化工

化工

化工是“化學工藝”、“化學工業”、“化學工程”等的簡稱。凡運用化學方法改變物質組成、結構或合成新物質的技術,都屬於化學生產技術,也就是化學工藝,所得產品被稱為化學品或化工產品。起初,生產這類產品的是手工作坊,後來演變為工廠,並逐漸形成了一個特定的生產行業即化學工業。化學工程是研究化工產品生產過程共性規律的一門科學。人類與化工的關係十分密切,有些化工產品在人類發展歷史中,起著劃時代的重要作用,它們的生產和套用,甚至代表著人類文明的一定歷史階段。

基本介紹

  • 中文名:化工
  • 外文名:chemical industry、chemical engineering、chemical technology
  • 拼音:huà gōng
  • 全稱化學工業
專業名詞,發展歷史,概述,革命助手,農業支柱,醫藥化學,化工材料,概述,非金屬,聚合物材料,化學纖維,橡膠,複合材料,化工能源,遠古化學,其他技術,早期化工,概述,無機化工,有機化工,高分子,近代化工,概述,合成氨,石油化工,精細化工,現代化工,大型化,化學品,高分子合成材料,能源材料,發展趨勢,

專業名詞

化學工業(chemical industry)、化學工程(chemical engineering)、化學工藝(chemical technology)都簡稱為化工。化學工業包括石油化工(petrochemicals),農業化工(agrochemicals), 化學醫藥(pharmaceuticals),高分子(polymers),塗料(paints),油脂(oleochemicals)等。它們出現於不同歷史時期,各有不同涵義,卻又關係密切,相互滲透,具有連續性,並在其發展過程中被賦予新的內容。人類早期的生活更多地依賴於對天然物質的直接利用。漸漸地這些物質的固有性能滿足不了人類的需求,於是產生了各種加工技術,有意識有目的地將天然物質轉變為具有多種性能的新物質,並且逐步在工業生產的規模上付諸實現。廣義地說,凡運用化學方法改變物質組成或結構、或合成新物質的,都屬於化學生產技術,也就是化學工藝,所得的產品被稱為化學品或化工產品。

發展歷史

概述

人類為了求得生存和發展,不斷地與大自然作鬥爭,逐步地加深了對周圍世界的認識,從而掌握了征服自然、改造世界的本領。經過漫長的歷史實踐,人類越發善於利用自然條件,並且為自己創造了豐富的物質世界。
古代人們的生活更多地依賴於直接利用,或從中提取所需要的東西。由於這些物質的固有性能滿足不了人們的需求,便產生了各種加工技術,把天然物質轉變成具有多種性能的新物質,並且逐步在工業生產的規模上付諸實現。起初,生產這類產品的是手工作坊,後來演變為工廠,並逐漸形成了一個特定的生產部門,即化學工業。隨著生產力的發展,有些生產部門,如冶金、煉油、造紙、製革等,已作為獨立的生產部門從化學工業中劃分出來。當大規模石油煉製工業和石油化工蓬勃發展之後,以化學、物理學、數學為基礎並結合其他工程技術,研究化工生產過程的共同規律,解決規模放大和大型化中出現的諸多工程技術問題的學科--化學工程進一步完善了。它把化學工業生產提高到一個新水平,從經驗或半經驗狀態進入理論和預測的新階段(見化學工程發展史),使化學工業以其更大規模生產的創造能力,為人類增添大量物質財富,加快了人類社會發展的進程。
在現代漢語中,化學工業、化學工程和化學工藝都簡稱為化工,它們出現於不同歷史時期,各有不同涵義,卻又關係密切,互相滲透。在人們頭腦里,“化工”這個詞,習慣上已成為一個總的知識門類和事業的代名詞,它在國民經濟和工程技術上所具有的重要意義,引起了人們廣泛的興趣,吸引著成千上萬的人,為之獻出畢生精力。下面簡要地從人類社會生活的各個方面,來說明化工絢麗多彩的內容及其重要貢獻。
從數據來看,2013年1~4月,我國的原油加工量為15868.3萬噸,同比增長3.2%;乙烯產量為529.8萬噸,同比增長3.0%;合成樹脂產量為1851.8萬噸,同比增長9.8%;合成纖維單體產量為736.8萬噸,同比增長1.4%;合成橡膠產量為132.1萬噸,同比增長7.4%。乙烯產量扭轉了負增長,但增速很低,三大合成也都低速增長。
石化各主要子行業的盈利狀況基本呈現小幅反彈。其中,有機化學原料製造業實現主營業務收入4322.18億元,同比增長15.2%,實現利潤總額111.00億元,同比增長2.3%;合成樹脂製造業實現主營業務收入2427.01億元,同比增長13.5%,實現利潤總額80.31億元,同比增長11.9%;合成橡膠製造業實現主營業務收入388.33億元,同比增長24.9%,實現利潤總額21.70億元,同比增長17.2%;合成纖維單體(聚合)製造業實現主營業務收入946.06億元,同比下降4.4%,實現利潤總額-6.20億元。
從各主要子行業看,合成纖維單體(聚合)製造業由於受到棉花價格大幅下降等因素的影響,行業出現虧損。有機化學原料製造業和合成樹脂製造業兩個最大的子行業的盈利水平也反彈乏力,這在很大程度上反映出了經濟基本面偏冷。
從2013年的情況來看,雖然原油價格穩定在100美元/桶(布倫特)上下,對於整個石化產業鏈還是比較有利的,但是,由於實體經濟的持續走弱而導致的需求端下降趨勢,將對整個行業形成衝擊。固定資產投資增速將會下降,裝臵開工率會下降,行業的經濟活度會下降,化工的下降周期將變得漫長且底部無法明確。
整體表現低迷
2013年6月23日,根據相關數據顯示,化工行業指數為900點,低於去年7月份國際原油暴跌後出現的低點929點。截至6月12日,國內化工行業景氣度遠遠低於去年,在重點監測的109個化工代表性產品中,上漲品種僅19個,占監測品種的17.43%,上漲幅度最大的液氯、鹽酸,漲幅高達40%左右,但兩者均為氯鹼行業的次要產品,行業影響力較小。
化工市場運行阻力主要來自於供需矛盾,上半年市場需求呈現“過早啟動、後勁不足”的特點,春節期間中下游企業提早備貨,卻未能照常迎來春季行情,至6月份普遍陷入全產業鏈清淡的境地。另外,國際市場行情也極度低迷,無法提振國內市場,即便純鹼、尿素等產品打破出口量記錄,這也是生產企業在大幅犧牲利潤的基礎上為減輕庫存壓力的無奈之舉。
結構性亮點仍存
數據顯示,2011年全球農藥市場規模約為503億美元,其中化學農藥為440億美元,同比增長分別為13.4%和14.9%,預計在2017年規模將達685億美元,全球農藥行業有望在接下來的五年里以5.5%的複合年增長率持續良好發展。中國農藥行業的快速發展得益於製造成本低和由此帶來的產業轉移,環保要求趨嚴還有利於產能向優勢企業集中。

