第一节 国际精细化工发展概况
综观近20多年来世界化工发展历程,各国、尤其是美国、欧洲、日本等化学工业发达国家及其著名的跨国化工公司,都十分重视发展精细化工,把精细化工作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措,世界精细化工呈现快速发展态势,产业集中度进一步提高。进入21世纪,世界精细化工发展的显著特征是:产业集群化,工艺清洁化、节能化,产品多样化、专用化、高性能化。
一、精细化学品销售收入快速增长,精细化率不断提高
上世纪九十年代以来,基于世界高度发达的石油化工向深加工发展和高新技术的蓬勃兴起,世界精细化工得到前所未有的快速发展,其增长速度明显高于整个化学工业的发展。近几年,全世界化工产品年总销售额约为1.5万亿美元,其中精细化学品和专用化学品约为3800亿美元,年均增长率在5~6%,高于化学工业2~3个百分点。预计至2010年,全球精细化学品市场仍将以6%的年均速度增长。2008年,世界精细化学品市场规模将达到4500亿美元。目前,世界精细化学品品种已超过10万种。
精细化率是衡量一个国家和地区化学工业技术水平的重要标志。美国、西欧和日本等化学工业发达国家,其精细化工也最为发达,代表了当今世界精细化工的发展水平。目前,这些国家的精细化率已达到60~70%。
根据国外权威机构 分析 ,目前全球精细与专用化学品的营业额已超过3800-3900亿美元,其中美国最高,为1250-1300亿美元,其次是欧洲为1000-1050亿美元,日本为600-650亿美元,三者的总营业额约占全球专用化学品营业额的77%左右。
美国、西欧和日本主要精细与专用化学品市场规模
单位:万美元,%
专业名称 | 2003年市场规模 | 2003-2008增长速度 |
原料药 | 41455 | 6.6 |
陶瓷材料 | 19494 | 2.3 |
电子化学品 | 12778 | 3.3 |
特殊聚合物 | 12270 | 4.6 |
香精香料 | 12271 | 2.8 |
食品添加剂 | 11000 | 2.1 |
印刷油墨 | 10062 | 2.6 |
特种涂料 | 9542 | 3.5 |
水溶性聚合物 | 9503 | 2.6 |
催化剂 | 9374 | 3.1 |
造纸化学品 | 8746 | 2.3 |
二、加强技术创新,调整和优化精细化工产品结构
加强技术创新,调整和优化精细化工产品结构,重点开发高性能化、专用化、绿色化产品,已成为当前世界精细化工发展的重要特征,也是今后世界精细化工发展的重点方向。
以精细化工发达的日本为例,技术创新对精细化学品的发展起到至关重要的作用。过去10年中,日本合成染料和传统精细化学品市场缩减了一半,取而代之的是大量开发功能性、绿色化等高端精细化学品,从而大大提升了精细化工的产业能级和经济效益。例如,重点开发用于半导体和平板显示器等电子领域的功能性精细化学品,使日本在信息记录和显示材料等高端产品领域建立了主导地位。在催化剂方面,随着环保法规日趋严格,为适应无硫汽油等环境友好燃料的需要,日本积极开发新型环保型催化剂。目前超深脱硫催化剂等高性能催化剂在日本催化剂工业中已占有相当高的份额,脱硫能力从低于50μg/g提高至低于10μg/g,由此也促进了催化剂工业的整体发展。2004年日本用于深度脱硫等加氢工艺的炼油催化剂产量比上年同期增长了近60%,销售额增长了43%。与此同时,用于石油化学品和汽车尾气净化的催化剂销售额也以两位数的速度增长,已占催化剂市场半壁江山。日本催化剂生产和销售去年分别增长了7%和5%,打破了近六年来的记录。
三、联合兼并重组,增强核心竞争力
许多知名的公司通过兼并、收购或重组,调整经营结构,退出没有竞争力的 行业 ,发挥自己的专长和优势,加大对有竞争力 行业 的投入,重点发展具有优势的精细化学品,以巩固和扩大市场份额,提高经济效益和国际竞争力。例如,2005年7月,世界著名橡胶助剂生产商——美国康普顿公司(Crompton)花20亿美元收购了大湖化学公司后成立名为科聚亚”公司(Chemturags),成为继鲁姆哈斯和安格公司后的美国第三大精细化工公司和全球最大的塑料添加剂生产商。新公司的产品包括了塑料添加剂、石化添加剂、阻燃剂、有机金属、聚氨酯、泳池及温泉维护产品及农业化学品,在高价值产品的市场上具有领导地位,其精细化工的年销售额可达到37亿美元。又如,德固萨和美国塞拉尼斯各出资50%合并羰基合成产品,在欧洲建立丙烯—羰基合成产品生产基地。合并后,羰基合成醇年产量将达到80万吨——占欧洲市场份额的三分之一。与此同时,德固萨公司以6.7亿美元价格将其食品添加剂业务出售给嘉吉公司(Cargill)。从而使嘉吉公司成为食品添加剂 行业 的领先者,能向全球的食品及饮料公司提供各种专用添加剂。再如,总部位于荷兰海尔伦的皇家帝斯曼公司(DSM),2003年2月以19.5亿欧元的代价,收购了罗氏全球的维生素、胡萝卜素和精细化工业务,成为世界维生素之王。2004年全球销售额80亿欧元(约为100亿美元)。
