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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很大的进展.从谷物用生物法制造总费用比现在从石油化工产品制造要便宜25%.在新的发酵工艺中,由磨碎的潮湿谷物得到的葡萄糖经两步法转化成.杜邦公司已将美国金斯顿的1.2万吨/年装置转变为由谷物生产,该公司并在2004年投产4.5万吨/年的生物法装置.

甘氨酸又名氨基乙酸,是一种重要的精细化工中间体,广泛应用于农药、医药、食品、化肥、饲料等行业.清华紫光和涿州新兴化工公司共同研发的甘氨酸清浩生产工艺-羟基乙腈法,在产品品质、收率及成本方面均具有显著优势,工艺技术居国内外领先水平.总投资2000万元的清华紫光甘氨酸研发项目落户涿州,年产1.5万吨甘氨酸的生产线已投入建设,项目完成后,预计5年销售额可达10亿元,利润超2亿元.

当前对于手性化合物的合成和应用极富挑战性,它在药物领域有很大的发展空间,在农用化学品、香料、光电材料、手性高分子材料等领域也有很好的应用前景.不对称催化合成技术将成为未来手性精细化学品合成的关键技术.不对称催化合成是获得单一手性分子的最有效方法,通过该技术不仅能为上述领域提供关键的中间体,还可以提供环境友好的绿色合成方法.

绿色化学要求化学工作者以环境友好为出发点,提出新的化学理念,改进传统合成路线.精细化工在走向绿色化的过程中同样要遵循这一原则,而相应催化剂的开发是这一过程的核心之一.生物催化具有极其重要的应用前景,如可合成和制备许多光学纯的医药、农药中间体和其他复杂功能化合物.生物催化反应条件非常温和,产物纯净,是一种本质上环境友好的绿色化学过程,不仅可以带来显著的经济效益,而且对绿色化工具有重要的战略意义.

北京化工大学采用脂肪酶催化法合成棕榈酸异辛酯项目通过技术鉴定.目前国内外棕榈酸异辛酯的生产方法全都为化学法,生产能耗大,而且产品颜色较深,反应转化率一般在85%而北京化工大学开发的酶法技术则采用棕榈酸和异辛醇在脂肪酶催化下合成棕榈酸异辛酯.与化学法相比,其具有能耗低,环境污染小,不存在因酸碱催化剂产生污水问题,转化率达到95%以上,生产成本低等.

新技术突破了天然酶源的局限性,为发展更多性能更加优良的酶或新功能酶提供了条件.除了超临界流体、离子液体,以及一些无溶剂的固态反应外,水作为环境友好的反应介质也逐渐成为化学家关注的热点.近10年来的研究表明,许多合成反应可在水中进行,这些反应在精细化学品领域有重要的应用.

生产环境友好的绿色产品是清洁生产大环境的组成内容.绿色产品是根据绿色化学的新观念、新技术和新方法,采用环境友好的生态材料,研究开发无公害的传统化学用品的替代品,合成更安全的化学品,实现人类和自然环境的和谐.

用新疆丰富的棉花短绒资源和化工产品尿素为原料、采用环保工艺生产新型

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纺织面料不久将成为现实,中科院新疆理化所精细化工工程中心的(西部开发)重大项目可降解粘胶长丝纤维产业化关键技术开发,通过自治区专家论证立项并进入实施阶段[5-11]

中国精细化学工业年产值已达到160亿美元,约占全球精细化工业务的17% ,并正以每年4%～5%速度增长,德固赛公司管理及战略部WernerHeil 2003年10月在上海召开的《化学周刊》中国年会上的报告中指出,“中国精细化工产品销售额已接近德国规模,到2010年将相当于整个欧洲精细化学工业规模。”其中制药业将以最高增速发展,中国已成为世界第7大药品生产国,年销售额已达100亿美元,预计到2010年将位居世界第5,销售额可达150亿美元/ a,平均年增速为8% ～13%。

中国至2003年约有5000家精细化工生产厂,其中约1500家规模较大。在1500家中有59家已具备世界级领先技术水平,已成为该领域主角。我国精细化工行业,经过多年的发展,已经有了相当的基础和规模。传统的精细化工产品如染料、涂料、化学农药、精细无机化工产品等基础较好,生产规模也较大。新领域精细化工产品,如饲料添加剂、食品添加剂,表面活性剂、水处理剂、造纸化学品、皮革化学品、油田化学品、电子化学品、感光材料、合成胶粘剂等产品的总规模已达800多万t/ a,至2003年,新领域精细化工产值约650亿元,从事生产的企业约4500多家,生产的产品品种数量约7800个。专门从事精细化工原料及中间体生产的企业也有数千家。

我国精细化工行业已有较好的基础和一定的生产规模,大部分产品已基本能满足国内市场的需求,有的还有相当数量的出口。有少数产品在国际市场上也有比较重要的位置。如柠檬酸、山梨酸、糖精、香兰素等。另外,一些以植物资源为原料的产品也处于世界前列,如甜叶菊、茶多酚、木糖醇、天然色素等。从产业布局上看,我国的精细化工生产大部分分布在浙江、江苏、山东、上海、天津和广东等沿海地区。 3.2 主要差距

我国精细化工行业与国外同行业相比,还有很大差距:

①总体技术水平仅相当于发达国家20世纪80年代末、90年代初的水平。原材料消耗以及生产成本普遍高于国外同类产品;