革命助手

化學工業從它形成之時起,就為各工業部門提供必需的基礎物質。作為各個時期工業革命的助手,正是它所擔負的歷史使命。18~19世紀的產業革命時期,手工業生產轉變為機器生產,蒸汽機發明了,社會化大生產開始了,這正是近代化學工業形成的時候。面臨產業革命的急需,呂布蘭法制純鹼等技術應運而生,這使已有的鉛室法制硫酸也得到發展,解決工業對酸、鹼的需要。同時,隨著煉鐵、煉焦工業的興起,以煤焦油分離出的芳烴和以電石生產的乙炔為基礎的有機化工也得到發展。合成染料、化學合成藥、合成香料等相繼問世,橡膠輪胎、賽璐珞和硝酸纖維素等也投入生產。這樣,早期的化學工業就為紡織工業、交通運輸業、電力工業和機器製造業提供了所必需的原材料和輔助品,促成了產業革命的成功。
20世紀經過兩次世界大戰,一方面石油煉製工業中的催化裂化、催化重整等技術先後出現,使汽、煤、柴油和潤滑油的生產有了大幅度增長,特別是丙烯水合制異丙醇工業化以後,烴類裂解製取乙烯和丙烯等工藝相繼成功,使基本有機化工生產建立在石油化工雄厚的技術基礎之上,從而得以為各工業部門提供大量有機原料、溶劑、助劑等。從此,人們常以烴類裂解生產乙烯的能力,作為一個國家石油化工生產力發展的標誌。另一方面,哈伯-博施法合成氨高壓高溫技術在工業上實現,硝酸投入生產,使大量的硝化物質出現,尤其是使火炸藥工業從黑火藥發展到奧克托今,炸藥的比能量提高了十幾倍。這不僅解決了戰爭之急需,更重要的是在礦山、鐵路、橋樑等民用爆破工程上,得到了套用。此外,對於核工程中同位素分離和航天事業中火箭推進劑的套用,化工都作出了關鍵性的貢獻。

農業支柱

長期以來,人類的食物和衣著主要依靠農業。而農業自遠古的刀耕火種開始,一直依靠大量人力勞作,受各種自然條件的制約,發展十分緩慢。19世紀,農業機械的運用,逐步改善勞動狀況。然而,在農業生產中,單位面積產量的真正提高,則是施用化肥、農藥以後的事。實踐證明,農業的各項增產措施中,化肥的作用達40%~65%。在石油化工蓬勃發展的基礎上,合成和尿素生產大型化,使化肥的產量在化工產品中占據很大比重。1985年世界化肥總產量約達140Mt,成為大宗化工產品之一。氮、磷、鉀複合肥料和微量元素肥料的開發,進一步滿足了不同土壤結構、不同作物的需求。
早期,人類採用天然作物病蟲害。直到19世紀末,近代化學工業形成以後,採用巴黎綠(砷製劑)殺馬鈴薯甲蟲、波爾多液防治葡萄霜霉病,農業才開始了化學防治的新時期。20世紀40年代生產了有機氯、有機磷、苯氧乙酸類等殺蟲劑和除草劑,廣泛用於農業、林業、畜牧業和公共衛生。但這一代農藥中有些因高殘留、高毒,造成生態污染,已被許多國家禁用。開發了一些高效、低殘留、低毒的新農藥,其中擬除蟲菊酯(除蟲菊是具有除蟲作用的植物)是一種仿生農藥,每畝用量只幾克,不污染環境,已經投入工業生產。此外,生物農藥是21世紀來在農藥研究中是最活躍的一個領域。
現代農業套用塑膠薄膜(如高壓聚乙烯、線型低密度聚乙烯等),用作地膜覆蓋或溫室育苗,可明顯地提高作物產量,正在進行大面積推廣。

醫藥化學

醫學和藥物學一直是人類努力探求的領域,在中國最早的藥學著作《神農本草經》(公元1世紀前後編著)中,就記載了365種藥物的性能、製備和配伍。明代李時珍的《本草綱目》中所載藥物已達1892種。這些藥采自天然礦物或動植物,多數須經泡製處理,突出藥性或消除毒性後才能使用。19世紀末至20世紀初,生產出解熱鎮痛藥阿司匹林、抗梅毒藥“606”(砷製劑)、抗瘧藥阿的平等,這些化學合成藥成本低、純度高、不受自然條件的影響,表現出明顯的療效。30年代,人們用化學剖析的方法,鑑定了水果和米糠中維生素的結構,用人工合成的方法,生產出維生素C和維生素B1等,解決了從天然物質中提取維生素產量不夠、質量不穩的矛盾。1935年磺胺藥投產以後,拯救了數以萬計的產褥熱患者。青黴素的發現和投產,在第二次世界大戰中,救治傷病員,收到了驚人效果。鏈黴素以及對氨基水楊酸鈉、雷米封等戰勝了結核菌,結束了一個歷史時期這種蔓延性疾病對人類的威脅。天花、鼠疫、傷寒等,直到19世紀,曾一直是人類無法控制的災害之一,抗病毒疫苗投入工業生產以後,才基本上消滅了這些傳染病。21世紀疫苗仍是人類與病毒性疾病鬥爭的有力武器。還有各種臨床化學試劑和各種新藥物劑型不斷湧現,使醫療事業大為改觀,人類的健康有了更可
化工向人們提供的產品是豐富多彩的,它除了生產大量材料用於製成各種製品為人所用以外,還有用量很少、但效果十分明顯的產品,使人們的生活得到不斷改善。例如:用於食品防腐、調味、強化營養的各種食品添加劑;提高蔬菜物生長調節劑和保鮮劑;促使肉、蛋豐產的飼料添加劑;生產化妝品和香料、香精的基礎原料和助劑;房屋、家具和各種工、器具裝飾用的塗料;各種印刷油墨用的顏料;以及洗滌用品用的表面活性劑等等,不勝枚舉。還有電影膠片(感光材料)、錄音(像)磁帶(磁記錄材料),以及雷射電視唱片(光碟)等。利用這些傳播聲像的手段,可加強通信聯絡,再現歷史場景,表演精湛藝術。藉助於信息記錄材料,把人們的視野擴展到宇宙空間、海底深處或深入臟腑內部,甚至於解剖原子結構,為提高人類的精神文明,揭開自然界的奧秘,提供了條件。

化工材料

概述

上述工農業生產和生活的提高,都離不開材料。據統計,到1984年為止,世界上所具有的化學物質實際約達900萬種,其中約有43%為材料。材料數量雖多,若按化學組成分類,可以概括為金屬材料、無機非金屬材料和聚合物材料三大類。也有將複合材料列為第四大類,或者把它看作是由三大類中派生出來的一類新材料。一般來說,除金屬是冶金部門生產的產品外,其餘都是化工生產的材料。

