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摘要:化工技术是当前经济改革的一项主要课程,是新形势下经济发展对化工行业的更高要求。本文对我国化工技术中存在的问题进行分析,并指出了化工技术的未来发展导向。以供同行参考。
关键词:化工技术;问题;发展导向
Abstract: the chemical technology is a main course, current economic reform is under the new situation of economic development of the higher requirements for the chemical industry. In this paper, the analysis of existing problems in chemical technology in our country, and points out the future development of chemical technology. Provide the reference for colleague.
Key words: chemical technology; The problem; Development direction
中圖分类号:F426.7文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、我国化工技术中存在的主要问题
1.总体工艺技术、装备落后
我国化工行业众多,发展不平衡,尽管通过科技攻关和技术引进使部分行业的技术、装备水平有所提高,但整体水平仍较低,整体技术水平与国际水平相差20 年左右。目前全行业只有1/4 行业的技术、装备水平达到国际先进水平,相当一部分企业,特别是老化工基地的技术、装备水平仍停留在上世纪六、七十年代的水平。落后的工艺技术和装备导致资源、能源消耗巨大,生产成本大增,并对环境造成极大破坏。
2.技术创新能力比较薄弱
通过几个五年计划的攻关开发,我国化学工业技术水平有了很大提高,部分行业由于关键技术的突破推进了全行业的技术进步。但从整体上看,我国化学工业技术创新能力还比较薄弱,主要体现在:一是缺乏具有自主知识产权和核心竞争力的原始创新技术;二是引进技术消化吸收的能力还比较薄弱,主要精细化工产品仍靠仿制国外产品发展,化肥、烧碱、环氧丙烷等技术成套引进了十几套甚至几十套,但全套国产化的不多;三是重大的、成套的技术装备开发和技术集成能力差,许多单项的化工技术水平较高,但由于未能形成成套技术,也难以在工业上得到推广应用。
3.科技成果的转化率较低
我国每年都有几万项科技成果问世,可以说是个科技成果大国。但真正转化为生产力,形成产业的成果比例却比较低,化学工业亦是如此。目前化工科技成果转化率还不到30%。造成这种状况的原因是多方面的,科技开发与技术改造、基本建设衔接不好,造成一些先进技术很难被采用;忽视工程开发环节,造成一些高水平的成果无法转化,工程转化薄弱是制约化工科技成果转化的最关键的因素;科技项目决策科学论证不足,成果变为产品后没有市场;科技投入结构不合理,重科研开发,轻工程转化和产业化环节等等。
4.科技投入严重不足
尽管近几年我国化工科技开发投入的绝对数量是逐年增加的,但科技开发投入占GDP的比例却在不断下降。“六五”期间科技开发投入占GDP 的比例为0.8%,“七五”期间为0.7%,“八五”期间为0.5%,“九五”、“十五”期间为0.4%左右。造成这种局面的原因,主要是在计划经济体制向市场经济体制的转型过程中,科技投入仍以政府为主,而由政府、企业、社会共同投资并以企业为主的合理格局尚未形成:“十五”以来,政府的科技投入在宏观上又倾向于电子信息、生物医药、社会发展等行业,而属于传统工业的化学工业得到政府资助的科技经费相对减少。
5.尚未形成以企业为主体的技术创新体系
十几年的科技体制改革,打破了计划经济体制下以科研院所、高等院校为主体的科技开发体系的旧模式,但适应社会主义市场经济体制的以企业为主体的技术创新体系尚未形成。企业缺乏技术创新的内在动力,特别是部分国有大中型企业,作为技术开发、成果转化、科技投入的主体作用还远远没有到位。
二、我国化工技术的发展导向
1、新催化技术