②企业规模小。我国有数千家工厂可生产精细化学品,与国外相比,规模偏小。如我国饲料磷酸氢钙生产企业,多数为015～1万t/ a规模,而国外多为10万t/ a以上,最大为50万t/ a以上;

③产品品种少。如饲料添加剂,全世界己使用的有300多种,我国不足100种;食品添加剂全世界已有14000多种,我国仅为国外的1 /2;

④中低档产品多,高附加值产品少。例如合成胶粘剂,我国现多为脲醛胶、聚乙烯

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醇缩甲醛等,热熔胶产量仅占合成胶粘剂总量的3%。我国胶粘剂产量占全世界的15%以上,而产值仅占713%。 ⑤低水平重复建设问题严重。4.1传统精细化工的发展方向 4.1.1医药

重点发展生物芯片, 转基因动、植物, 基因治疗药物, 基因工程疫苗, 基因工程药物及新剂型等生物技术与产品; 心脏血管疾病防治药物,抗肿瘤药物, 抗感染药物( 含抗菌、抗真菌、抗病毒药物) 等新型化学合成药、半合成药; 天然资源的人工培良技术和产品、天然资源的良种选育、天然药材代用品等中药现代化技术; 缓、控释放制剂技术( 包括固体、液体和复方) 、控制释放药膜、缓释释放系统、微束释放系统、口服或舌下缓释给药系统等新型制剂技术与产品; 生物医学材料及体内植入物和人造 器官等其他新药技术和产品。 4.1.2农药

目前我国农药总产量已达39. 4 万t , 居世界第二位。今后我国农药工业主要任务是调整产品结构和开发新产品,提高除草剂的比例,重点发展拟除虫菊酯类杀虫剂、三唑类和麦角甾醇类杀菌剂、磺酰脲类和咪唑类除草剂。大力发展对环境影响小的水溶性包装材料、水乳剂、悬浮剂、水分散粒剂、干流动剂和微胶囊剂等新剂型。中间体方面,应针对中间体处于薄弱环节, 建立一些通用农药生产基地, 大力发展

目前仍需进口的脂肪醇、脂肪胺、有机酸、三聚氰胺、邻苯二酚、邻甲酚、间甲酚、3 ,5 - 二氯苯胺、DV 菊酸甲酯等。农药中间体今后应重点发展含氟的农药中间体、含杂环的农药中间体和开发手性中间体。 4.1.3饲料添加剂

目前我国配合饲料产量已达5 600 万t ,饲料添加剂的总产量已超过100 万t / a ,生产品种约160 多个,除极少数品种外, 我国均能生产, 但许多品种无论是产量还 是质量、规格还不能适应饲料工业发展的需求。现需进一步开发与生产的品种有: ①氨基酸类: 应尽快引进第二套蛋氨酸生产装置, 在条件成熟的地方尽快新建或扩建具有经济规模的赖氨酸生产装置,积极开发色氨酸,适当发展苏氨酸。 ②维生素类: 重点发展国内外市场前景良好的V E , 适当扩建V K3 的生产能力,开发生产VD3、VH3。③防霉剂类: 加快丙酸项目的建设, 解决长期依赖进口的问题, 大力发展工艺简单、投资较小的双乙酸钠等。

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4 21世纪精细化工的发展前景

4.1.4涂料

我国涂料消费平均年增长率为8%, 预计2005 年我国对涂料的需求量将达270 万吨。随着房地产业的发展, 为建筑涂料的发展带来了新机遇, 但必须大力解决溶剂型涂料残余总挥发分(VOC) 高、对环境污染、影响人体健康的问题。发展水溶性、环保型内墙和木器家具涂料、丙烯酸系列等防污染外墙涂料以及道路标志涂料。重点发展中高档汽车涂料、船舶涂料、卷材涂料、工业和民用的防腐和防火涂料等。涂料的水性化、粉末化、高固含、低污染、节能型和环保型是当今世界的发展方向, 也是我国涂料工业的发展方向。 4.1.5助剂

橡胶助剂的生产企业现有100 多家, 规模超过1 000 吨/ 年的企业约60 多家, 产品有200 多个品种。2002 年的产能为18.5 万吨/ 年,占世界橡胶助剂14%以上。年出口量1 万吨/ 年左右, 通过子午线轮胎配套助剂国产化, 我国橡胶助剂的品种基本上能满足橡胶工业的需要, 主要橡胶助剂的生产企业目前仍然保持良好的发展势头。2005年, 我国橡胶助剂的产能预计超过30 万吨/ 年。将重点发展防老剂4020, 使之逐步形成主导产品, 加快淘汰防老剂甲、防老剂丁等有致癌毒性的苯胺类防老剂的速度; 加快促进剂TBBS 的发展, 使之尽快形成硫化促进剂的一种主导产品; 采用新工艺和新技术以减少橡胶助剂生产时三废对环境的污染, 以及产品在应用时的二次污染。塑料助剂的生产企业现有700 多家, 2002 年的产能为93.4 万吨/ 年。主要品种如增塑剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、阻燃剂、发泡剂、偶联剂、抗冲改性剂、抗静电剂和润滑剂等, 目前我国都能生产。预计2005 年中国塑料助剂的用量将达到150 万吨,其中PVC 加工用助剂为120 万吨。将重点发展柠檬酸酯类无毒增塑剂, 苯甲酸酯类耐污染增塑剂, N-烷基取代的脂肪酰胺类耐寒增塑剂。热稳定剂将向无镉低铅无尘化方向发展。阻燃剂应向低毒、低烟( 或抑烟) 、低腐蚀、无卤化方向发展, 微细或超细的高流动易分散活性氢氧化镁等无机阻燃剂、P-N 类磷系无机阻燃剂将有较好的市场。迅速开发聚苯硫醚( PPS) 等耐高温特种工程塑料及高分子合金的加工以及塑料制品多次回收利用所需的助剂。总之, 高效、特效、无毒、无公害的复配、多功能化是塑料助剂发展的总趋势。 4.1.6纳米材料