非金屬

無機非金屬材料
分為傳統材料和新型材料兩類。前者主要是矽酸鹽材料;後者組成多樣,發展很快。
矽酸鹽材料  指玻璃、陶瓷、水泥和搪瓷等。它們是以含矽酸鹽類礦石為原料進行生產的,廣泛用作建築材料,也可以作為日用品和工藝美術製品。玻璃和陶瓷雖然性脆易碎是其主要的缺點;但由於原料易得,生產工藝簡單,產品的化學穩定性好,又具有硬度高、耐熱和耐蝕等優點,用途十分廣泛,產量很大,並仍在不斷發展中。
新型無機非金屬材料
主要是特種陶瓷。隨著工農業、軍事工業和科學技術的發展,新型結構陶瓷先後問世。它們是由不同的氧化物、矽化物碳化物氮化物、氟化物,硼化物等組成的。主要包括耐高溫材料、電絕緣材料鐵電材料、壓電材料、半導體陶瓷材料等,用途特殊,產量不大,但價值很高。21世紀開發了一種陶瓷發動機用於汽車,可使燃氣溫度提高到1400℃以上,對提高效率,節約能源具有重要意義。這些材料的製造工藝的特點是:對原料的純度要求高,成分、顯微結構以及產品表面和界面都需嚴格控制,形狀也細緻而複雜,要求精密加工。此類新型材料是在高水平科學技術基礎上獲得成功的。

聚合物材料

主要包括塑膠、化學纖維和橡膠三大類。其中合成材料品種很多,它們是由石油化工生產的單體,經過聚合反應而製成的。有的具有天然材料所達不到的特殊性能,廣泛用於工農業生產與日常生活,所以發展很快。30年代世界聚合物材料的產量還未超過100kt,到80年代即已達到約80Mt,塑膠占3/4。由於塑膠比金屬輕,所以按體積計,其產量今天早已超越金屬材料了。
聚合物材料的基礎材料是合成樹脂塑膠製品質輕(一般只有鋼鐵的1/9),耐腐蝕,耐熱,電絕緣性好,易於加工成型,近幾十年來大量用來代替金屬、玻璃、紙張、木材等。塑膠薄膜主要用作包裝材料,在農業上,也被廣泛使用。塑膠管大量用作汽車的輸油、輸水管。汽車殼體和零件也用塑膠。用聚氯乙烯加工的地板和門窗比用木材加工的耐磨性增加五倍。有機玻璃的密度為普通玻璃的一半,而衝擊強度高達17倍,可用作飛機的風擋玻璃。塑膠還大量用於電子和電氣工業,製成電線、電纜、開關和儀器儀表殼體等。塑膠製品可以說已經深入到人們生產和生活的各個角落。還有一些合成樹脂具有特殊的功能,被稱為功能高分子材料,如導電材料、半導體材料、感光樹脂光導材料和超導材料等,引起人們很大的興趣。

化學纖維

包括人造纖然纖維為原料經過化學加工而生產的,在20~30年代已經流行,但它的產量受到天然纖維來源的限制。合成纖維製品是在40年代中期出現的,原料來源為豐富的石油化工產品。化學纖維的品種很多,又有長絲、短絲、鬃絲、彈力絲以及各種異形絲。它們分別可以純紡、混紡,因而織物的品種極多,並且生產效率高,不受自然條件的限制,有效地解決了與糧棉爭地的矛盾。生產萬噸化學纖維,可以相當於30萬畝(1畝=666.6m2)棉田一年生產的棉花;或由250萬隻羊一年剪下的羊毛。到80年代,全世界已有2/3的紡織品是由化學纖維製成的。一些聚合物製成的中空纖維用作分離膜,在海水淡化、氣體分離、超純物質製備以及生物技術等方面,具有重要意義。

橡膠

是一種戰略物資。天然橡膠僅生長於熱帶及亞熱帶地區,不產橡膠的國家考慮戰時會受到封鎖,都極其重視建立於石油化工基礎上的合成橡膠工業。合成橡膠的品種多,有的品種比天然橡膠具有更好的耐熱、耐寒、耐油等性能。橡膠的最大消耗是做輪胎,此外還用以製作膠管、膠帶、膠鞋、模具矽橡膠、以及膠乳製品。橡膠又是各種設備所不可缺少的密封材料。70年代以來,天然橡膠的產量基本穩定在3~3.5Mt,而合成橡膠產量在70年代已達6Mt,80年代增至8Mt,且仍有續增的趨勢。

複合材料

是新型結構材料。其特點是體積比強度、體積比剛度和耐蝕性都超過金屬材料。它由合成樹脂、金屬或陶瓷等基體材料和無機或有機合成纖維等增強材料所組成復模材料。基材和增強材料都有多種,因而可以進行有選擇的配合,以製得性能符合要求的各種複合的出現,使化工材料有了更為廣闊的前景。

化工能源

遠古化學

化學加工在形成工業之前的歷史,可以從18世紀中葉追溯到遠古時期,從那時起人類就能運用化學加工方法製作一些生活必需品,如制陶,釀造,染色,冶煉,制漆,造紙以及製造醫藥,火藥和肥皂.
中國新石器時代的洞穴中就有了殘陶片.公元前50世紀左右仰韶文化時,已有紅陶,灰陶,黑陶,彩陶等出現(見彩圖[中國新石器時期(公元前2500年)燒制的彩陶罐],[隋代(581~618)燒制的三彩陶駱駝],[西漢(公元前 206~公元25年)製作的雲紋漆]" ,[唐代(618~907)越州窯燒制的青瓷水注],[中國古代煉丹白描圖]).在中國浙江河姆渡出土文物中,有同一時期的木胎碗,外塗朱紅色生漆.商代(公元前17~前11世紀)遺址中有漆器破片戰國時代(公元前475~前221)漆器工藝已十分精美.公元前20世紀,夏禹以酒為飲料並用於祭祀.公元前25世紀,埃及用染色物包裹乾屍.在公元前21世紀,中國已進入青銅時代,公元前5世紀,進入鐵器時代,用冶煉之銅,鐵製作武器,耕具,炊具,餐具,樂器,貨幣等.鹽,早供食用,在公元前11世紀,周朝已設有掌鹽政之官.公元前7~前6世紀,腓尼基人用山羊脂和草木灰製成肥皂.公元1世紀中國東漢時,造紙工藝已相當完善.
公元前後,中國和歐洲進入煉丹術,鍊金術時期.中國由於煉製長生不老藥,而對醫藥進行研究.於秦漢時期完成的最早的藥物專著《神農本草經》,載錄了動,植,礦物藥品365種.16世紀,李時珍的《本草綱目》總結了以前藥物之大成,具有很高的學術水平.此外,7~9世紀已有關於三種成分混煉法的記載,並且在宋初時火藥已作為軍用.歐洲自3世紀起迷信鍊金術,直至15世紀才由鍊金術漸轉為製藥,史稱15~17世紀為製藥時期.在製藥研究中為了配製藥物,酸,硝酸,鹽酸和有機酸.雖未形成工業,但它導致化學品製備方法的發展,為18世紀中葉化學工業的建立,準備了條件。
能源可以分為一次能源和二次能源。一次能源系指從自然界獲得、而且可以直接套用的熱能或動力,通常包括煤、 石油等。消耗量十分巨大的世界能源,主要是化石燃料。1985年世界一次能源消費量達10610Mt標準煤,其中石油39.9%、煤29.7%、天然氣21.1%、水電7.7%、核電4.9%;中國一次能源消費量達764Mt標準煤,其中煤75.9%、石油17.1%、水電4.8%、天然氣2.2%。二次能源(除電外)通常是指從一次能源(主要是化石燃料)經過各種化工過程加工製得的、使用價值更高的燃料。例如:由石油煉製獲得的汽油、噴氣燃料、 柴油、重油等液體燃料,它們廣泛用於汽車、飛機、輪船等,是現代交通運輸和軍事的重要物資;還有煤加工所製成的工業煤氣、民用煤氣等重要的氣體燃料;此外,也包括從煤和油頁岩製取的人造石油
化工與能源的關係非常密切,還表現在化石燃料及其衍生的產品不僅是能源,而且還是化學工業的重要原料。以石油為基礎,形成了現代化的強大的石油化學工業,生產出成千上萬種石油化工產品。在化工生產中,有些物料既是某種加工過程(如合成氣生產)中的燃料,同時又是原料,兩者合而為一。所以化工生產既是生產二次能源的部門,本身又往往是耗能的大戶。
化石燃料特別是煤的加工和套用常常產生污水、固體廢料和有害的氣體,導致環境的污染。對於污染的防治,也有賴於多種化工技術的套用。
中國的能源生產自1949年以來有了很大的發展,但能源(尤其是石油)仍是制約國民經濟發展的一個重要因素,因此能源的增產和節約有很重要的意義。改進化工生產工藝,減少能耗,既能降低生產成本,提高經濟效益,也有利於能源緊張程度的緩解。
長遠來看,在全世界範圍內,預計至21世紀上半葉,化石燃料仍將占能源的主要地位。隨著時間的推移,由於化石燃料資源的限制,除上述常規能源外,若干非常規能源的發展將越來越受到重視。非常規能源指核能和新能源,後者包括、波浪能、海洋能生物能(如沼氣)等。在太陽能、核能利用的研究開發和大規模套用的漫長過程中,化學工程和化工生產技術也大有用武之地。

