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精细化工的含义、范畴和特点

发布时间:2016-07-14 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1920

根据产品用途的不同,人们通常将化工产品划分为基本化工产品和精细化工产品两大类。基本化工产品一般是指由基本原料经初级加工得到的大吨位产品;而精细化工产品则是与基本化工产品相区分的一个专业术语,它是小批量、高纯度、多品种的一类化学品,通常称为精细化学品,某些国家又称为专用化学品。

一、精细化工的含义

“精细化工”一词首先是由日本提出来的。日本化学工业从1955年起以石油化工为中心,通过技术引进、设备大型化、技术革新和研究开发等一系列措施,持续了十几年的飞速发展,从战后的极度荒废状态一跃而成为世界第二化工强国,其发展速度在世界上是首屈一指的。石油化工的发展为国内工业提供了丰富的基本原料,大力促进了其他工业和整个国民经济的发展。20世纪60年代是日本化学工业发展的鼎盛时期,进人70年代以后,由于国际形势的动荡及其本身产业结构的不合理,化学工业面临着一系列现实的或潜在的不稳定因素,开始进人不景气时期,特别是石油危机的出现,对以石油化工为支柱的日本化学工业更是灾难性的打击。在这种情况下,迫使日本政府不得不重新考虑化学工业的发展战略,于是提出了精细化。70年代,日本把生产具有专门功能、应用技术密集度高、配方技术能左右产品性能、附加价值高、收益大的小批量多品种的化工产品称为精细化学品。而将研发和生产精细化学品的工业称为精细化学工业(fine chemical industry),简称精细化学。我国化工界公认的定义是:凡能增进或赋予一种(类)产品以特定的功能,或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品,称为精细化工产品,有时称为专用化学品(speciality chemicals)或精细化学品(fine chemicals)。按照国家自然科学技术学科分类标准,精细化工的全称应为“精细化学工程(fine chemical engineering),属化学工程(chemical engineering)学科范畴。

从生产的角度看,精细化学品的定义应包含两个方面:一是在化合物分子水平上进行合成与分离得到的有稳定功能的高纯度化学品,如高纯试剂、农药、医药、染料、颜料、功能高分子材料、无机精细化学品、感光材料、催化剂等产品;二是在合成化合物的基础上主要通过复配技术得到的一类化学品,如洗涤剂、涂料、化妆品等。这类产品都有专门用途,多数是复配产品,强调的是产品的最终应用功能。

二、精细化工的特点

小批量、多品种和特定功能、专用性质构成了精细化工产品的量与质的两大基本特征。精细化工产品生产的全过程不同于一般化学品,它是由化学合成或复配、剂型(制剂)加工和商品化(标准化)三个生产部分组成的。在每一个生产过程中派生出各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的要求和考虑,这就导致精细化工必然是高技术密集的产业。
精细化工的综合生产特点主要表现在以下几个方面:

1.小批量

精细化工和大型石油化工或化肥等大生产量的化工相比,产品的批量要小得多。但批量小的概念也是相对于大宗石油化工产品来说的,当然也有一些精细化学品的年产量在10000t,甚至100 000 t以上。例如,洗衣粉中最常用的直链烷基苯磺酸钠,由于它是大量使用的家用洗涤剂中的主要成分,因此年产量在100 000 t以上。

2.多品种

随着精细化工产品的应用领域不断扩大和商品的创新,除了通用型精细化工产品外,专用品种和定制品种愈来愈多,这是商品应用功能效应和商品经济效益共同对精细化工产品功能和性质反馈的自然结果。不断地开发新品种、新剂型或配方,并提高开发新品种的创新能力,是当前国际上精细化工发展的总趋势。因此,多品种不仅是精细化工生产的一个特征,也是评价精细化工综合水平的一个重要标准。

3.综合生产流程和多功能生产装置

精细化工的多品种、小批量反映在生产上经常更换和更新品种。生产精细化工产品的化学反应多为液相并联反应,生产流程长、工序多,主要采用的是间歇式的生产装置。为了适应以上生产特点,必须增强企业随市场调整的生产能力和品种的灵活性。国外在20世纪50年代末期就摈弃了四五十年代那种单一产品、单一流程、单用装置的落后生产方式,广泛地采用了多品种综合生产流程和多用途多功能生产装置,取得了很好的经济效益。到80年代又从单一产品、单一流程、单元操作的装置向柔性生产系统(FMS)发展。如英国的帝国化学工业公司(ICI)的一个子公司,1973年用一套装备、三台计算机可以生产当时的74个偶氮染料中的50个品种,年产量3 500 t,它可能是最早的FMS的例子。FMS指的是一套装备里,生产同类多个品种的产品。它设有自动清洗的装置,清洗后用摄像机确认清洗效果。如日本旭工程(株)到1993年初已制造“AIBOS 8000型移动釜式多用途间歇生产系统”达10套,其反应釜可移动、自动清洗(CIP)、无管路、计算机控制、遥控,并可以实现无菌操作。

