000亿元。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，染料产量达到了59.83万吨， 约占世界染料产量的60%。目前已能生产的品种超过1200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，而且是世界第一染料出口大国， 染料出口量居世界第一，约占世界染料贸易量的25%，已成为世界染料生产、贸 易的中心，在世界染料市场占有显著地位，2004年出口量达到22.66万吨。涂料 产量2004年达到298万吨，比2000年净增104万吨，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。 目前，新领域精细化工已初具规模, 目前中国已建成新领域或精细化工技术 开发中心10个,生产新领域精细化工的企业近6500个,年生产能力1700多万t/a!产 品品种多个,年产值1500多亿美元。 表二 中国新领域精细化工各门类现状 序号门类企业数/个生产能力(万t/a)产品品种数/个产值/(亿元/a) 1 饲料添加剂 1000200177144 2 食品添加剂 15002401700300 3 表面活性剂 6001051857149 4 气雾剂 4001.941000250 5 造纸化学品 1008040070 6 油田化学品 450120105022 7 胶黏剂 18004003500250 8 生物化工 300290532220 9 电子化学品 130212006 10 皮革化学品 2102322011 11 总计 64901461.94116361422 2、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 的精细化工园区至少有15个。 例如，浙江上虞精细化工园区规划总面积20平方公里，自1999年1月正式启 动以来，共引进来自10个国家、地区和10个省市的项目80多个，资金逾25亿元。 到2004年9月已经有140余家精细化工企业入驻，其中年销售收入在500万以上的 规模企业有53家，并形成了以染料(颜料)、生物医药及中间体和专用化学品为主 要门类的精细化工产业。2003年上虞精细化工产业实现销售收入119.5亿元、利 税22.6亿元，出口创汇1.75亿元。基地提出了6年后培育20家高新技术企业，实 现技工贸收入300亿元的目标。该园区已被科技部认定为国家火炬计划上虞精细 化工特色产业基地。 3、跨国公司加速来华投资，有力推动精细化工发展 跨入21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大化学品公司德固赛公司看 好中国专用化学品市场，1998年以来，德 固 赛公司已在我国南京、广州、上海、 青岛、天津和北京等11个地区建有18家生产厂，2004年实现营业额达到3亿欧元。 为了扩大中国市场，并成为中国特种化工领域的领跑者，德 固 赛去年在上海成 立了研发中心，为中国乃至亚洲市场研发专用产品。 四、我对精细化工的认知四、我对精细化工的认知 当今社会人们的生活水平越来越高，生活需求与日俱增。由原先的生活必需 品增加到现在许多的高档消费品。日常生活中，我了解最深的精细化学产品当属 日用化学品。各种用品讲求高效率、高质量、低价位。单就化妆品一项，其品种 数量就够琳琅满目、百花争妍了。美容、护肤、染发、祛臭、防晒、生发、面膜、 霜剂、粉剂、膏剂、面油、手油、早用品、晚用品、日用品等举不胜举。个人卫 生用品也是争奇斗艳。过去的洗涤品只有肥皂、洗衣粉等几种，现在就很多了。 如家用清洗剂中有： 餐具洗洁净、油烟机及厨具清洗剂、玻璃擦净剂、地毯清 洗剂等等。还有冰箱用、卫生间用、鞋用等除臭剂，家用空气清新剂等。各种用 途的表面活性剂更是精细化工行业最重要、最广泛的物质。各种香料、香精、食 品添加剂、皮革工业、造纸工业、纺织印染工业的各种助剂就更是不胜枚举了。 总之，轻工业和人们的生活用品就是精细化工的一个很大的市场。 另外，精细化工业的发展过程中给人们的生活带来了很大的方便，但是也对 环境造成了污染。正如无污染、无公害的食品被称为“绿色食品” ，无氟电冰箱 被称为“绿色电冰箱”一样，绿色精细化工指的是对环境无公害的低污染或者无 污染精细化学品工业，故又可以称为清洁精细化工、环境无害或环境友好精细化 工。 1、我所了解到绿色精细化工的措施 采用的生产工艺无污染 1 绿色精细化工所采用的生产工艺先进，能耗低，原料转化率高，过程选择性 好，使用的生产原料来源广泛并且无毒无害，物料的回收利用率和循环利用率高， 或者采用闭路循环生产技术，使所有的原料、副产物乃至“三废”都全部得以综 合利用，不因排放到环境中而对环境造成污染。 采用的原料无污染 2 尽量采用可以再生的原料，并且在原料的生产或者开采过程中不污染环境。 采用的生产设备无污染 3 绿色精细化工所采用的生产设备密封性能好，不存在“跑、冒、滴、漏”现 象，安全性能优良。 生产的产品无污染 4 绿色精细化工产品及其包装不对环境造成污染，产品在消费中和消费后不对 人类健康和生态环境造成威胁。 2、 绿色精细化工是精细化工行业的发展方向 第二次世界大战以来，世界化学工业向着“精细化、专用化”方向发展。精 细化工产品能够满足人们对其特殊性能的要求，并且产品的技术含量和附加值高， 因而受到普遍重视，发展很快，目前，发达国家化学工业的精细化率（精细化工 产值占化学工业总产值的百分比）已经达到 7080以上。 从根本上讲，降低精细化学品工业对环境的污染，走“先生产、后治理”的 老路是行不通的，关键在于发展绿色精细化工，即开发化工新产品、新技术、新 工艺和新设备，实现精细化工的绿色化，绿色精细化工不仅能减少污染，实现化 学工业的可持续发展，还能降低能耗和物耗，从而降低生产成本，提高经济效益， 目前，已经有人提出了“原子经济性”的概念，认为化工生产最理想的转化率， 是原料中的所有