其他技術

推動化工發展的動力是工農業生產和人民生活對化學品的需要,它所依靠的基礎是化學、 物理學、數學和各種工程技術。其中與化學的關係尤為密切,化學是化工須臾不能離開的學科。在它們之間,也曾有過“工業化學”、“套用化學”等學科,起過一定的歷史作用。化工基本建設離不開土木工程、電力工程。化工機械的製造離不開機械工程和各種金屬材料,尤其是不鏽鋼,乃至特種鋼材。化工機械特別注意的是高溫、高壓下的可靠性,即指系統、設備、元件在規定條件下完成規定功能的機率。現代化工裝置趨於大型化、單系列生產,對於可靠性的研究就顯得格外重要。
化工過程的控制離不開電子學、計算機和自動化,這些理論和儀器儀表,不僅能運用於生產,甚至也能運用於解決發展預測、決策和經營管理等問題。20世紀80年代,新技術革命中蓬勃發展的若干領域,除前述能源和材料外,微電子技術和生物技術等前沿科學,以自己強大的生命力,對化工提出了更高的要求,從而把化工推向前進。
微電子技術  技術都離不開微電子技術。在微電子技術中,大規模和超大規模積體電路的套用,對化工提出了新的要求。例如超純氣體和純水、電子工業用試劑光刻膠液晶以及腐蝕劑、摻雜劑粘合劑等等。
微電子技術中使用的超純氣體有幾十種,除氧、氫、氮、二氧化碳、氬等常見氣體外,還有硼烷、三氯化硼、二氯矽烷、四氟化碳等自然界不存在的氣體。所用化工產品的純度對半導體成品的影響很大。使用工業氣體時,成品率只有10%;使用含雜質小於10ppm的氣體和相應的高純化學試劑時,則成品率可提高到70%~80%。以用水而言,集成度為1Mb的積體電路,允許水中微粒的粒徑不大於0.1μm 。為了製得接近理論的純水,生產方法從蒸餾、離子交換髮展到70年代的膜分離與離子交換相結合的方法,使純水製備技術達到新的水平。
微電子器件生產的關健在於光刻膠。超大規模積體電路所用的光刻膠是由芳香族疊氮化合物製成的感光樹脂,其優點是解析度高,去膠容易,圖像清晰。液晶是微電子器件中不可缺少的顯示材料。它是一種有機化合物,由於要求顯示溫單一液晶都達不到這種要求,須用多種同類型或不同類型的液晶混配使用。
生物技術  微生物是一種活細胞催化劑,在常壓和不高的溫度下通過發酵過程,將原料轉變為產品。多年來,套用這種傳統的生物技術生產了乙醇、丁醇丙酮、醋酸等產品。研究開發的利用固定化細胞,由丙烯腈生產丙烯醯胺,收率可達99.8%。此外,還可利用酶催化劑,特別是固定化酶,生產有機產品。生物技術用於化工,投資較少,節省能源和原料,污染少,可以製得利用常規方法難以製取的物質,如干擾素、胰島素、單克隆抗體等。這些藥物運用重組DNA技術來製備,可望使製藥工業面貌一新。
生物技術對化學工程提出了新的要求,主要是解決適宜於微生物大量培養的生化反應器,滿足複雜生化反應過程的分離技術以及過程控制等。在這方面,已形成了新的邊緣學科──生物化學工程,它把化學工程理論,運用於生物催化劑、生化反應工程和新型單元操作的研究開發,做出了許多
化工作為一個知識門類來說,在各個不同的歷史時期,在各種不同目的的要求下,有多種分解或綜合的分類方法。可按照原料來源、產品性質分類,也可按照過程規律、歷史聯繫分類。每種劃分方法都難於嚴格適應。本卷力求減少不必要的交叉,採取綜合分類的方法,設計了從原料出發的燃料化工分支;從產品出發的無機化工、基本有機化工、高分子化工、精細化工等分支;還有從共同的過程規律出發的化學工程分支,以及從歷史發展和橫向聯繫出發的綜論分支。燃料化工的原料是石油、天然氣、煤和油頁岩等可燃礦物,所以它又劃分為石油煉製工業、石油化工、天然氣化工、煤化工和頁岩油工業。其中,石油煉製工業是創造產值較高的工業部門,是國家的重要經濟命脈。天然氣常與石油共生,也常把天然氣化工歸屬於石油化工。在現階段,石油煉製和石油化工是燃料化工的主體。燃料化工生產的產品包括燃料和化工原料,後者主要是有機化工原料(除合成氣也用於生產無機化工產品,如合成氨等外)。所以,石油化工也是基本有機化工的主要組成部分。由石油化工可以生產塑膠、 合成橡膠、 合成纖維等三大合成材料,這是高分子化工的主要產品。因此,燃料化工、基本有機化工和高分子化工三者是有機地聯繫在一起的。至於無機化工所採用的原料既有可燃礦物,也有無機礦物。其產品主要有化肥,硫酸、硝酸、磷酸等酸類,純鹼、燒鹼等鹼類,還有無機鹽,工業氣體和無機非金屬材料等。無機非金屬材料中的矽酸鹽材料,有時被劃入傳統的建築材料領域。精細化工生產小批量、具有專門功能、主要用於消費的化學品。由於市場需求的發展,有些產品已變成大批量產品,但按習慣,往往仍視作精細化工產品。主要有染料、農藥、醫藥、火炸藥、信息記錄材料、塗料、顏料、膠粘劑、催化劑、各種助劑和化學試劑等。醫藥和火炸藥的生產又往往被分別劃料考慮,則精細化工是既有無機的,又有有機的,還有聚合物,是一個著眼於使用功能的綜合部門。在微電子技術、生物技術和新型材料蓬勃發展的新技術革命中,精細化工給化學工業增添了新的活力。
化學工程又分為化工熱力學、傳遞過程、單元操作、化學反應工程和化工系統工程。前兩者是化學工程的理論基礎,單元操作是化學工程最早形成的概念,它把化工生產的物理過程分解為若干單元,如流體輸送、蒸餾、萃取、換熱、乾燥等。這些單元操作不僅在化工生產中起著重要作用,也廣泛用於冶金、輕工、食品、核工業等與化工有共同特點的工業領域。單元操作仍在繼續發展和完善,如21世紀發展的顆粒學,作為粉體工程的一種理論,已套用於催化劑粒度設計、高溫氣體除塵、糧食乾燥和輸送。化學反應工程著眼於工業規模的化學反應過程的傳遞和動力學等規律,以解決反應器的設計和放大的問題。至於化工系統工程,則是運用系統工程的理論和方法,來解決化工過程最佳化問題的邊緣學科。
化工所包含的核心內容基本上都可以歸納在上述六個分支之中,並且綜論也是由這六個分支組成的。但是,這種分類方法並不是完全合理的,如催化劑工業被列入精細化工。雖然理論上講,催化劑具有加快反應速率的專門功能,是不參與反應的少量物質,但在大型化生產的今天,催化劑的產量和裝填量也是相當大的,中國1985年石油煉製催化劑的用量達20kt。而且催化劑的使用範圍遍及燃料、無機、有機、高分子和精細化工等所有領域。這樣的歸屬問題尚有很多。
此外,環境保護既是化工各部門不斷解決的共性問題,也是化工能作出貢獻的領域。18世紀興起的近代化學工業,迄今已有200多年的歷史,創造了無數的化工產品,同時也排放了廢氣、廢液、廢渣,污染了環境。因此,人們要求化學工盡其用,成為無排放工程。國民經濟中其他部門的發展也或多或少造成公害。長此以往,超越大自然環境自淨能力的排放,必將使人類的生活環境日益惡化。因此,有識之士對世界上大氣、水、土壤、生物所受到的污染和破壞,發出了危險警告。為了解決污染,保護環境,使自然界的生態平衡走向新的和諧一致,化工將成為一支主力軍。