催化技术一直是化学工业中最重要的关键共性技术之一。据统计,60%以上的化学品、90%的化学合成工艺均与催化剂的使用有着密切关系,我国在炼油、化肥、基本有机合成和聚烯烃等工业领域拥有一大批具有核心竞争力的催化新技术。如在聚烯烃方面,我国成功地开发了含钛的高效载体催化剂,可用于淤浆法生产低压高密度聚乙烯,特别是所开发的N 型聚丙烯球型催化剂,现已在10万吨/年的大型生产装置上应用,且技术出口,达到了国际先进水平。
但是随着我国化学工业的发展,催化技术将面临新的挑战,特别是对于深加工过程,因此近期开发和推广的重点是:精细化工催化技术、碳一化工催化技术、高分子聚合物催化技术以及生物催化技术、纳米催化技术、光催化技术、电催化技术、膜催化技术、等离子催化技术、催化新材料的研制和应用技术等。
2、新分离技术
分离是化工生产过程中又一重要关键技术,是获得高质量,高纯度化工产品的重要手段。在新分离技术的开发、应用上,我国科技工作者经过几十年的不懈努力取得了一大批创新成果,如超临界流体萃取技术已在很多领域进行了工业应用;分子蒸馏技术已完成中试和工业规模的生产应用,建成的分子蒸馏生产装置多达30多套;变压吸附分离技术,已在国内外建设装置580多套,最大规模已达到每小时10万标准立方米。此外,在膜分离、超重力场分离技术等方面也取得了重大突破。
但总体上讲,我国分离技术水平还落后于国外10年左右,主要表现在分离设备投资高30%,分离能耗高20%~30%,分离效率低20%,产品分离的纯度低一到二个等级。近期应重点发展膜分离技术、分子蒸馏技术、催化精馏技术、超临界流体萃取技术、高效结晶技术以及开发新型吸附分离技术、生物分离技术等。
3、生物化工技术
现代生物技术是高科技领域中的重要组成部分,它为解决世界面临的能源、资源、粮食短缺及环境保护开辟了新的途径。把化学工程与生物技术结合起来形成的生物化工技术是生物技术的重要组成部分,也将是化学工业新的发展方向。生物催化技术是生物化工技术的核心,目前应用生物催化技术进行的有机反应种类很多,如水解反应、加成反应、卤代和脱卤反应等。应用生物催化技术生产有机化工产品很多,主要有生物能源、生物材料、有机酸、氨基酸、功能食品添加剂、生物肥料、生物药物及其它生物化工产品等。
我国生物化工技术是从20世纪80年代初开始起步,至今仅有20年的时间,已取得一批产业化的成果,如柠檬酸国内已有20多万吨的生产能力,最大装置有7万吨,产品主要出口国际市场;赖氨酸国内已有万吨装置,同时还开发了食品级赖氨酸、医药级赖氨酸,形成了具有自己特色的赖氨酸技术;生物法丙烯酰胺,已建成了单线2.5万吨/年的生产装置,其总体技术水平达到国际领先水平。
但我国生物化工还处于起步阶段,总体上与工业发达国家相比存在较大差距。当前发展生物化工技术应重点发展生物催化技术和生物化工新品种。生物催化技术的重点是:研究生物反应器、高效生物分离技术与设备、生物反应与分离耦联技术,扩大生物催化剂的来源,扩大酶源(包括极端微生物、“未培养”微生物,筛选特种微生物及其酶)等。重点开发的产品有:L乳酸及聚L乳酸的工业化技术:L(+)酒石酸工业化技术;高分子量聚天门冬氨酸工业化技术:L苹果酸的工业化技术;PHB可降解材料的中试开发;生物柴油的研究开发:1,3丙二醇与新型聚酯纤维PTT的开发;长链二元酸与新型工程塑料尼龙1212技术开发;聚丙烯酰胺的新品种开发;生物拆分制取D泛解酸内酯、D泛酸钙及D泛醇的工业化技术開发;生物法β-胡萝卜素工业化技术;D苯丙氨酸工业化技术;L 色氨酸工业化技术;手性苏氨酸拆分制L苏氨酸工业化技术等。
4、新型节能和环保技术
近几年,我国在积极推进化工环保事业方面做了大量的工作,淘汰CFC、ODS 替代品开发及投产以及持久性有机污染物(POPs)的淘汰等工作都取得了较好的成绩。但是由于技术、资金、管理等方面因素,目前高能耗、高污染仍然是制约我国化学工业发展的“瓶颈”问题。
节约资源、保护环境,维护生态平衡是在经济发展同时必须考虑的战略任务。实施节能技术和环保技术是提高我国化学工业整体竞争力和可持续发展的重要措施。近期优先发展的清洁生产和环保技术有以下几种,一是污染源的消减技术和废物回收技术,主要是一些大宗化工产品,如苯、苯酚、氯乙烯、合成氨、硫酸、农药和染料等,这些产品生产量大、企业数多、分布面广且污染严重;二是难降解有机污染物废水的消减技术,NH3-N 废水源头消减技术,染料、钛白粉生产稀废硫酸的提浓技术等;三是铬渣、磷石膏渣新综合利用技术等。在节能方面重点开发和推广高效燃烧技术、高效蒸发和喷雾干燥技术、蒸汽冷凝水回收技术、热管技术、热泵技术等。
三、化工技术研发中应该关注的问题
1、化学反应温度的设定
