精细化工综述

精细化工综合论述

摘要 精细化工的发展已成为当今世界化工行业发展的一个新趋势。围绕国内外精细化工的发展，纵观精细化介绍精细化工的主要领域及产品，分析我国精细化工发展现状的和趋势，并对国内精细化工的发展提几点建议。。 关键词 精细化工 国内外 发展现状 发展趋势 领域建议

1. 引言

中国把生产精细化学品的工业称为精细化学工业,简称精细化工。精细化工生产过程与一般化工 ( 通用化工 ) 生产不同,它是由学合成 ( 或从天然物质中分离、提取 ) 、精制加工和商品化等三个部分组成,大多以灵活性较大的多功能装置和间歇方式进行小批量生产，化学合成多数采用液相反应、流程长、精制复杂、需要精密的工程技术 ; 从制剂到商品化需要一个复杂的加工过程,主要是迎合市场要求而进行复配,外加的复配物愈多,产品的性能也愈复杂。因此,精细化工技术密集度高、保密性和商品性强、市场竞争激烈。必要根据市变化的需要及时更新产品,做到多品种生产,使产品质量稳定,还要符合各种法规,做好应用和技术服务,才能培育和争取市场、扩大销路,才能体现出投资省、利润率和附加价值率高的特点。20 世纪80年代,中国又把那些还未形成产业的精细化工门类称为新领域精细化工。它们是饲料添加剂、食品添加剂、表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、胶粘剂、生物化工、电子化学品纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、现烯酸及其酯、气雾剂等。并把精细化工行业的产值怀化工行业总产值的比率称为精细化工率,以此表征中国精细化工发展的程度。这与世界精细化工率的含义相同。[1]

2.国内外精细化工的发展现状

2.1 精细化工的国际发展现状

近年来，随着能源危机的出现，环境问题的日益严重，各国纷纷加大了精细化工产业的开发和利用。世界范围内都在试图依靠科技使精细化工生产出更多的能源替代品，以满足经济发展的需求。尤其是发达国家，化工产品的精细化比例不断上升，科技投入的比例不断上升，不断研发新产品，发达国家在发展精细化工方面的另外一个特点是：十分注重科学技术的保护，严格控制技术外流，形成一定的技术垄断，保持精细化工领域的国际发展优势。一些发达国家在发展精细化工的同时，也注意减少三废排放、加强污物处理，环保意识渗透其中，这一点也是值得推崇和学习的，毕竟保护环境是发展一切的前提，而发展精细化工也是为了更好地保护环境。[2]

2.2精细化工的国内发展现状

从“六五”开始,直至“十五”国民经济发展计划中,中国都把精细化工,特别是新领域精细化工作为发展的战略重点之一。在政策和投资上予以倾斜,已安排100多个建设和改造项目,总投资已超过50 亿元。经过近20多年的努力,精细化工产业已在中国得到确立,其精细化工率已1985年的23.1% 提高到1994年的29.78%,2002年已达39.44%。

2.2.1 传统精细化工发展迅速,某些门类的产量已跃居世界先进行列 ①化学农药

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中国化学农药的生产企业近2 000 家,其中原药生产的企业400多家 ( 大中型企业50 家 ),加工和分装企业约1600 家。原药品种约250种,各类剂1000 种以上。2001年和2002年的产能分别为721kt/a和822kt/a,已居世界第二位。其中2002年生产杀虫剂459kt 、杀菌剂75kt、除草剂202kt 、农药乳油272kt。农药生产不但顺应农业生产发展的需要,实现了持续高速增长,而且出口前景很好。2001年和2002年分别出口197kt 和222kt,分别创汇5.5 亿美元和5.9 亿美元 ②染料

中国染料生产企业原有1 000多家,现在约有300多家,产品品种超过1200 种,常规品种700～800个。2001年和2002年的产能分别为568kt/a 和722kt/a,颜料的产能分别为1 025kt/a 和1 080kt/a。其产量为世界第一位,并已成为世界第一染料和颜料的出口大国。2001年和2002年分别出口染料188kt 和216kt,出口颜326kt 和369kt; 染料分别创汇5.8 亿美元和6.3 亿美元,颜料创汇分别为4.2 亿美元和5.1 亿美元。 ③涂料

中国涂料生产企业近9 000 家,2001年和2002年的产能分别为1809kt/a和2016kt/a,成为世界第三大生产国。2001年和2002年分别出口涂料102kt 和117kt,分别创汇1.6 亿美元和1.9 亿美元。随着中国对外改革开放的深入,国际上多数著名的涂料生产企业都已在中国开办了合资或独资工厂,使中国涂料的生产水平、产量和质量有了大幅度的提高。 2.2.2新领域精细化工已初具规模