早期化工

概述

從18世紀中葉至20世紀初是化學工業的初級階段.在這一階段無機化工已初具規模,有機化工正在形成,高分子化工處於萌芽時期。

無機化工

第一個典型的化工廠是在18世紀40年代於英國建立的硫酸廠.先以硫磺為原料,後以黃鐵礦為原料,產品主要用以制硝酸,鹽酸及藥物,當時產量不大.在產業革命時期,紡織工業發展迅速.它和玻璃,肥皂等工業都大量用鹼,而植物鹼和天然鹼科學院懸賞之下,獲取專利,以食鹽為原料建廠,製得,並且帶動硫酸(原料之一)工業的發展;生產中產生的氯化氫用以製鹽酸,氯氣,漂白粉等為產業界所急需的物質,純鹼又可苛化為,把原料和副產品都充分利用起來,這是當時化工企業的創舉;用於吸收氯化氫的填充裝置,煅燒原料和半成品的旋轉爐,以及濃縮,結晶,過濾等用的設備,逐漸運用於其他化工企業,為化工單元操作打下了基礎.呂布蘭法於20世紀初逐步被索爾維法(見)取代.19世紀末葉出現電解食鹽的.這樣,整個化學工業的基礎——酸,鹼的生產已初具規模.

有機化工

紡織工業發展起來以後,天然染料便不能滿足需要;隨著鋼鐵工業,煉焦工業的發展,副產的煤焦油需要利用.化學家們以有機化學的成就把煤焦油分離為:蒽、菲等.1856年,英國人由合成苯胺紫染料,後經過剖析確定天然茜素的結構為二羥基蒽醌,便以煤焦油中的蒽為原料,經過氧化,取代,水解,重排等反應,仿製了與天然茜素完全相同的產物.同樣,製藥工業,香料工業也相繼合成與天然產物相同的化學品,品種日益增多.1867年,瑞典人發明代那邁特炸藥(見),大量用於採掘和軍工.
當時有機化學化工.於1895年建立以煤與石灰石為原料,用電熱法生產電石(即)的第一個工廠,電石再經水解發生乙炔,以此為起點生產乙醛,醋酸等一系列基本有機原料.20世紀中葉發展後,電石耗能太高,大部分原有乙炔系列產品,改由為原料進行生產.

高分子

受熱發粘,受冷變硬.1839年美國用硫磺及加熱天然橡膠,使其交聯成彈性體,套用於輪胎及其他橡膠製品,用途甚廣,這是高分子化工的萌芽時期.1869年,美國用樟腦增塑硝酸纖維素製成塑膠,很有使用價值.1891年在法國貝桑松建成第一個人造絲廠.1909年,美國製成,俗稱電木粉,為第一個,廣泛用於電器絕緣材料.
這些萌芽產品,在品種,產量,質量等方面都遠不能滿足社會的要求.所以,上述基礎有機化學品的生產和高分子材料生產,在建立起石油化工以後,都獲得很大發展.

近代化工

概述

從20世紀初至戰後的60~70年代,這是化學工業真正成為大規模生產的主要階段,一些主要領域都是在這一時期形成的.和石油化工得到了發展,進行了開發,逐漸興起.這個時期之初,英國和美國的等人提出的概念,奠定了化學工程的基礎.它推動了生產技術的發展,無論是裝置規模,或產品產量都增長很快.

合成氨

20世紀初期異軍突起,用物理化學的反應平衡理論,提出氮氣和氫氣直接合成氨的催化方法,以及原料氣與產品分離後,經補充再循環的構想,進一步解決了設備問題.因而使德國能在第一次世界大戰時建立第一個由氨生產的工廠,以應戰爭之需.合成氨原用焦炭為原料,40年代以後改為石油或天然氣,使化學工業與石油工業兩大部門更密切地聯繫起來,合理地利用原料和能量.

