精細化工概述
精細化工是當今化學工業中最具活力的新興領域之壹,是新材料的重要組成部分。精細化工產品種類多、附加值高、用途廣、產業關聯性大,直接服務於國民經濟的諸多行業和高新技術產業的各個領域。大力發展精細化工已成為世界各國調整化學工業結構、提升化學工業能級、擴大經濟效益的戰略重點。國家適時出臺相關政策,構建產學研相結合的新型技術創新組織——國家精細化工技術創新戰略聯盟,促進國家精細化工產業結構優化升級,提升行業整體競爭力。精細化工率(精細化工產值占化學工業總產值的比率)已成為衡量壹個國家或地區化學工業發達程度和化學科技水平的重要標誌。
精細化工的特點
精細化學品種類繁多,包括無機化合物、有機化合物、聚合物及其化合物。生產技術的相同特征是:
(1)品種多,更新快,需要不斷進行產品的技術開發和應用開發,因此研發費用很高,如醫藥科研經費,往往占藥品銷售額的8% ~ 10%。這就導致技術壟斷性強,銷售利潤率高。
(2)產品質量穩定,原產品要求純度高。復配後不僅要保證理化指標,更要註重使用性能,往往需要配備各種測試手段,進行各種使用測試。這些測試周期長,設備復雜,很多測試項目涉及人體安全和環境影響。因此,精細化工產品的管理有很多法規和標準。如藥典(見中國藥典和英國藥典)、農藥管理條例等。對於不符合要求的產品,國家往往會責令其進行改進,以達到規定的指標或禁止生產。
③精細化工的生產過程不同於壹般化工。其整個生產過程不僅包括化學合成(或從天然物質中分離提取),還包括劑型加工和商品化,由兩部分組成。在化學合成過程中,大多是從基礎化工原料出發,制造中間體,再制造醫藥、染料、農藥、有機顏料、表面活性劑、香料等精細化學品。劑型的加工和商品化是各種產品的配方和制造商品的過程,其加工技術都屬於大致相似的單元操作。
④大部分是批量生產的。雖然生產流程長,但規模小,單位設備投資成本低,需要精密的工程技術。
⑤產品商業化程度高,用戶競爭激烈。科研生產單位應具備綜合應用技術,為用戶提供技術服務。
世界上精細化工最發達的是美國、聯邦德國和日本,它們的產品產量分別居世界第壹、第二和第三位。
近年來,國內精細化工行業壹直在關註壹個問題:21世紀精細化工的發展趨勢。自上世紀90年代末以來,中國決定增加在能源、信息、生物、材料等高科技領域的投資。化學工業作為傳統產業,並沒有被列入國家優先發展的範疇,反而被壹些人歸結為夕陽產業。但事實並非如此,尤其是我們的精細化工,由於其在國民經濟中的特殊地位,以及與能源、信息、生物化學、材料等學科的密切聯系,將在我國現代化建設中發揮越來越重要的作用,成為不可替代的、不可或缺的關鍵環節。根據《2014-2018中國精細化工行業市場前景及投資戰略規劃分析報告》顯示,目前,我國專用化學品行業仍處於行業生命周期的早期成長階段,而塗料、日化、農藥行業已經處於後期成長階段。在這裏我很有信心的告訴大家,精細化工在中國乃至世界都還是朝陽產業,前景光明。
精細化工的機遇
精細化工與人們的日常生活息息相關,其重要性不亞於糧食生產的地位,關系到國家安全。因此,精細化工是中國的支柱產業之壹。新世紀伊始,精細化工被國家經貿委列為發展重點之壹。這是精細化工的好機會之壹。
生產的精細化學品大多是技術新、品種更新快、技術專用性強、壟斷性強、工藝精細、分離提純精準、技術集中度高、相對生產量小、附加值和功能性、專用性高的化學品。國內外許多專家學者將21世紀的精細化工定義為高新技術。國外的高科技園區有很多精細化工企業,比如法國巴黎西南郊區的Les Ulis高科技園區。家裏也壹樣。上海、蘇州、杭州的高新技術開發區有大量的精細化工企業。只要是高新技術企業,就可以享受政策、融資、外貿、征地、就業等方面的優惠條件。這是精細化工的好機會之壹。
目前,世界各地都在進行產業結構調整。隨著環保要求的不斷提高,歐美日等工業化國家相繼將許多化工企業轉移到發展中國家。雖然他們試圖轉移汙染,但他們確實向國外轉移了壹定數量的高科技精細化學品生產,而且這種趨勢在不斷擴大。從世界經濟版圖來看,能接受這種轉移的主要是亞洲、南美和非洲。由於非洲經濟技術落後,負擔不起這種轉移。以巴西為首的南美經濟合作區雖然在經濟、技術、資源上有壹定基礎,但政治上的不穩定和經濟上的危險讓外國投資者望而生畏。亞洲經濟發展迅速,特別是東亞和南亞地區,自然和人力資源得天獨厚,經濟技術水平達到相當水平。其中東盟十國勞動力廉價,中國和印度最具競爭力。因為中國政局穩定,政策優惠,市場容量大,致力於經濟建設,為20年的改革開放打下了堅實的基礎,所以中國比印度好。據1995統計,在華外資化工企業近20000家,其中精細化工企業2206家。