超细超微细的粉体工程已将无机和高分子材料推向了新的发展阶段。将无机和高分子制成了粉体材料, 从而成为高性能的精细化学品。在制备过程中有的方法必须要添加抗凝剂或分散剂、抗静电剂等表面活性剂, 通过其作用制得各种超细和超微细的粉体材料( 特别是纳米材料) , 这些粉体材料具有高比表面积、优

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异的导热和光学性能、高的耐磨性、极好的遮盖性、高吸附性、多功能性等各种特异性能。根据这些粉体材料的特性, 又可将其用于精细化工产品的制备, 如制备高活性的催化剂、多功能的化妆品、药品、涂料、粘合剂、表面活性剂、磁性记录材料、塑料和橡胶等高分子材料合成和加工的改性剂及填料等。 4.1.7中间体

精细化工中间体是生产化学医药、农药、染料、颜料、橡塑和化纤助剂、水处理剂、香料香精等精细化工产品的重要原料, 有较好的国内市场和出口前景。目前我国需用的精细化工中间体约3 000 种以上, 年需求量约1 200 万吨, 而生产能力仅为750 万吨, 供需缺口较大。如2002 年中国生产化学原料药56 万吨, 已成为世界第二大生产和出口国。其配套的原料和中间体已达200 多种, 除国内生产外, 还需从国外进口5 000 吨/ 年以上, 仅此,就耗外汇3 000 万美元以上。其中半合成抗生素与全合成抗菌剂中间体6- 氨基青霉烷酸(6-APA)、7-氨基头孢烷酸(7-ACA)、7- 氨基乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA)、苯甘氨酸(PG)、对羟基苯甘氨酸(HPG)、氨噻肟酸、3, 5- 甲氧基-4- 澳苯甲醛、3, 4, 5- 三甲氧基苯甲醛(TMB)、无水哌嗪等; 维生素类药物中间体3- 甲基吡啶、麦角甾醇、甲基庚烯酮、三甲基氢醌等; 甾体类药物中间体植物甾醇、雄甾烯二醇( 4AD) 、雄甾烯二烯二酮(ADD) ; 非甾体类药中间体水扬酸、对氨基酚等; 以及手性药物中间体等都是急需的产品, 中国正在加快发展。 4.2新领域精细化工发展前景 4.2.1电子化学品

电子化学品在我国属高新精细化工产品。为满足电子工业的需要,“十五”期间到2010 年年增长率应保持在15%, 预计2010 年电子化学品的市场销售总额将从2000 年的80 亿元翻一番; 总体技术水平应达到国际90 年代末和21 世纪初的先进水平; 在集成电路和分立器件用化学品、彩电用化工材料、印刷线路板用化工材料和液晶显示器件用化工材料等方面都将有较大的发展。重点发展高纯度光刻胶、灌封料、超净试剂、超纯气体和无机精细化学品。 4.2.2食品添加剂

食品添加剂随着人民生活水平的提高,对食品添加剂的需求将会越来越多, 预计2010 年会超过450 万吨。食品法规对食品添加剂的要求也越来越严格。那些档次高、营养和功能兼备的食品防腐剂、乳化增稠剂、抗氧剂、酸味剂和调味剂、食用天然色素、食用香料、低热值高甜度的甜味剂、营养强化剂等将在食品工业得到广泛应用。 4.2.3皮革化学品

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为了进一步发挥我国猪皮、牛皮和羊皮资源丰富的优势, 2010 年德阳、开封及其他皮革化学品生产基地将配合制革工业研制和生产更多的高、中档鞣剂、加脂剂、涂饰剂、助剂、专用染料等皮革化学品, 预计2010 年我国市场需求可超过45 万吨。 4.2.4油田化学品

为满足我国低渗透、非均质、稠油和石蜡基油为主油藏的特点以及早期注水开发的需要, 2010 年中国需勘探用化学品; 钻井泥浆、采油用化学品; 集输用化学品及水处理用化学品140万吨以上, 三次采油用聚丙烯酰胺、黄原胶等高分子驱油剂和表面活性剂驱油剂将得到重点发展。 4.2.5造纸化学品

随着我国科学文化和生活水平的进一步提高, 对信息用纸、胶印用纸、医药用纸和各类高档生产用纸的需求将更迫切。但中国造纸用木浆短缺, 主要靠草浆造纸和废纸回用, 纸的质量不高, 三废污染极其严重, 更需配套的造纸专用精细化学品予以补强、助留、助滤、脱墨、施胶、涂布、消泡等。预计2010 年我国需各类造纸专用化学品60 万吨以上。 4.2.6胶粘剂

