中国精细化学品发展现状及趋势
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中国精细化学品发展现状及趋势
摘要:概述了近几年离子液体在我国医药、食品添加剂、农药等精细化学品合成中的应用以及无机氟化物和含氟精细化学品工业的现状,并从市场和技术动态两方面分析了发展趋势。
关键词:离子液体 精细化学品 氟化工业 发展趋势
1 前言
最近几年,国内精细化工品行业都在关注一个问题:21世纪精细化工的发展趋势。自从20世纪90年代后期以来,我国决定加大在能源、信息、生物、材料等高新技术领域的投资力度,化工作为传统产业没有被列入国家优先发展的行列,而被有的人归于夕阳工业。但事实并非如此,特别是我们精细化工,由于它在国民经济中的特殊地位,由于它和能源、信息、生物化工以及材料学科之间的紧密联系,它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要,而成为不可替代、不可或缺的关键一环。精细化工品合成在中国、乃至在世界,依然是朝阳工业,前景一片光明。
精细化工在国民经济中的地位我们都知道精细化工是生产精细化学品的化工行业,主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂,助剂和化学试剂等传统的化工部门,也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域。中国是个人口大国,十多亿人的生存与生存质量与精细化工息息相关。增加粮食产量,需要多种高效低毒的农药、植物生长调节剂、除草剂、复合肥料;抵疾病需要多种医药、抗生素;石化工业生产需要催化剂、表面活性剂、油品添加剂和橡胶助剂等。服装、丝绸工业需要高质量的染料、纺织助剂、颜料;美化环境、改善居住条件需要不同的涂料、黏合剂;据报道一台电视机与2000多种化学品有关,其中绝大部分是精细化学品。
正由于精细化工对国民经济和人民生活的重大贡献,被我国先后列为“六五”、“七五”、“八五”和“九五”国民经济发展的战略重点,并作为七大重点工程之一来抓。经过20多年的努力,我国精细化工得到了长足的发展。目前我国精细化工企业总数已达11000余家,传统领域精细化工企业7000多家,其中染料、颜料企业1525家,农药及其制剂加工企业1243家,涂料生产企业4544家;新领域精细化工企业3900家. 精细化工行业总产值达1200
亿元,其中新领域精细化工产值为600~700亿元。许多精细化工产品产量如染料、农药等居世界前列。有部分精细化工产品已能满足国内需求。
精细化工的发展,促进了其它行业如农业、医药、纺织印染、皮革、造纸等衣、食、行和用水平的提高,同时为这些行业带来了经济效益的提高。
2 离子液体在精细化学品合成中的应用
离子液体表现出的主要优势在于:它无毒无害,对环境友好,可以替代有毒、腐蚀性的溶剂或催化剂;反应速度快,条件温和,收率高,选择性好,特别适合高纯产物的合成;中间体无需分离,多步合成操作过程可以连续进行,简化了合成工艺;产物易分离,离子液体/催化剂可循环使用;离子液相有机合成具有比固相合成担载量高的优势,适用于药物的组合化学合成中。设计合成高效、多功能、价廉、易降解的离子液体,将加速离子液体由基础研究到中试研究和工业应用的步伐,使之在精细化学品合成中带来更大的经济、环境效益。
3 氟化工业
氟化工产业自20世纪30年代崛起,虽然总量不大,但因其产品性能优异,品种不断增加,对其他领域的支撑和联动作用显著,所以广泛应用于军工、航天航空、冶金、电子、纺织、轻工、医药和农业等方面,在化学工业中占有重要的地位。我国政府已将氟化工列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》。
氟化工产品主要分为4大类,即无机氟化物、ODS及替代品、含氟聚合物、含氟精细化学品。其中无机氟化物包含氢氟酸、氟盐、特种含氟气体、氧化氟化物等,含氟精细化学品则包括含氟医药、含氟农药、含氟染料及其中间体,氟碳表面活性剂、其他含氟精细品等多个门类。全球无机氟化物产品有近百种,含氟精细化学品有数千种,两者在氟化工产品总销售额中占有较大的比例。
3.1无机氟化物工业
近几年,我国的无水氟化氢、有水氢氟酸、氟化铝、冰晶石、氟化铵等产品已有较大量的出口。一部分氢氟酸、氟化铝的生产装置通过引进技术的消化吸收和创新,技术水平有了很大的提高。同时也必须认识到,我国的无机氟化物工业总体上还处于初级阶段,与发达国相比差距很大。首先,无机氟化物的产品结构很不合理,还只是停留在初级产品阶段,在无机氟化学品众多的产品中,作为氟化工基础原料的HF和铝工业生产的原料氟化铝、冰晶石等少数产品占绝大部分;氟硅酸盐、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾占少数;高纯度的三氟化氮、六氟磷酸锂等精细化学品极少,而且高附加值的迁移金属氟化物、电子级和光学级无机氟化