第二节 国际精细化工发展趋势
一、功能高分子材料
功能高分子材料是精细化工的高新门类,世界上发展最快的是功能高分子膜,已商品化的有透析膜、离子交换膜、反渗透膜、超滤膜等。其发展趋势是朝着高渗透性、高选择性、多功能、适应性强、机构强度高及易清洗的方面发展。高分子膜的形式向多样性、高容量及高效率的方向发展。
(一)功能膜
经实际应用的功能膜有电渗析膜、扩散透析膜、微孔滤膜、超滤膜、逆渗析膜和气体分离膜等。膜材料正在向具有耐化学药品、耐氧化、耐细菌、耐有机溶剂、耐污染、耐洗、耐压、耐热、生物机体适应性和机械强度高等特性方向发展。美、日的 研究 处于领先地位。
(二)电功能材料
由于电子工业、情报和信息科学技术的发展,对导电功能材料的需要越来越多。目前,导电塑料、导电橡胶、透明导电薄膜、导电胶粘剂和导电涂料等的发展很快,并已经工业化。
(三)医用高分子材料
医用高分子材料分为体外使用的与体内使用的两大类。体外使用的有医疗器具,这在国外已大量生产。体内使用的如人工脏器、医用粘合剂、整形材料和心导管等。此外,还有高分子药物和在药物制剂上的应用等。
(四)有机电子材料
作电子材料的高分子材料,主要用于绝缘材料、半导体材料、导电材料、光刻胶和封装材料等。由于大型集成电路元件的封装密度越来越高,故要求开发能在300℃使用2×104h以上的耐热性薄膜,要求具有更优良性能的电子元器件封装材料,要求具有更高分辨率的新型光刻胶。
(五)信息转换与信息记录材料
对信息技术的发展来说,十分重要的材料是光导纤维材料、各种信息记录材料和新型传感器用的高分子材料等。这些材料,目前国外正在大力发展中。此外,精细陶瓷的 研究 、开发日益受到重视。目前,主要开发的材料有:高绝缘性陶瓷,它用于集成电路的基极和放热性绝缘基板;软磁性陶瓷,它用于电子计算机、变压器和磁带录音机;压电性陶瓷,它用于超声元件、电子电路和时钟等;诱电性陶瓷,它用于高容量电容器。
二、生物工程
(一)重组DNA技术
DNA(脱氧核糖核酸)具有储存遗传信息的功能。生物由于DNA的核苷酸的碱基部分的排列不同,故储存的遗传信息也不同,并按照此种遗传信息生产各种物质。生物如果没有自己的DNA而复制异种DNA,那就只能按异种DNA的遗传信息生产异种物质。欲使此情况实现,就要应用DNA重组技术。
(二)生物反应器
现在,生物反应器已进入第二代,即最大限度地利用酶反应的特异性和精密的、多阶段的反应系统。正在 研究 、开发的生物反应器,根据其使用目的可分为两类:通过特定的酶和底物,合成有用物质的“合成用生物反应器”,例如多肽的合成;利用特定的化合物与酶反应而进行定量或定性 分析 的装置,如诊断用生物反应器,它能精确地测定血液中的糖和胆固醇等微量成分。
今后,生物工程在精细化工的领域,将会有许多新技术被开发,并用于产品的生产,且使其实现工业化。生长激素和干扰素已商品化。另外,尿激酶等医用酶和工业用酶已经或正在实现工业化生产。再如,在精细化学品的食用色素等食品添加剂、兽药(如疫苗、激素等),以及石油钻井泥浆添加剂等方面也有应用。由上述不难看出,生物工程将促进精细化工的技术水平迈向新的阶段。
三、基础科学理论进展
从科学技术的发展来看,各国正以生命科学、材料科学、能源科学和空间科学为重点进行开发 研究 。其中主要的 研究 课题有:新材料(含精细陶瓷、功能高分子材料、金属材料、复合材料);现代生物技术(即生物工程,包含遗传基因重组利用技术、细胞大量培养利用技术、生物反应器);新功能元件,如三维电路元件、生物化学检测元件等。所有这些方面的 研究 都与精细化工有着非常密切的关系,必将有力地推动精细化工的发展。
第三节 发达国家精细化工企业常用的发展策略
一、把市场放在首位
精细化学品和专用化学品与大吨位的基本化工产品生产经营的一个显著区别在于,精细和专用化学品特定的功能表现在最终产品上,开发的产品必须获得市场认可,即要么开发市场需求的产品,要么通过推销打开市场。
