沸腾的菊花
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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