据不完全统计,中国目前已建成新领域精细化工技术开发中心10个,生产新领域精细化工产品的企业近4500 个,年生产能力1500多万吨,产品品种11 000多个,年产值1200多亿元。20 世纪80年代以前,饲料添加剂在中国几乎是空白,经过近30年的发展,目前,具有一定规模的生产企业已达1000 家,年生产能力约1400kt,年产值已超过80 亿元,产品品种已达170多种,其中80% 以上是饲用磷酸氢钙和氯化胆碱,基本能满足配合饲料、浓缩饲料、预混合饲料加工的需要。目前,生产食品添加剂的企业已达500 个,年生产能力2400kt,生产的品种已达21 类1474 种,年产值近250 亿元。其柠檬酸和味精产量都超过600kt/a,生产、消费和出口居世界第一位,酶制剂已超过250kt/a; 木糖、木糖醇和甜菊糖每年都有出口 ; 山梨醇还不能满足食品及日化行业的需要,每年进口超过20kt。中国的水处理技术是20 世纪70年代引进了大化肥和石油化工装置后才得以重视和发展的。经过20多年的努力,自行研究开发了一系列水处理化学品,如絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂及配套的预膜剂、清洗剂及消泡剂等。与此同时,还配套开发了这些化学品在冷却水、锅炉水、空调水、原水、海水淡化等处理技术。目前,全国已有各类水处理化学品生产厂近200 个,年生产能力220多万吨,生产140多个品种,年产值17 亿元以上。为了满足造纸工业的需要,造纸化学品每年以10% 的速度增长。

中国具有丰富的皮革资源,猪皮产量居世界首位,牛皮和羊皮分别占世界产量的9% 和12%。随着皮革制品向中高档发展的要求,皮革化学品在中国得到了较快的发展。目前,已有皮革化学品厂200 来家,主要生产鞣剂、加脂剂、涂饰剂和助剂四大类,200多个品种,生产能力约230kt/a,产值约11 亿元。随着中国石油工业的发展,特别是油田勘探和开发的需要,油田化学品生产厂已有150多家,生产勘探、钻井、采油、集输和水处理等油田化学品1 000多个,产能力已超过1200kt/a,产值

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20多亿元。生物技术作为高新技术在新领域精细化工中得到发展。目前,生产企业约300 家,年生产能力近3 000kt,生产品种500多个,主要生产抗生素、总溶剂、生化制剂、生物农药、酶制剂等,年产值200多亿元。

电子化学品和生物化工一样,既属高新技术,也属新领域精细化工。目前,中国需电子化学品近2万种,占各类电子材料品种数的65%。电子化学品的市场销售额已从1990年的20 亿元发展到目前的80 亿元。中国已能生产纤维素酯、纤维素醚、纤维素衍生物的接枝改性物等纤维素衍生物近60 个品种,研究和生产企业约70 个,年生产能力7万多吨,年产值约5亿元。聚丙烯酰胺在中国油田开采、造纸、水处理、制糖、采矿等领域有较好的市场。目前,自行研究生产和引进的生产装置年生产能力82kt/a,生产企业60 家,产品品种60多个,年产值约18 亿元。气雾剂在中国起步较晚,但发展较快。目前生产企业已有400多家,年生产能力已达12.5 亿罐,含活性物1914kt。已能生产杀虫气雾剂、个人用品气雾剂、家庭用品气雾剂、药物类气雾剂、工业用品类气雾剂等近1 000 种产品,年产值约250亿元。[1]

2.3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0.5～1万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7.3%。

⑤低水平重复建设问题严重。[3]

3.国内外精细化工产业的发展趋势

3.1世界精细化工产业的发展趋势

3.1.1 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，基于世界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5～6%，高于化学工业2～3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60～70%。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。

3.1.2.加强技术创新，调整和优化精细化工产品结构

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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。国内外精细化工发展现状与趋势热点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50μg／g提高至低于10μg／g，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.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(Crompton)花20 亿美元收购了大湖化学公司后成立名为“科聚亚”公司(Chemturags)，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。又如，德固赛和美国塞拉尼斯各出资50%合并羰基合成产品，在欧洲建立丙烯—羰基合成产品生产基地。合并后，羰基合成醇年产量将达到80万吨——占欧洲市场份额的三分之一。与此同时，德固萨公司以6.7 亿美元价格将其食品添加剂业务出售给嘉吉公司(Cargill)。从而使嘉吉公司成为食品添加剂行业的领先者，能向全球的食品及饮料公司提供各种专用添加剂。再如，总部位于荷兰海尔伦的皇家帝斯曼公司(DSM)，2003年2月以19.5亿欧元的代价，收购了罗氏全球的维生素、胡萝卜素和精细化工业务，成为世界维生素之王。2004年全球销售额80亿欧元(约为100亿美元)。 3.2国内精细化工产业的发展趋势

3.2.1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。又如，中国精细

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化工(常州)开发园区，已形成精细化工为特色，通达上下游多个领域的化工生产和仓储基地。到2003年9月，已累计投资近200亿元，有72家化工企业落户，其中有世界500强中的美国亚什兰化学公司、日本普利司通轮胎公司和韩国现代公司等知名企业。

3.2.2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、德国第三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，德固萨公司已在我国南京、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，德古萨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。又如，世界十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，全部项目2005年竣工投产，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。ICI和立邦的产品销售额现占中国市场的30%。在中高档产品领域，两家公司几乎控制了一半的市场。[4]

4. 21世纪高速发展的精细化工领域

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

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