精细化学品的开发全过程包括:具有某项性能的新型结构化学品的开发(定向合成)、应用开发和市场开发三个方面。
创新主要有两种类型,一种是技术驱动型,另一种为市场拉动型,作为企业则更加注重市场拉动型的创新。无论是大型石化公司还是小型企业,均是结合本企业的发展,围绕拳头产品和优势专业领域,不断推出新产品,增强市场竞争力。
在国外,重视市场还体现在 研究 开发费用的分配上。国外精细化工与大型石油化工 行业 的 研究 开发费用在支出上有很大差异,精细化工 研究 费用情况为各种技术费用占销售额的8%~10%,其中 研究 开发费用占30%~40%,应用开发费用占15%~20%,市场开发与技术服务费占30%~40%,工程技术服务费占10%~20%,可见市场开发和技术服务费占了很大的比例。
重视市场的另一方面还体现在市场占有率上。如汽巴精化抗氧剂的市场份额占全球的90%,抗氧剂的价格几乎完全由其控制,因此可以保持较高的利润。部分催化剂的市场也是由几家公司瓜分。对于这些专用化学品来说,只有占领较大的市场份额,才能左右市场价格,从而获得较高的经济收益。因此许多大公司只销售产品而不愿意转让技术,只有到了产品由成长期转入衰退期,或有了更新换代产品以后,才有可能转让技术,且转让费用昂贵。
二、以技术开发为基础,增加科技投入
精细化学品的特点之一是技术含量高,技术创新是精细化工企业生存的关键。国外化工企业每年投入的科技开发费用十分庞大,往往占其销售额的5%左右,特别是技术含量较高的制药业,其 研究 开发费用更是占到销售额的10%以上。
三、重视环境保护,推行清洁生产
由于精细化学品合成反应步骤多,所需原料较多,生产过程中对环境的影响较大。因此对于产品的生产而言, 研究 开发出缩短工艺流程,将现有工艺逐步改造成清洁工艺是精细化学品 研究 和生产需要重点考虑的问题。
目前发达国家正在积极 研究 从新工艺着手,减少“三废”排放,搞好副产品的综合开发利用,从源头上减少“三废”排放。
第四节 我国精细化工和发达国家的主要差距 分析
一、生产技术水平普遍较低
一些较为先进的技术,如加氢还原、连续硝化、绝热硝化、液体SO3磺化等还未普遍使用,不少小企业的生产还是作坊式的,自动化水平不高。尤其是在单元操作、工艺路线及产品后处理等方面还停留在60、70年代的水平上。一些新的发展领域,如功能高分子树脂和功能性材料,精密陶瓷、液晶材料、信息化学品等国内大多还刚起步,有的还基本空白。
二、品种多、技术含量较低
产品品种虽已有3万多种,但技术含量较低。有的产品质量差,有的总量不足,有的缺乏系列化和精细化。因此,在国际市场上的价格低,竞争力较差。一批性能好、质量高的产品主要依赖进口。如我国纺织印染工业所需的染料,从数量上国内产品的满足率可到90%以上,但品种的满足率仅50%。又如国家每年需化大量外汇进口医药、农药等原药和中间体,以满足国内生产的需要。这说明我国的精细化工对国外有一定的依赖性。
三、企业规模小而散,集中度低
目前全国有一万家左右的精细化工企业,其中以涂料厂最多,约4500多家,其他染料和颜料厂、农药原药和制剂厂、化学药生产厂均在1500家左右。规模较大的生产厂屈指可数,当然近几年在浙江等地也出现了一批较大规模的染料和中间体生产厂,有的厂分散性染料的生产规模已达5~6万吨/年,成为世界上最大的分散染料生产商之一。但总体规模远远小于国外的生产厂。
四、科研开发力度不够
中国精细化工发展中的一个突出问题是科研开发力度不够,国家及企业在科研开发方面的投入太少,尚未形成以企业为中心的科技开发和创新体系。中国的科技力量大部分集中在科研院所和大专院校,由于与生产相脱节,科技成果的转化率很低,一般只有10%左右。而企业自我开发能力又较弱,大部分精细化工企业还尚未建立科技开发、应用 研究 、市场开拓和技术服务机构。受计划经济的影响,科研单位和生产厂对应用 研究 不够重视,对产品应用和市场营销关注很少,这是中国精细化工发展中的制约因素之一。
五、企业对环保重视不够
很多企业对环保重视不够。精细化工的生产厂一般规模较小,厂点分散,生产过程中的三废量较大,有的还难于治理,同时建设三废治理装置需要较大的投入,会增加生产成本。因此大多数企业的三废治理尚未达标,对环境造成很大的影响。随着国家对环境保护的法规和要求越来越严格,企业如果对此处理不好,将影响到我国精细化工今后的发展。
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