石油化工

1920年美國用生產,這是大規模發展石油化工的開端.1939年美國標準油公司開發了臨氫催化重整過程,這成為芳烴的重要來源.1941年美國建成第一套以為原料用制乙烯的裝置.在第二次世界大戰以後,由於化工產品市場不斷擴大,石油可提供大量廉價有機化工原料,同時由於化工生產技術的發展,逐步形成石油化工.甚至不產石油的地區,如西歐,日本等也以原油為原料,發展石油化工.同一原料或同一產品,各化工企業卻有不同的工藝路線或不同催化劑.由於基本有機原料及高分子材料單體都以石油化工為原料,所以人們以乙烯的產量作為衡量有機化工的標誌.80年代,90%以上的有機化工產品,來自石油化工.例如,等,過去以電石乙炔為原料,這時改用氧氯化法以乙烯生產氯乙烯,用丙烯氨氧化(見)法以生產丙烯腈.1951年,以天然氣為原料,用蒸汽轉化法得到一氧化碳及氫,使得到重視。
石油化工是20世紀20年代興起的以石油為原料的化學工業。起源於美國。初期依附於石油煉製工業,後來逐步形成一個獨立的工業體系。第二次世界大戰前後,迅速發展,50年代在歐洲繼起,60年代又進一步擴大到日本及世界各國,使世界化學工業的生產結構和原料體系發生了重大變化,很多化學品的生產從以煤為原料轉移到以石油和天然氣為原料,石油化學工業的新工藝、新產品不斷出現。70年代初,美國石油化工生產的各種石油化學產品,多達數千種,當前石油化工已成為各工業國家的重要基幹工業。
初創時期: 隨著石油煉製工業的興起,產生了越來越多的煉廠氣。1917年美國C.埃利斯用煉廠氣中的丙烯合成了異丙醇。1920年,美國新澤西標準油公司採用此法進行工業生產。這是第一個石油化學品,它標誌著石油化工發展的開始。1919年聯合碳化物公司研究了乙烷、丙烷裂解制乙烯的方法,隨後林德空氣產品公司實現了從裂解氣中分離乙烯,並用乙烯加工成化學產品。1923年,聯合碳化物公司在西維吉尼亞州的查爾斯頓建立了第一個以裂解乙烯為原料的石油化工廠。在20~30年代,美國石油化學工業,主要利用單烯烴生產化學品。如丙烯水合制異丙醇、再脫氫制丙酮,次氯酸法乙烯制環氧乙烷,丙烯制環氧丙烷等。20年代,H.施陶丁格創立了高分子化合物概念;W.H.卡羅瑟斯發現了縮聚法制聚醯胺後,杜邦公司1940年開始將聚醯胺纖維(尼龍)投入市場。表面活性劑烷基硫酸伯醇酯出現。這些原來由煤和農副產品生產的新產品,大大刺激了石油化工的發展,同時為這些領域轉向石油原料創造了新的技術條件。這時,石油煉製工業也有新的發展。1936年催化裂化技術的開發,為石油化工提供了更多低分子烯烴原料。這些發展使美國的乙烯消費量由1930年的14kt增加到1940年的120kt。
戰時的推動: 第二次世界大戰前夕至40年代末,美國石油化工在芳烴產品生產及合成橡膠等高分子材料方面取得了很大進展。戰爭對橡膠的需要,促使丁苯、丁腈等合成橡膠生產技術的迅速發展。1941年陶氏化學公司從烴類裂解產物中分離出丁二烯作為合成橡膠的單體;1943年,又建立了丁烯催化脫氫制丁二烯的大型生產裝置。1945年美國合成橡膠的產量達到 670kt。為了滿足戰時對梯恩梯炸藥(即TNT)原料 (甲苯)的大量需求,1941年美國研究成功由石油輕質餾分催化重整製取芳烴的新工藝,開闢了苯、甲苯和二甲苯等重要芳烴的新來源(在此以前,芳烴主要來自煤的焦化過程)。當時,由催化重整生產的甲苯占全美國所需甲苯總量的一半以上。1943年,美國杜邦公司和聯合碳化物公司套用英國卜內門化學工業公司的技術建設成聚乙烯廠;1946年美國殼牌化學公司開始用高溫氧化法生產氯丙烯系列產品;1948年,美國標準油公司移植德國技術用氫甲醯化法(見羰基合成)生產八碳醇;1949年,乙烯直接法合成酒精投產。石油化工的不斷發展,使美國在1950年的乙烯產量增至680kt,重要產品品種超過100種,石油化工產品占有機化工產品的60%(1940年僅占5%)。
蓬勃發展:  50年代起,世界經濟由戰後恢復轉入發展時期。合成橡膠、塑膠、合成纖維等材料的迅速發展,使石油化工在歐洲、日本及世界其他地區受到廣泛的重視。在發展高分子化工方面,歐洲在50年代開發成功一些關鍵性的新技術,如1953年聯邦德國化學家K.齊格勒研究成功了低壓法生產聚乙烯的新型催化劑體系,並迅速投入了工業生產;1955年卜內門化學工業公司建成了大型聚酯纖維生產廠;1954年義大利化學家G.納塔進一步發展了齊格勒催化劑,合成了立體等規聚丙烯,並於1957年投入工業生產。其他方面也有很大的發展,1957年美國俄亥俄標準油公司成功開發了丙烯氨化氧化生產丙烯腈的催化劑,並於1960年投入生產;1957年乙烯直接氧化制乙醛的方法取得成功,並於1960年建成大型生產廠。進入60年代,先後投入生產的還有乙烯氧化制醋酸乙烯酯,乙烯氧氯化制氯乙烯等重要化工產品。石油化工新工藝技術的不斷開發成功,使傳統上以電石乙炔為起始原料的大宗產品,先後轉到石油化工的原料路線上。在此期間,日本、蘇聯也都開始建設石油化學工業。日本發展較快,僅十多年時間,其石油化工生產技術已達到國際先進水平。蘇聯在合成橡膠、合成氨、石油蛋白等生產上,有突出成就。
石油化工新技術特別是合成材料方面的成就,使生產上對原料的需求量猛增,推動了烴類裂解和裂解氣分離技術的迅速發展。在此期間,圍繞各種類型的裂解方法開展了廣泛的探索工作,開發了多種管式裂解爐和多種裂解氣分離流程,使產品乙烯收率大大提高、能耗下降。西歐各國與日本,由於石油和天然氣資源貧乏,裂解原料採用了價格低廉並易於運輸的中東石腦油,以此為基礎,建立了大型乙烯生產裝置,大踏步地走上發展石油化工的道路。至此,石油化工的生產規模大幅度擴大。作為石油化工代表產品的乙烯,1980年全世界產量達到35.8Mt,創歷史最高水平。1960年以後,有機合成原料自煤轉向石油和天然氣的速度加快(見表)。
新階段: 70年代,國際石油價格發生了兩次大幅度上漲,乙烯原料價格驟升,產品生產成本增加,石油化工面臨巨大衝擊。美國、日本和西歐地區主要乙烯生產國,紛紛採取措施:如關閉部分生產裝置,適當降低裝置開工率,節約生產能耗,開展副產品綜合利用,進行深度加與此同時,世界石油化工的格局也有了新的變化。全世界大約有1000個石油化工聯合企業,所用原料油約占原油總產量的8.4%,用氣約占天然氣總量的10%,這些企業大多為少數跨國起變化,油、氣資源豐富的開發中國家正在更多地建設起用,獲得極大的發展,成為新的材料工業.作為戰略物質的天然橡膠產於熱帶,受阻於海運開發了順丁,丁基,氯丁,丁腈,異戊,乙丙等多種合成橡膠,各有不同的特性和用途.方面,1937年美國 成功地合成尼龍66(見),用熔融法紡絲,因其有較好的強度,用作降落傘及輪胎用.以後滌綸,維尼綸,腈綸等陸續投產,也因為有石油化工為其原料保證,逐漸占有天然纖維和人造纖維大部分市場.塑膠方面,繼酚醛樹脂後,又生產了,醇酸樹脂等熱固性樹脂.30年代後,品種不斷出現,如迄今仍為塑膠中的大品種,為當時優異的絕緣材料,1939年高壓用於海底電纜及雷達,低壓聚乙烯,等規聚丙烯的開發成功,為民用塑膠開闢廣泛的用途,這是齊格勒-納塔催化劑為高分子化工所作出的一個極大貢獻.這一時期還出現耐高溫,抗腐蝕的材料,如,,其中聚四氟乙烯塑膠王之稱.第二次世界大戰後,一些也陸續用於汽車工業,還作為建築材料,包裝材料等,並逐漸成為塑膠的大品種。

