沸腾的菊花
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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