随着汽车、建筑、电子、石化等支柱产业及其他行业的迅速发展, 2010 年对胶粘剂的需求预计可达600 万吨以上, 其中合成胶粘剂将为天然胶粘剂的1.2 倍以上。为满足节能和环保的要求, 溶剂型环保胶粘剂、水基胶和热熔胶将得到尽快的发展。 4.2.7水处理化学品

中国对水处理工作将更加重视, 2010 年对水处理化学品的需求预计超过400万吨, 将重点发展高效絮凝剂、非磷类新型高效阻垢分散剂、缓蚀剂、杀生剂、易生物降解的聚天( 门) 冬氨酸等绿色水处理剂、复配药剂及配套的水处理技 术, 并将和节能、环保工作紧密结合。 4.2.8表面活性剂

我国表面活性剂在2010 年的需求量预计会超过160 万吨。抚顺市表面活性剂生产基地将与表面活性剂原料生产企业紧密结合,加强活性物和复配物的研究开发和生产,使阴离子、阳离子、两性离子、非离子和特种表面活性剂按市场需求的比例协调发展, 烷基糖苷、N- 月桂酰肌氨酸钠等可生物降解的表面活性剂将得到发展。 4.2.9催化剂

催化剂是精细化工11 大类中的一个重要门类, 是化工生产中的核心技术, 多

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年来,在我国科研和生产企业对催化剂都很重视, 已建立了一套研制的程序和创新办法。预计今后, 我国在催化剂创新上会更上一层楼, 困扰中国和世界的苯酚羟基化制邻二酚。预计由我国创新的新型催化剂将有新的突破, 这种产品受制于人的局面将被打开。稀土资源我国最为丰富, 以稀土元素的铈、镨和钕等制造催化剂用于化肥工业、有机合成工业、合成橡胶工业、涂料工业, 今后将更有作为。用于聚烯烃的茂金属催化剂, 今后我国将会迅速发展。 4.3需求预测

①饲料添加剂:全世界已生产和使用的品种有300 多个,美国已批准使用的约为280 个,欧盟为250 个,日本为128个。这些国家和地区的饲料添加剂在配合饲料中的配 合比为414% ～415%。目前全世界饲料添加剂的年销售额在150亿美元以上。美国的年销售额占全球的1 /3、西欧占1 /4、其他地区占2 /5。2005年,全球饲料添加剂的销售额预计为180～200亿美元,主要产品(蛋氨酸、赖氨酸、维生素、磷酸盐、防霉剂等)需求量为550～600万t/ a。我国现有饲料添加剂生产单位1000余家,各种饲料添加剂的年生产总量已达100万t/ a以上,有100个品种,国内订有标准的有40余种。其中饲料磷酸盐等无机盐添加剂占近80% ,基本可以满足市场需要。但氨基酸、维生素以及动物保健品等的产量还不能满足需要,在某种程度上制约了饲料工业的发展和饲养水平的提高。预计2005年,我国饲料需求量在1亿t以上,需要各种饲料添加剂约为150万t。

②食品添加剂:目前,全世界已有14000多种食品添加剂,其中直接使用的有3000多种,常用的680种。销售额约150亿美元,美、欧、日约占销售额的80%。全世界消费量约90万t,预计今后几年消费的增长速度为3%～5%。2005年销售额将达200亿美元左右。我国食品添加剂的生产量为180万t以上,产值约170亿元。其中产量比较大的品种有:味精65万t,柠檬酸35万t (其中80%出口) 。预计未来几年,我国食品添加剂将以 5%的速度增长, 2005年市场需求量将达200万t以上。

③表面活性剂: 目前,全世界表面活性剂消费量约为1250万t,预计2005 年全世界表面活性剂市场需求量在1300万t以上。据我国轻工总会预测, 2005年我国合成洗涤剂产量将达到400万t,相当于人均消费3 kg。远低于世界平均消费水平,预计2005年,我国表面活性剂需求将达到120～130万t。

④合成胶粘剂:目前全世界合成胶粘剂销售额约250亿美元,最大的消费市场在北美、西欧和日本等国家和地区,其消费量约占全球总消费量的80% ,按消费结构计算,包装业消费量最大,约占35%;其次是建筑业,约占25%;木材加工业约占20%。预计2005年,发达国家消费的增长速度约为3% ,而发展中国家的增长速度约为5%。2005年全世界消费总量将达到1400万t。目前,我国年产量约250万t,产值达170亿元,有

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1500多个生产企业,一些大宗品种如脲醛胶、聚醋酸乙烯、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯酸酯等生产厂家都多达数百家。可生产十四大类、3500余种产品。目前消费 量约为290万t。预计今后几年消费量将以每年8%的速度增长, 2005年消费量预计约为370万t。

⑤油田化学品:油田化学品的消费量取决于原油开采情况及规模。预计2015年全球石油消费将达到高峰。估计2005年全球油田化学品的市场容量将有60亿美元,重点是新型产品,提高原油采收率的产品,和降低原油生产过程污染等的相关产品。 目前中国油田化学品的年产量已超过100 万t,预计2005年的需求量约为140万t左右。

⑥电子化学品:目前全球电子化学品的市场容量已达160亿美元。今后几年电子化学品仍将呈较快的增长趋势。目前我国电子工业和电器工业产值已达6300亿元。预 计2005年,我国电子化学品的市场容量将达到200亿元。