精細化工

精細化學工業是生產精細化學品工業的通稱,簡稱“精細化工”。精細化學品的含義,國外迄今仍在討論中。凡具有以下特點的化工產品通稱為精細化學品,即:
1.品種多
2.產量小,大多以間歇方式生產;
3.具有功能性或最終使用性;
4.許多為復配性產品,配方等技術決定產品性能;
5.產品質量要求高;
6.商品性強,多數以商品名銷售;
7.技術密集高,要求不斷進行新產品的技術開發和套用技術的研究,重視技術服務;
8.設備投入多;
9.附加價值率高等。
精細化工包括的範圍,各國也不甚一致,大體可歸納為:醫藥、農藥、合成染料有機化工、無機化工、塗料、香料與香精、化妝品與盥洗衛生品、肥皂與合成洗滌劑表面活性劑、印刷油墨及其助劑、粘接劑感光材料磁性材料、催化劑、試劑、水處理劑與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、合成材料助劑、紡織印染劑及整理劑、食品添加劑、飼料添加劑、動物用藥、油田化學品、石油添加劑及煉製助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學品、金屬表面處理劑、合成潤滑油與潤滑油添加劑、汽車用化學品、芳香除臭劑、工業防菌防霉劑、電子化學品及材料、功能性高分子材料、生物化工製品、工業清洗劑配方分析、商業清洗劑配方分析、民用清洗劑配方分析等業務,掌握頂尖的清洗劑配方分析技術等40多個行業和門。
引火熟食是人類有史以來的一個了不起的進步;等到炙製藥物、釀酒制醋、燒陶製磚、煉銅冶鐵、熬油造漆、紡織印染、造紙印刷等化學的時候,歷史已流逝了幾十萬年。這些技藝的積累,創造了從古代到中世紀的寶貴遺產,並且也為化學工業的形成,奠定了基礎。(見化學工業發展史)
在這方面,發明了活性染料,使染料與纖維以化學鍵相結合.合成纖維及其混紡織物需要新型染料,如用於滌綸的,用於腈綸的,用於滌棉混紡的活性分散染料.此外,還有用於雷射,液晶,顯微技術等特殊染料.在方面,40年代瑞士P.H.米勒發明第一個有機氯農藥之後,又開發一系列有機氯,有機磷,後者具有胃殺,觸殺,內吸等特殊作用.嗣後則要求高效低毒或無殘毒的農藥,如仿生合成的類.60年代,,發展極快,出現了一些性能很好的品種,如吡啶類除草劑,苯並咪唑殺菌劑等.此外,還有抗生素農藥(見),如中國1976年研製成的井岡黴素用於抗水稻紋枯病.醫藥方面,在1910年法國製成606砷製劑(根治梅素的特效藥)後,又在結構上改進制成914,30年代的類化合物,甾族化合物等都是從結構上改進,發揮出特效作用.1928年,英國發現,開闢了抗菌素藥物的新領域.以後研究成功治療生理上疾病的藥物,如治心血管病,精神病等的藥物,以及避孕藥.此外,還有一些專用診斷藥物問世.擺脫天然油漆的傳統,改用,如醇酸樹脂,,丙烯酸樹脂等,以適應汽車工業等高級塗飾的需要.第二次世界大戰後,丁苯膠乳製成水性塗料,成為建築塗料的大品種.採用高壓無空氣噴塗,靜電噴塗,電泳塗裝,陰極電沉積塗裝,光固化等新技術(見),可節省勞力和材料,並從而發展了相應的塗料品種.

現代化工

20世紀60~70年代以來,化學工業各企業間競爭激烈,一方面由於對反應過程的深入了解,可以使一些傳統的基本化工產品的生產裝置,日趨大型化,以降低成本.與此同時,由於新技術革命的興起,對化學工業提出了新的要求,推動了化學工業的技術進步,發展了精細化工,超純物質,新型結構材料和功能材料.

大型化

1963年,美國凱洛格公司設計建設第一套日產540t(即600sh.t)合成氨單系列裝置,是化工生產裝置大型化的標誌.從70年代起,合成氨單系列生產能力已發展到日產 900~1350t,80 年代出現了日產1800~2700t合成氨的設計,其噸氨總能量消耗大幅度下降.乙烯單系列生產規模,從50年代年產50kt發展到70年代年產100~300kt,80年代初新建的乙烯裝置最大生產能力達年產 680kt.由於冶金工業提供了耐高溫的管材,因之毫秒裂解爐得以實現,從而提高了烯烴收率,降低了能耗.其他化工生產裝置如硫酸,燒鹼,基本有機原料,合成材料等均向大型化發展.這樣,減少了對環境的污染,提高了長期運行的可靠性,促進了安全,環保的預測和防護技術的迅速發展.

化學品

60年代以來,大規模積體電路和電子工業迅速發展,所需電子計算機的器件材料和信息記錄材料得到發展.60年代以後,多晶矽和單晶矽的產量以每年20%的速度增長.80年代周期表中~V族的二元化合物已用於電子器件隨著半導體器件的發展,氣態源如磷化氫 (PH)等日趨重要.在大規模積體電路製備過程中,需用多種,其雜質含量小於1ppm,對水分及塵埃含量也有嚴格要求.大規模積體電路的另一種基材為,其質量和穩定性直接影響其集成度和成品率.此外,對基質材料,密封材料,焊劑等也有嚴格要求.1963年,荷蘭菲利浦公司研製盒式錄音成功後,日益普及.它不僅用於音頻記錄,視頻記錄等,更重要的是用於計算器作為外存儲器及記憶體儲器,有磁帶,磁碟,磁鼓,磁泡,磁卡等多種類型.為重要的信息材料,不僅用於光纖通信,且在工業上,醫療上作為內窺鏡材料.

高分子合成材料

60年代已開始用(俗稱尼龍),聚縮醛類(如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)等為結構材料.它們具有高強度,耐衝擊,耐磨,抗化學腐蝕,耐熱性好,電性能優良等特點,並且自重輕,易成型,廣泛用於汽車,電器,建築材料,包裝等方面.60年代以後,又出現耐高溫,耐高真空,自潤滑材料,可用於太空飛行器.其纖維可做航天服以抗輻射.聚苯並噻唑和聚苯並咪唑為耐高溫樹脂,耐熱性高,可作燒蝕材料,用於火箭.共聚,共混和複合使結構材料改性,例如多元醇預聚物與經催化反應,為尼龍聚醚嵌段共聚物,具有高衝擊強度和耐熱性能,用於農業和建築機械.另一種是以纖維增強樹脂的高分子複合材料.所用樹脂主要為環氧樹脂,不飽和聚酯,聚醯胺聚醯亞胺等所用為玻璃纖維,或(常用丙烯腈基或瀝青基).這些複合材料比重輕,比強高,韌性好,特別適用於航天,航空及其他交通運輸工具的結構件,以代替金屬,節省能量.和含氟材料也發展迅速,由於它們具有突出的耐高低溫性能,優良電性能,耐老化,耐輻射,廣泛用於電子與電器工業,原子能工業和航天工業.又由於它們具有生理相容性,可作人造器官和生物醫療器材.