4.高技术密集度

高技术密集是由几个基本因素形成的。首先,在实际应用中,精细化工产品是以商品的综合功能出现的,这便需要在化学合成中筛选不同的化学结构,在剂型(制剂)生产中充分发挥精细化学品自身功能与其他配合物质的协同作用。这便形成了精细化土产品高技术密集度的一个重要因素;其次,技术开发的成功几率低、时间长、费用高。据报道,美国和德国医药和农药新品种的开发成功率为万分之一。随着对药效、生物体安全性的要求愈来愈大,新品种开发的时间愈来愈长,费用愈来愈高。如美国60年代开发出一种有价值的精细化工产品5年左右,耗资为300万一500万美元;现在为9一12年,耗资为6000万一8000万美元。尽管如此,为满足特殊性能的需求和市场竞争的需要,新品种的开发、研制工作仍是当今世界各国(尤其是工业发达国家)发展精细化工的主要课题。由于精细化工产品技术开发成功率低、时间长、费用大,不言而喻,其结果必然导致技术垄断性强、销售利润率高。
就技术密集度而言,化学工业是高技术密集指数工业,精细化工又是化学工业中的高技术密集指数工业。日本曾做过这方面的分析,以机械制造工业的技术密集度指数为100,则化学工业为248,精细化工中的医药和涂料分别为340和279。

技术密集还表现在情报密集、信息快。精细化工产品常根据用户不断提出应用上的新要求而设计或改进。这样就必须按照新要求重新设计结构,或对原来的化学结构改进,或修改更新配方,结果产生了新品种或新牌号。另一方面,大量的基础研究工作产生的新化学品,也不断地需要寻找新的用途。为此有的大化工公司已开始采用新型计算机处理技术,对国际化学界研制的各种新化合物进行储存、分类和功能检索,以达到设计和筛选的要求。

5.大附加价值

附加价值高指在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房的折旧费后,剩余部分的价值。它包括利润、人工劳动、动力消耗以及技术开发等费用,所以称为附加价值。附加价值不等于利润,因为某种产品加工深度大,则工人劳动及动力消耗也大,技术开发的费用也会增加。而利润则有各种因素的影响,例如,是否是一种垄断技术,市场的需求量如何等等。附加价值高可以反映出产品的加工中,所需的劳动、技术利用情况,以及利润是否高等。精细化学品利润高的原因,很大程度是来自技术垄断。此外,产品的质量是否能达到要求,也很重要,这些都是高利润不可忽视的因素。

6.广泛应用复配技术

为了满足各种专门用途的需要,许多由化学合成得到的产品,除了要求加工成多种剂型(粉剂、粒剂、可湿剂、乳剂、液剂等)外,常常必须加入多种其他试剂进行复配。例如,在化纤纺丝用油剂中除润滑油以外,还必须加入表面活性剂、抗静电剂等多种其他助剂,而且还要根据高速纺和低速纺等不同的应用需求,采取不同的配方。已知在一些经过复配的商品化产品中,甚至包含10多种组分。因此,经过剂型加工和复配技术所制成的商品数目,往往远远超过由合成得到的单一产品数目。仅以化妆品为例,常用的脂肪醇不过很少几种,而由其复配衍生出来的商品,则是五花八门,难以作出确切的统计。其他(如农药、胶黏剂等)门类的产品,情况也类似。有必要指出,采用复配技术所推出的商品,具有增效、改性和扩大应用范围等功能,其性能往往超过结构单一的产品。

7.突出的商品性

精细化工产品的品种繁多,有突出的商品性,用户对商品的选择性高,市场竞争十分激烈,因而应用技术和技术服务是组织精细化工生产的两个重要环节。为此,精细化工产品的生产企业应在技术开发的同时,积极开发应用技术和开展技术服务工作,不断开拓市场,提高市场信誉。还要十分注意及时把市场信息反馈到生产计划中去,从而增强企业的经济效益。国外精细化工产品的生产企业极其重视技术开发、应用、服务这些环节间的协调,反映在技术人员配备比例上,技术开发、生产经营管理(不包括工人)和产品销售(包括技术服务)大体为2:1:3,值得我们借鉴。

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