⑦水处理剂:全球水处理剂市场规模在60亿美元以上,其中发达国家占80% ,我国水处理剂消费量逐年增长。目前已有水处理剂生产厂100多家,年产量超过10万t。

4.4 精细化工的新的领域 4.4.1 生物化工

生物化工是化学化工与生命科学交叉的新兴科学,是当今化学化工的前沿学科.很多科学家认为未来的自然科学中,生物技术将要成为带头学科,甚至预言21世纪将是生物学世纪.生物技术的发展重点在于生物催化工业化,使其成为切实的生产力.生物催化转化条件温和、选择性高、催化剂制造成本低.生物催化的核心是以酶为催化剂.酶催化反应速度比非酶催化一般要快106~1012倍,而催化剂用量仅为传统催化剂的0.001%~1%.酶催化一般在20~40℃、常压、pH 5~8 的条件下进行,如此温和的条件使得传统催化易发生的分解、异构、消旋和重排等副反应大为减少.酶除极少数化学反应不能催化外,几乎能催化各种类型的化学反应,所以生物化工将会给化学工业带来一次技术革命.生物化工的应用包括:①生物化工制品.由于生物制备法具有众多优势,是化工生产较理想的生产方法,在国外丙烯酰胺、甲醇、醋酸、1,3-丙二醇等许多化工产品,均实现了生物法生产.②生物燃料.用谷物和生物废料(如谷物茎秆、稻草、木屑等)生物法生产燃料乙醇,可使燃料乙醇生产成本大为降低;利用过剩的菜籽油、豆油或废食用油为原料,与甲醇或乙醇在酸或碱催化剂和230~250℃下进行酯交换,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油.③手性技术.分子手性在自然界生命活动中起到极为重要的作用,同样一种化学物质因手性不同,可产生截然不同的生理效果.这使得手性合成越来越引起人们的重视,并成为当今合

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成研究的热点,尤其对于食品和医药、农药行业用品.酶催化是手性合成的主要发展方向.④生物农药.与化学农药相比,生物农药以其选择性高、易于降解、用量少、污染小、对人畜毒性小、环境兼容性好、病虫害不易产生抗性等诸多优点,更加顺应现代社会对农药的要求,已成为全球农药产业发展的新趋势[13-14] 4.4.2 燃料清洁化与替代产品

汽车尾气是城市空气污染物的主要来源之一.近年来不断公布的《世界燃料规范》、欧盟的《汽车尾气排放标准》、美国的《车用汽油硫含量规定》,其核心意图无非是在2008年以前按计划降低车用汽油中的铅、硫、烯烃、芳烃等含量,逐步实现燃料清洁化.这实际上也是给燃料油的生产技术提出了具体进展计划.目前,燃料的清洁化和替代品开发和研究主要集中在以下几个方面:①采用电控直喷式汽油发动机和高性能三效催化转化器结合,大大降低污染物排放.②发展加氢、萃取、吸附、催化、络合、生物等脱硫技术,改善油品质量,以保证汽车尾气三效转化器的活性,防止催化剂中毒.③采用甲醇、乙醇、二甲醚、合成油、生物柴油、烷基化油等替代产品补充能源,逐步向氢燃料电池、太阳能方向迈进[15-16] 4.4.3 有机氟有机硅材料

由于制冷剂CFC-11、CFC-12逸入大气后,与臭氧发生反应,成为破坏臭氧层的主要杀手,被《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》列为二类控制物质.为此,开展其替代品的制备和应用研究,已成为当今科技界的热点之一.氟树脂以其优异的耐温性、绝缘性、耐摩擦性、化学稳定性及润滑性,正在成为现代化工业中许多关键技术不可缺少的材料.氟橡胶的耐热、耐油、耐溶剂、耐强氧化剂等特性,以及良好的机械性能,使之在军工、航天航空、汽车、石化等许多领域享有重要地位.氟系涂料以其独特的性能正在建筑、重防腐、汽车涂料等领域取得惊人的发展,并将由此引发涂料市场的巨大变革.无毒低污染、弱溶剂型氟树脂涂料和水基型环保氟树脂涂料是氟涂料的发展方向.含氟医药具有用量少、毒性低、药效高等特点,使其在新医药品种中所占比例越来越大,备受世界关注.许多成为精细化工领域的高附加值、新开发的、有发展前景的精特产品[17-18]

有机硅包括各种基团的硅油、硅橡胶、硅树脂和含硅低分子化合物.它们有很好的耐高低温性能、电绝缘性,特别是介电性能不随温度变化而剧烈变化;介电常数不随频率升高而增加;耐电弧、耐漏电、耐臭氧、耐辐射、耐候、耐燃,是一种不可多得的材料.近年来发展势头强劲.有机硅新材料附加值高,在经济和高新技术方面具有不可替代的重要作用,各国政府竞相研发此类材料[19] 4.4.4 膜的应用及制备

膜是一种二维材料,厚度在纳米到微米范围,但其性能优异,应用广泛,备受关注.