在化工研发过程中,温度对化学反应有着十分重要的影响,在反应的过程中应该注重温度的变化对产品研发的影响,并随时进行记录。把研发过程中温度的变化和实际生产过程中温度的变化相联系,把温度的变化作为研发的重点进行深入研究,以免研发出来的产品误差给企业的经济造成损失。通过对温度的精确控制达到研发的目的,研究出适应新型化工技术的最适宜的温度,为企业带来经济效益。2、反应时间的确定在研发的过程中要注意反应时间这一重要的影响因素,注意对研究参数的控制,选择最佳的反应时间进行反应,确定出反应数据。对于反应中的每个变量都进行有效的控制,并进行反应过程的记录,当然在化工工艺中,反应的时间越长收率越高。但是一大部分的反应不是根据反应时间的长短来控制收率的,而是根据各个反应数据的变化而决定的,因此在实际情况中应当注意对实验数据的记录和分析。3、废水的处理对于每种新产品的研发都会经历一个失败的过程,而废水处理是企业研发过程中的一个难题。在进行化工技术的研究过程中,得到的废水多掺杂有一些化学物质,这些化学物质只有经过特殊的处理,即废水中的化学成分才能进行排放。但是对于污水的技术处理需要投入很大的人力、物力和财力,这些都制约了企业的经济发展,可能会成为化工技术研发过程中的障碍。
结语
对于化工技术的研究是一项很大的挑战,为了适应社会的需求应该注重培养化工类技术人才,有利于化工技术的研发。化工技术研发对于人才和设备的要求都相当的高,只有加强国家对化工类人才的培养,加强技术要求才能为企业的化工研究提供强大的后援队,为企业带来新的盈利方向。在当前日益发展的国内外形势下,只有加强对化工技术的研究才能为企业另辟新的经济效益,为企业谋来利益。
参考文献
[1]苏健民.化工技术经济(第二版)[m].北京:化学工业出版社,1999.
[2]杨华.《化工技术经济》课程的定位和教学问题浅析[j].广西大学报(哲学社会科学版),2008,5.
[3]宋航,付超.化工技术经济[m].北京:化学工业出版社, 2002.
关键词:化工技术;问题;发展导向
Abstract: the chemical technology is a main course, current economic reform is under the new situation of economic development of the higher requirements for the chemical industry. In this paper, the analysis of existing problems in chemical technology in our country, and points out the future development of chemical technology. Provide the reference for colleague.
Key words: chemical technology; The problem; Development direction
中圖分类号:F426.7文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
一、我国化工技术中存在的主要问题
1.总体工艺技术、装备落后
我国化工行业众多,发展不平衡,尽管通过科技攻关和技术引进使部分行业的技术、装备水平有所提高,但整体水平仍较低,整体技术水平与国际水平相差20 年左右。目前全行业只有1/4 行业的技术、装备水平达到国际先进水平,相当一部分企业,特别是老化工基地的技术、装备水平仍停留在上世纪六、七十年代的水平。落后的工艺技术和装备导致资源、能源消耗巨大,生产成本大增,并对环境造成极大破坏。
2.技术创新能力比较薄弱
通过几个五年计划的攻关开发,我国化学工业技术水平有了很大提高,部分行业由于关键技术的突破推进了全行业的技术进步。但从整体上看,我国化学工业技术创新能力还比较薄弱,主要体现在:一是缺乏具有自主知识产权和核心竞争力的原始创新技术;二是引进技术消化吸收的能力还比较薄弱,主要精细化工产品仍靠仿制国外产品发展,化肥、烧碱、环氧丙烷等技术成套引进了十几套甚至几十套,但全套国产化的不多;三是重大的、成套的技术装备开发和技术集成能力差,许多单项的化工技术水平较高,但由于未能形成成套技术,也难以在工业上得到推广应用。
3.科技成果的转化率较低