物、高功能氟化物玻璃、氟化石墨和氟代球碳等产品,几乎还是空白。第二,总体研发投入少,无机氟化学基础研究薄弱,自主创新能力不强,与发达国家相比,在产品的生产技术、质量与品种档次、科研开发水平等方面都还存在较大的差距。第三,无机氟化物的应用研究滞后,应用市场开发缺乏力度,关联行业之间缺乏沟通、交流,更谈不上实质意义上的合作开发。第四,氢氟酸、氟化铝、六氟化硫等初级无机氟化物装置重复建设比较严重,存在着恶性竞争的趋向。第五,萤石和氢氟酸等初级氟资源的保护问题日益突出,按照现有开采量和已探明的保有量,酸级萤石只可供氟化工产业用25 年,原先的资源大省浙江已远不能满足本省氟化工的需求,江西、福建的总体储量也有明显下降,而2003年以来HF 的出口量更是以年均超过60% 的递增率猛增。
随着中国经济的持续、健康发展,经济实力的增强,国民购买力的提高,国内市场对无机氟化物的需求增长幅度高于全球平均水平,但应用面还不宽,不同品种需求的增长率差异较大。近几年,ODS及替代品的快速增长,因此作为氟化工基础产品的氢氟酸市场需求增长率在12%以上,同时氢氟酸的出口增长势头很猛。国内铝工业发展较猛,也拉动了对氟化铝、冰晶石的需求。预计“十一五”期间无机氟化物的需求增长率约为10%。氢氟酸仍将有较高的需求增长率,但会逐渐趋缓;随着国家限制电解铝的宏观调控措施的实施,以及铝业对氟化盐消耗的的降低,“十一五”后期电解铝对氟化铝和冰晶石的需求增幅将趋缓,而电子化学品、稀土氟化物及光学用途的其他氟化物将随着信息电子产业的快速发展而有较大的增长。
通过对引进技术的消化吸收和创新,氢氟酸生产和装备技术已比较成熟,在新建和老装置改造过程中,这些成熟的工艺和装备将被更大范围地推广,促使我国氢氟酸生产总体水平和单套装置规模的提升。规模很小、工艺落后、污染严重的企业将逐渐被淘汰。包括磷肥行业在内的大量副产氟硅酸回收制备氢氟酸逐渐引人注目。先进的干法氟化铝生产装置正在湖南湘乡、甘肃白银、浙江衢州等地生产或建设中,大大促进了氟化盐工业的技术升级。高分子比冰晶石和气相法氟化氢铵的工业化生产技术的开发势在必行。元素氟电解装置的技术进步将围绕减小极化、提高单槽能力下功夫。特种含氟气体将致力于提高纯度,以适应信息电子产业不断升级的要求。氟化石墨的产业化,元素氟的表面氟化应用、稀土金属的氟化技术开发愈益受到关注。
3.2含氟精细化学品工业
我国的含氟精细化学品工业发展很不平衡。2004年,我国含氟精细化学品的总量约40
kt,其中芳香族基础氟化物占了相当大的比例,且以出口为主,而纵深延伸的高功能含氟精
细化学品却很少,依据这些高功能含氟精细化学品的深度或终端应用产品大多依靠进口。已具备工业化生产能力的产品中,比较特殊的是DVDR光盘颜料溶剂四氟丙醇,发展迅猛,可惜重复建设太过严重,造成价格猛跌,大多厂家昙花一现。
含氟医药、农药和染料及其中间体含氟医药以其特有的生理活性和高选择性,日益受到生命工程科学等领域的关注。重要含氟药物有:氟消炎剂、含氟中枢神经系药物、含氟吸入麻醉剂、含氟抗肿瘤药氟脲嘧啶、抗心率失常药氟卡尼、抗哮喘药氟尼缩松、抗忧郁药氟西汀、减肥药氟拉明、全氟碳类人造血液等。含氟农药以其特有的高活性和高选择性,可以减少施药量,尽量抑制农药对环境的影响,国外已开发的产品有近!200个品种,其中70多种已工业化。含氟染料因氟元素的引入而增强其光泽和艳度,提高其耐晒、耐水、耐有机溶剂的性能。目前我国此类产品主要依靠进口。
含氟中间体在含氟精细化学品中占有重要的位置,“十五”期间,国内含氟中间体发展比较快。其中含氟芳香族化合物已大量出口,在全球有一定的影响力,而浙江和江苏两省的芳香族氟化物的生产能力占全国的80%以上。目前普通品种的含氟芳香族化合物能力已过剩,恶性竞争导致价格下跌。
4 发展趋势
预测“十一五”期间,含氟精细化学品将得到快速发展,其中含氟中间体的增长率仍将超过12%,有可能达到15%。中国加入WTO后,纺织品出口配额限制逐渐取消,高档纺织品出口增长明显加快,因而高性能的含氟纤维整理剂和高效活性含氟染料的需求也有了快速的增长。生命工程的崛起,对生理活性含氟医药倍加青睐,绿色农业则对环境友好的高效低残毒的含氟农药越来越有兴趣。发达国家迫于环境要求及人工成本的压力,一些含氟中间体的采购向发展中国家转移已成趋势,而中国、印度是最适宜接受其转移的国家。上述趋势,为我国的无机氟化物和含氟精细化学品工业在“十一五”期间的更快发展奠定了市场基础,而我国的原料资源优势和人工成本优势以及积累的生产、研发基础和模仿生产能力,则提供了快速发展的有利条件。
近年来,多种氟化技术的研究已取得较大的进展。定向氟化技术备受关注,含氟杂环化合物仍是原料药和中间体的焦点,一些有实力的厂家,转向以含氟单体为起始原料的脂肪族或脂环族氟化物中间体的开发,电化学氟化、调聚、齐聚、催化合成、复配等技术开发方兴未艾。高选择性是技术进步的关键,而难生化废水的处理技术能否取得突破,将成为含氟精细化学品发展的关键制约因素。
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