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膜技术是当代新型高效分离技术,与传统技术相比,具有高效、节能、易于控制、操作方便、便于放大等优势,用于各种领域,形成了新兴的高技术产业.专家甚至把膜分离技术与设备的发展称为“第三次工业革命”.反渗透、超滤、微滤和电渗析等是膜分离的主要方法和手段.膜技术的推广与应用或代替其他分离技术已成为科技界的时尚话题.此外,一些全新的膜过程,如膜蒸馏、膜萃取、膜反应、亲和膜分离等,吸取了膜分离和传统分离方法的优点,是膜技术发展的主要方向.纳米技术也为膜技术的发展推波助流.纳滤兼有反渗透和超滤的工作原理,能截留易透过超滤膜的那部分溶质,同时又可使反渗透膜所截留的盐透过,使有机溶质同步得到浓缩和脱盐,堪称为当代最先进的工业分离膜.此外,能响应各种环境变化的先进智能膜材料也正在研发之中.这些智能膜可随环境和空间的变化而变化，以膜的形式对环境进行感知、响应.主要包括控制通透膜材(温度敏感膜材、pH敏感膜材、电场敏感膜材、光敏感膜材等)和传感膜材(化学传感器和生物传感器等)[20-21]. 4.4.5 探测葡萄糖传感器

一种新型的硼酸颜色传感器已被开发成功.这种新型的分子传感器不需要特殊的仪器就能用来检测D2葡萄糖的浓度,因此特别适合发展中国家用来诊断糖尿病.当单糖,例如D2葡萄糖被加入时,这种传感器能改变它在水溶液中的颜色,从紫色变为红色.这种传感器依靠内部改变来实现操作.富电子的苯胺氮原子在缺电子的硼原子周围创造了一个基本的环境,这个环境诱发硼酸和糖之间发生络合作用.和络合作用相关的电子的变化导致偶氮发色团轨道能级的变化,因此改变了它的吸收波长[22].

4.4.6 癌细胞探测器

可视荧光显像镧系元素络合物已被研制成功,并且被用来探测癌细胞.铕络合物在紫外光下显红色,铽络合物显红色,而两种络合物的混合显橘色,遇癌细胞褪色

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5.精细化工发展展望

科技发展的目标是造福人类,实现人类社会的可持续发展.目前面临的挑战主要来自于以下几个方面:资源与能源危机,环境污染与治理,人类健康水平和生活质量的提高,人类生活空间的拓展(空间技术),高科技产业(信息、生命、物质科学等);因此,精细化工向如下所述方向发展.

21世纪,人们更加注重产品质量、性能、使用效果和附加值.迫切需要解决分子结构与性能的定量关系;预测化学反应的产物和新化合物化学性质;生命现象中的化学机理和纳米尺度的基本规律等重大难题

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5.1 化学产品工程概念

化学产品工程是近些年在英美国家发展起来的新概念,它的研究范围是如何根据不断变化的市场需求,借助化学、工程和系统科学的方法来设计制造细化分类的各种新产品;如何快速高效地利用现有资源,使产品最大程度地满足用户需求.它主要包括分子产品工程、配方产品工程、间歇生产和柔性制造技术等三方面内容，分别解决物质分子结构和分子间互相作用于性质的关系、产品的特定复合组配、生产过程优化等问题.以往精细化学品和专用化学品的开发需要投入很大的人力和财力成本，而利用化工产品工程理论则可对此有理想的改善.通过该理论框架下的计算机分子模拟和设计,改变了以往主要依靠实验摸索的模式,可对各种可能的产品结构进行模拟计算,在大量候选结构中选出几种可行方案,大大减少了产品的设计开发过程

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5. 2 超分子化学概念

超分子化学是“分子之外”的化学,与生命科学、材料科学等密切相关,是一门高度交叉的科学,被公认为是21世纪化学发展的重要方向.它站在化学、生物学和物理学的交汇点,研究分子之外的、通过非共价键互相作用而形成的超分子和有组织的多分子体系的复杂性,是化合物分子的“社会学”.非共价互相作用为组分间的价键、互相作用和反应提供了环境，组成了由分子个体组成的“整体社会结构”,对分子的稳定性、易损性、缔合、离析、张力及动力学等均产生较大影响.它的分子信息论和分子智能化概念必将为化学化工研究人员提供新的思路和方法[24].

化学化工的总趋势是化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化.开发新的原子经济反应已成为化学化工绿色化进程中的重要环节,它可使未来化工真正满足人类可持续发展的需要. 5.3 “绿色”精细化工

随着世界和我国高新技术的发展,不少高新技术将和精细化工融合,精细化工为高新技术服务,高新技术又进一步改造精细化工,使精细化工产品的应用领域进一步拓宽,产品进一步实现高档化、精细化、复合化、功能化,往高新精细化工方向发展,最终发展成为“绿色”高新精细化工.

“绿色”精细化工的含义是在精细化工的生产中要实现生态“绿色”化, 采用精细化学品为相关行业服务时,也要追求使相关行业的生产实现生态“绿色”化,也就是要模拟动植物、微生物生态系统的功能, 建立起相当于“生态者、消费者和还原者”的精细化工生态链,以低消耗(物耗和水、电、汽的消耗及工耗)、无污染(至少低污染)、资源再生、废物综合利用、分离降解等方式实现精细化工的“生态”循环和“环境友善”及清洗生产的“绿色”结果[25].