隨著世界和中國高新技術的發展,納米技術、信息技術、現代生物技術、現代分離技術、綠色化學等許多高新技術將與精細化工相結合,為高新技術服務,高新技術將進壹步改造精細化工,進壹步拓寬精細化工產品的應用領域,產品進壹步升級、精制、復合和功能化,向高新精細化工發展。因此,各種高新技術的良性互動是精細化工面臨的第四個良好機遇。
面對這四大良好機遇,難怪國內的專家學者和有識之士壹致認為,精細化工絕對是中國的朝陽產業,前途光明。
行業的進步,企業的發展,都需要優秀專業人才的支持。這為我們的學生提供了壹個施展才華的地方。事實上,我們精細化工專業畢業生的年就業率高達95%以上。省內外許多精細化工企業來我校要求引進或招聘精細化工畢業生。因為社會上精細化工企業多,精細化工企業經濟效益普遍較好,精細化工產品出口和國內市場潛力巨大,精細化工產品發展前景廣闊,所以精細化工畢業生的社會容量很大。在可預見的未來,基本不會有就業問題。
精細化工的意義
精細化工與工農業、國防、人民生活和前沿科學密切相關。它是與經濟建設和人民生活密切相關的重要工業部門,是化學工業發展的戰略重點之壹。20世紀70年代的兩次世界石油危機迫使各國對化學工業的精細化做出戰略決策。這說明發展精細化工是關系國計民生的戰略舉措。
精細化學品產值率(精煉率)=(精細化學品總值/化工產品總值)X100%
美國從20世紀70年代的40%增加到90年代的53%,德國從38.4%增加到56%,日本從57%。據估計,在21世紀,發達國家的細化率可為
高達60% ~ 65%。我國目前的費率只有28%,使得石化行業和各行業所需的精細化學品有相當壹部分需要進口,每年需要數十億美元的外匯。可見精細化學品的發展對我國國民經濟建設的重要性。
我們從幾個方面來看精細化工在國民經濟中的意義。
農業
農業是國民經濟的重要命脈,高效農業已成為當今世界各國農業發展的大方向。高效農業需要高效的農藥、獸藥、飼料添加劑、化肥和微量元素。僅農藥就包括各類農藥、殺菌劑、殺鼠劑、除草劑、植物生長調節劑、生物農藥。病蟲害造成的糧食損失占全球每年可能收成的三分之壹以上。使用農藥後,獲得的收益是農藥成本的5倍以上。使用除草劑的效益可以達到物理除草的10倍。獸藥和飼料添加劑能使牲畜少生病,長得快,產值高,經濟效益大。
輕工業
現在人們的生活水平越來越高,生活需求與日俱增。從原來的生活必需品到很多高端消費品。各種物資講究高效率、高質量、低價格。光是化妝品,品種的數量就足夠讓人眼花繚亂了。美容、護膚、染發、除味、防曬、生發、面膜、面霜、粉餅、膏體、面油、手油、早用品、晚用品、日用品等等。個人衛生用品也在比美。以前只有肥皂、洗衣粉等幾種洗滌用品,現在多了。例如,家用清潔劑包括:
餐具清潔、抽油煙機和廚房清潔劑、玻璃清潔劑、地毯清潔劑等。還有冰箱、浴室和鞋子的除臭劑,以及家用空氣清新劑。表面活性劑用途廣泛,是精細化工中最重要和最廣泛的物質。各種香料、香精、食品添加劑、皮革工業、造紙工業、紡織印染工業更是數不勝數。總之,輕工業和人民生活用品是精細化學品的壹個大市場。
高科技領域
軍事工程、高空、水下和特殊環境需要不同性能和功能的材料。如航天火箭、航空航天飛機、原子反應堆、高溫高壓作業、能源開發等不同環境下所需的高溫高強度結構材料。從功能的角度來看,所有種類都具有熱、機械和磁性。電子和電、光、化學、生物功能材料都與精細化學品有關。
比如航空工業,巨型火箭用的液氧和液氫罐都是多層絕熱材料,機械連接比較困難,用的是聚氨酯和環氧。粘合用尼龍超低溫膠。大型波音客機使用的蜂窩結構、玻璃鋼、金屬蒙皮結構也離不開膠粘劑。
復合材料可以結合各自的優點來滿足許多特殊用途的要求。繼玻璃纖維增強塑料之後,又發展了碳纖維、硼纖維、聚芳酰胺纖維增強輕質塑料復合材料,在航空航天領域尤為需要。以前火箭噴管的喉道是用石墨做的,但隨著火箭的大型化,用石墨做很難,於是出現了比重更小的耐熱復合材料,如碳纖維或高矽氧纖維增強酚醛樹脂做喉道內襯,玻璃鋼做結構件。這些復合材料用於美國阿波羅飛船著陸發動機的燃燒室。