能源材料

50年代原子能工業開始發展,要求化工企業生產重水,吸收中子材料和傳熱材料以滿足需要.航天事業需要高能.固體推進劑由膠粘劑,增塑劑,氧化劑和添加劑所組成.液體高能燃料有液氫,煤油,偏二甲肼,無水肼等,氧化劑有液氧,發煙硝酸,四氧化二氮.這些產品都有嚴格的性能要求,已形成一個專門的生產行業.為了滿足節能和環保的要求,1960年美國試製成可以實用的膜,以淡化,處理工業污水,以後又擴展用於醫藥,食品工業.但這種膜易於生物降解,也易水解,使用壽命短.1970年,開發了芳香族聚醯胺反滲透膜,它能夠抗生物降解,但不能抗游離氯.1977年,改進後的複合膜用於海水淡化,每立方米淡水僅耗電23.7~28.4MJ此外,還開發了和用膜等.聚碸中空纖維氣體分離膜,用於合成氨尾氣的氫氮分離及其他多種氣體分離.這種技術比其他工業分離方法可以節能.精細以其硬度見長,用作切削工具.1971年,美國福特汽車公司及威斯汀豪斯電氣公司以β-氮化矽(β-SiN)為燃汽透平的結構材料,運行溫度曾高達1370℃,提高功效,節省燃料,減少污染,為良好的節能材料,但經10年試驗,仍存在不少問題,尚須進一步改進.現主要用作陶瓷發動機,透平葉片,導電陶瓷,人造骨等.陶瓷的主要物系有氧化物系,如氧化鋁(AlO),氧化鋯(ZrO)等,和非氧化物系,如碳化物(SiC),氮化物(BN),氮化矽(SiN)等.80年代,為改進陶瓷的脆性,又在開發矽碳纖維增強陶瓷.
專用化學品得到進一步發展,它以很少的用量增進或賦予另一產品以特定功能,獲得很高的使用價值.例如食品和飼料添加劑,塑膠和橡膠助劑,皮革,造紙,油田等專用化學品,以及膠粘劑,防氧化劑,表面活性劑,水處理劑,催化劑等.以催化劑而言,由於電子顯微鏡,電子能譜儀等現代化儀器的發展,有助於了解催化機理,因而製備成各種專用催化劑,標誌催化劑進入了新階段.
化工發展行業發展的重點——精細化工 
精細化工包括醫藥、農藥、合成染料、有機顏料、塗料、香料與香精、化妝品與盥洗衛生品、肥皂與合成洗滌劑、表面活性劑、印刷油墨及其助劑、粘接劑、感光材料、磁性材料、催化劑、試劑、水處理劑與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、合成材料助劑、紡織印染劑及整理劑、食品添加劑、飼料添加劑、動物用藥、油田化學品、石油添加劑及煉製助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學品、金屬表面處理劑、合成潤滑油與潤滑油添加劑、汽車用化學品、芳香除臭劑、工業防菌防霉劑、電子化學品及材料、功能性高分子材料、生物化工製品等40多個行業和門類。隨著國民經濟的發展,精細化學品的開發和套用領域將不斷開拓,新的門類將不斷增加。
精細化學品這個名詞,沿用已久,原指產量小、純度高、價格貴的化工產品,如醫藥、染料、塗料等。但是,這個含義還沒有充分揭示精細化學品的本質。21世紀以來,各國專家對精細化學品的定義有了一些新的見解,歐美一些國家把產量小、按不同化學結構進行生產和銷售的化學物質,稱為精細化學品(fine chemicals);把產量小、經過加工配製、具有專門功能或最終使用性能的產品,稱為專用化學品(specialty chemicals)。中國、日本等則把這兩類產品統稱為精細化學品

發展趨勢

2011年,化學工業綜合實力進一步增強。截至2011年11月末,全國化學工業規模以上企業24125家,累計總產值6.0萬億元,同比增長35.2%,占全行業總產值的58.61%。2011年前11個月,化學工業固定資產投資8617.21億元,同比增長26.9%,高於全行業平均增幅5.5個百分點,占比70.12%。2011年前10個月,化工行業利潤總額3208.98億元,同比增長44.4%,占全行業利潤總額的47.1%。預計化學工業全年產值約6.58萬億元,同比增長32%,利潤總額3500億元,增長35%。2011年化工行業增加值同比增長14.8%,增速同比減緩1個百分點。主要產品中,乙烯產量1528萬噸,增長7.4%。初級形態的塑膠產量4798萬噸,增長9.3%;合成橡膠產量349萬噸,增長13.1%;合成纖維產量3096萬噸,增長13.9%。燒鹼產量2466萬噸,增長15.2%。純鹼產量2303萬噸,增長13.4%。化肥產量6027萬噸,增長12.1%;其中,氮肥、磷肥、鉀肥產量分別增長8.6%、24.3%和10.8%。農藥產量265萬噸,增長21.4%。橡膠輪胎外胎產量83209萬條,增長8.5%。電石產量1738萬噸,增長22.3%。
我國正處於工業化和城鎮化加速發展階段,部分石油和化工產品仍有較大增長空間,民營企業應找好切入點,充分參與到石化產業的發展中來。成品油、鉀肥等細分行業、烯烴、部分有機原料等缺口仍較大的產品、天然氣、輕烴等低碳新材料、新型專用種化學品等高端產品,將是“十二五”期間具有較大增長空間的領域。在石化下遊行業,“十二五”期間應發展高端有機原料、合成樹脂、合成橡膠、煤制天然氣等,加快淘汰傳統煤化工落後產能。“十二五”期間,石油和化學工業規模將繼續穩步壯大,總產值年均增長率將達到10%以上。到2015年,全行業總產值增長到16萬億元左右。過去十年中,我國石油和化學工業年均增長20.6%,截至2010年底,石油和化學工業總產值達到8.88萬億元。目前我國的工業化進程尚未完成,城市化處於高速發展期,住房、交通的發展對能源、原材料形成大規模需求,未來相當長的時期內石油和化學工業仍有較大發展空間。石化、化工是國家支持的重點領域。具體來看,“十二五”期間石化重點開發渣油沸騰床加氫、懸浮床加氫、靈活焦化、重油催化裂化等技術,符合國Ⅴ標準的清潔燃料技術,催化裂化煙氣脫硫脫硝技術,乙烯裝置的裂解、分離、深冷、精餾等先進控制和最佳化技術及副產物綜合利用技術,芳烴生產成套技術,合成樹脂、合成橡膠高性能化技術,特種合成纖維生產技術,新型分子篩材料、催化劑載體和製備新技術等。

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