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我国的化学工业特别是精细化工行业是小规模经营,生产效率低,环境污染现象十分严重.国家对污染问题早有重视,制定了许多环保条例,并为这些条例的实施做了大量的工作.同时也从源头上阻止污染即绿色化学研究方面初步开展了一些工作,为了消除日常生活和农业中大量使用塑料薄膜造成的“白色污染”,在“八五”攻关中安排了重大项目“光生物双降解塑料”.1995年中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术———推进化工生产可持续发展的途径》的院士咨询课题,并建议国家科技部组织调研,将绿色化学与技术研究工作列入“九五”基础研究计划;1997 年国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合资助了“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”;中国科技大学绿色科技与开发中心在该校举行了专题研讨会,并出版了“当前绿色科技中的一些重大问题”的论文集;香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战———绿色化学”为主题召开了第72 次学术研讨会;1998 年,在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会《; 化学进展》杂志出版了“绿色化学与技术”专辑;1999 年国家自然科学基金委员会设立了“用金属有机化学研究绿色化学中的基本问题”的重点项目.上述研究活动的开展推动了我国绿色化学的发展.

我国在高原子经济性特别是过渡金属催化的有机合成方法等方面开展了一些高水平的工作,如过渡金属催化的炔烃的异构化反应,烯烃的分子内成环反应等原子利用率都为100 % ,这方面的工作已被各国科学家广泛应用于目标分子的合成中,在国际上有一席之地.在“九五”重大基础研究项目“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”中,对基本有机化学品生产技术的绿色化进行了导向性的基础研究,现已取得阶段性的成果.我国在绿色化学的另一个热点领域,从手性配体的合成到不对称催化的不对称合成方面做了大量工作.另外我国在超临界流体方面也作了许多工作,包括化合物在超临界CO2中的物理化学行为方面,超临界CO2中的催化反应和聚合反应方面的工作也有一定的影响.在多相催化研究方面,我国也有长期的积累和学术水平较高的研究队伍,因为实现绿色化学的一个重要科学基础是催化,化学工业的90 %以上的过程涉及催化技术,催化剂在实现绿色化学中起着非常重要的作用.总之,我国在绿色化学研究方面有一支素质很高的科研队伍,研究工作在国际学术界已有一定影响.

可持续发展战略呼吁人们改变传统的生产方式和消费方式,要求人们在生产时要尽量少投入多产出,在消费时要尽量多利用、少排放.要求纠正过去那种靠高消耗、高投入、高污染的高消费来带动和刺激经济高速增长的发展模式,应转变为依靠科学进步和提高劳动者素质来促进经济增长的新模式.只有大力推动先进生产技术的研制、应用和普及,才能使单位产量的能耗、物耗大幅度地下降,才能不断地开

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拓新的能源和开发新的材料,也才能实现少投入、多产出的生产方面,进而减轻经济发展对资源和能源的过分依赖,减轻对环境的压力.绿色化学正是适应了可持续发展的要求.因此,绿色化学是发展生态经济和工业的关键,是实现可持续发展战略的重要组成部分[28].

5.4 高尖端、高技术、功能化、专用化,与快速发展的高科技时代接轨

全球经济一体化快速发展,跨国公司重组、兼并,使生产更集中、专业化.以信息化技术、生物技术、纳米技术、催化技术、新能源利用技术、新材料技术等为代表的新技术、新品种，将成为化工产业升级换代的巨大动力,多门学科交叉的高新技术会进一步涌现.催化剂、生物医学、纳米材料、功能高分子、精细陶瓷、薄膜材料、复合材料、非晶体材料、智能材料、富勒烯材料、电子信息化学品、光纤材料等方面将形成产业化、商品系列化.膜分离技术、超临界萃取技术、超细粉体技术、分子蒸馏技术,以及利用计算机技术和组合化学技术进行分子设计等都将进一步得到应用[29].

5.5 绿色化发展方向，与“全球变化科学”和现行政策接轨

全球变化科学核心问题是气候的变化,因大气污染造成的气候变暖现象更是热门话题.世界各国均耗费大量的财物治理三废,排放标准也日趋严格.欧洲的化学品注册评估和许可管理制度,美国的“总统绿色化学挑战年度奖”,其目的都是控制污染、倡导绿色.绿色化工的特点是对环境无毒无害,反应选择性极高.这形成了化学工业的一个重要方向,就是清洁化生产.己内酰胺、丙烯腈丙二醇醚、环氧丙烷等新工艺的开发，涂料、胶黏剂的水性化或无溶剂化,制冷行业的氟里昂及汽油添加剂甲基叔丁基醚的代替,化学致癌物质的禁用及可降解材料的开发利用等种种迹象表明,追求“绿色”、保护环境、保护人们的身心健康将是化学工业未来永恒不变的目标,也是刻不容缓的责任[28]. 5.5.1 采用分子设计技术

分子设计技术所要研究开发和生产的精细化工产品,即按合成技术-产品分子的内在结构-产品性能和加工行为之间的内在规律去设计市场急需的精细化工产品分子的内在结构,特别利用计算机来进行辅助设计,一开始就以创新、优化和“绿色”作为要求,通过分子内在结构将精细化工合成技术与反应工程、分离精制工程和应用技术带动起来,有利于寻找到放大的关键因素,保证放大获得成功,使创新的产品无毒或尽量低毒,生产流程无三废或少产生三废. 5.5.2 组织科技开发程序

按照化工新技术开发程序去组织“绿色”精细化工技术的开发和产品的生产.它是以市场为导向, 以创新和“绿色”为宗旨, 以工业化为目的,加强应用基础研究、

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工程研究(尤其是反应工程研究) 、技术经济评价、应用研究和市场推广、对概念设计进行验证试验、出基础设计、完成第一套工业示范装置的试验和修改,出“黑皮书”,拿出成套技术和创新的“绿色”产品,进而达到“交钥匙工程”,完成“绿色”精细化工科技开发认识的全过程.这样开发出的“绿色”精细化工成套技术是通过优化和工业化示范装置考核并修改过的,再建装置和生产是有可靠保证的. 5.5.3 采用“全优化”工程

应采用各种高新技术,使原料绿色化(即用无毒、无公害的合成或天然原料、或者以可再生的资源为原料) 、化学反应绿色化(即以绿色化的原料在绿色化的催化剂、溶剂、绿色化的助剂作用下进行“原子经济”反应) ,获得绿色化的精细化工产品(环境友好或环境无害的精细化工产品).也就是采用绿色化的原料,在绿色化的催化剂、溶剂和助剂作用下, 进行最优化的反应, 使原料分子中的原子百分之百地转变成精细化工产品,达到转化率、选择性和收率都为100 % ,不产生副产物、废水、废渣和废气,实现废物的“零排放”,即达到化学反应和精细化工生产的最佳境界和平衡.最后,将绿色精细化工产品在国民经济相关部门和行业进行应用(进一步反应或复配) 时,仍需考虑设计最终绿色化的“原子经济”反应或复配技术,以达到全程化的“绿色”高新精细化工.如精细化工中间体对氨基苯酚是制造医药、染料、子午线轮胎配套用防老剂4010NA、4020和4030等的重要原料,到21世纪我国的需求量将超过4万吨/ 年.目前其产量仅215万吨,而主要以对硝基氯苯为原料,经液碱加压水解生成对硝基苯酚钠盐,再用无机酸酸化得对硝基苯酚,然后用铁粉还原制得.其原料成本高、生产流程长、三废污染严重、产品含铁量高.每生产1吨产品要排出3吨多废铁泥和几十吨废水, 利润也极其微薄.随着我国有机电化学技术的发展,以硝基苯为原料电解法一步生产对氨基苯酚的新技术将取代铁粉还原法,其原料成本低、生产过程短、三废污染少、不需贵金属和加压设备,可在常温常压下操作,每吨可盈利1万元.预计这种近于绿色化的精细化工生产方法将在21 世纪使对氨基苯酚和不少精细化工中间体的生产能满足市场的需要. 5.6 环境保护

我国工业废水排放量占污水总量近70 % ,其中造纸、酒精、染料、农药、皮革、味精、制糖等工业废水(废液)的有机负荷占总量的1/ 2以上,而且不易生物降解, 毒性大、固含物浓度高, 对我国江河湖海和土壤的污染严重, 其中草类造纸制浆的黑液的污染尤为严重,占全国工业废水排放的1/ 8 , 居第三位; 废水中化学耗氧量居第一位.是我国当前急于解决的难点和热点问题.以下为几种解决方法: 5.6.1 转化法处理造纸黑液废水

转化法处理碱法化学草浆黑液的清洁生产成套技术将以往造纸工业生产末端

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治理废水改为源头全程治理, 把多年来造纸工业中白白流失的约占植物纤维原料一半以上污染环境的木素衍生物等又全部造成了纸, 彻底解决了目前国内草类制浆造纸的污染问题.原工艺中215万吨的麦草仅生产1 万吨的白纸,产生1万多吨的污染源.采用高新技术后,可生产111万吨的白纸, 113万吨的包装纸; 70 %的水循环使用,余下30 %的水达标(COD≤300mg/L)排放;节约用碱20 %～30 %;还可提高纸张的质量.真正成为“绿色”工程.此项示范工程预计在21世纪可大力推广, 形成造纸“绿色”工程产业, 成为“绿色”高新精细化工的一个典范. 5.6.2 采用生物源发酵

从天然原料制取有机化工中间体或其他精细化学品多采用酸或碱去处理,对环境污染也相当严重.如采用生物化工这种高新技术去进行合成,就会成为无污染的“绿色”高新精细化工.称为壳聚糖的甲壳胺是一种用途较多的生物多糖, 广泛应用于医药、食品、化妆品、胶粘剂等行业中; 在环保领域,可作为工业废水和生活污水处理用的废水絮凝剂、重金属离子的脱除剂等, 有极好的应用前景,已成为中国当前发展的热点.但其制备方法一般都是用虾壳、蟹壳通过强碱处理后获得,其制备过程本身就容易造成对环境的污染,其工艺比较复杂,价格又较高,还受地域和时间的影响.北京化工大学已从“绿色”高新精细化工的要求出发,利用生物发酵法生产壳聚糖, 用于制备高效率的生物环保型水处理剂, 其生产完全不受时间和季节以及地区的影响和限制, 操作简单, 成本低廉, 对环境无污染,已用于工业废水中重金属离子的吸附分离,取得较好的结果.同时,还采用独特的模板印记法,制得具有模板空穴的球形交联壳聚糖树脂,该树脂对特定金属离子具有“记忆性”,能选择吸附与模板中金属离子结构类似的离子,达到使用水、工业废水、生活污水净化的目的.

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