我国每年都有几万项科技成果问世,可以说是个科技成果大国。但真正转化为生产力,形成产业的成果比例却比较低,化学工业亦是如此。目前化工科技成果转化率还不到30%。造成这种状况的原因是多方面的,科技开发与技术改造、基本建设衔接不好,造成一些先进技术很难被采用;忽视工程开发环节,造成一些高水平的成果无法转化,工程转化薄弱是制约化工科技成果转化的最关键的因素;科技项目决策科学论证不足,成果变为产品后没有市场;科技投入结构不合理,重科研开发,轻工程转化和产业化环节等等。
4.科技投入严重不足
尽管近几年我国化工科技开发投入的绝对数量是逐年增加的,但科技开发投入占GDP的比例却在不断下降。“六五”期间科技开发投入占GDP 的比例为0.8%,“七五”期间为0.7%,“八五”期间为0.5%,“九五”、“十五”期间为0.4%左右。造成这种局面的原因,主要是在计划经济体制向市场经济体制的转型过程中,科技投入仍以政府为主,而由政府、企业、社会共同投资并以企业为主的合理格局尚未形成:“十五”以来,政府的科技投入在宏观上又倾向于电子信息、生物医药、社会发展等行业,而属于传统工业的化学工业得到政府资助的科技经费相对减少。
5.尚未形成以企业为主体的技术创新体系
十几年的科技体制改革,打破了计划经济体制下以科研院所、高等院校为主体的科技开发体系的旧模式,但适应社会主义市场经济体制的以企业为主体的技术创新体系尚未形成。企业缺乏技术创新的内在动力,特别是部分国有大中型企业,作为技术开发、成果转化、科技投入的主体作用还远远没有到位。
二、我国化工技术的发展导向
1、新催化技术
催化技术一直是化学工业中最重要的关键共性技术之一。据统计,60%以上的化学品、90%的化学合成工艺均与催化剂的使用有着密切关系,我国在炼油、化肥、基本有机合成和聚烯烃等工业领域拥有一大批具有核心竞争力的催化新技术。如在聚烯烃方面,我国成功地开发了含钛的高效载体催化剂,可用于淤浆法生产低压高密度聚乙烯,特别是所开发的N 型聚丙烯球型催化剂,现已在10万吨/年的大型生产装置上应用,且技术出口,达到了国际先进水平。
但是随着我国化学工业的发展,催化技术将面临新的挑战,特别是对于深加工过程,因此近期开发和推广的重点是:精细化工催化技术、碳一化工催化技术、高分子聚合物催化技术以及生物催化技术、纳米催化技术、光催化技术、电催化技术、膜催化技术、等离子催化技术、催化新材料的研制和应用技术等。
2、新分离技术
分离是化工生产过程中又一重要关键技术,是获得高质量,高纯度化工产品的重要手段。在新分离技术的开发、应用上,我国科技工作者经过几十年的不懈努力取得了一大批创新成果,如超临界流体萃取技术已在很多领域进行了工业应用;分子蒸馏技术已完成中试和工业规模的生产应用,建成的分子蒸馏生产装置多达30多套;变压吸附分离技术,已在国内外建设装置580多套,最大规模已达到每小时10万标准立方米。此外,在膜分离、超重力场分离技术等方面也取得了重大突破。
但总体上讲,我国分离技术水平还落后于国外10年左右,主要表现在分离设备投资高30%,分离能耗高20%~30%,分离效率低20%,产品分离的纯度低一到二个等级。近期应重点发展膜分离技术、分子蒸馏技术、催化精馏技术、超临界流体萃取技术、高效结晶技术以及开发新型吸附分离技术、生物分离技术等。
3、生物化工技术
现代生物技术是高科技领域中的重要组成部分,它为解决世界面临的能源、资源、粮食短缺及环境保护开辟了新的途径。把化学工程与生物技术结合起来形成的生物化工技术是生物技术的重要组成部分,也将是化学工业新的发展方向。生物催化技术是生物化工技术的核心,目前应用生物催化技术进行的有机反应种类很多,如水解反应、加成反应、卤代和脱卤反应等。应用生物催化技术生产有机化工产品很多,主要有生物能源、生物材料、有机酸、氨基酸、功能食品添加剂、生物肥料、生物药物及其它生物化工产品等。
我国生物化工技术是从20世纪80年代初开始起步,至今仅有20年的时间,已取得一批产业化的成果,如柠檬酸国内已有20多万吨的生产能力,最大装置有7万吨,产品主要出口国际市场;赖氨酸国内已有万吨装置,同时还开发了食品级赖氨酸、医药级赖氨酸,形成了具有自己特色的赖氨酸技术;生物法丙烯酰胺,已建成了单线2.5万吨/年的生产装置,其总体技术水平达到国际领先水平。
但我国生物化工还处于起步阶段,总体上与工业发达国家相比存在较大差距。当前发展生物化工技术应重点发展生物催化技术和生物化工新品种。生物催化技术的重点是:研究生物反应器、高效生物分离技术与设备、生物反应与分离耦联技术,扩大生物催化剂的来源,扩大酶源(包括极端微生物、“未培养”微生物,筛选特种微生物及其酶)等。重点开发的产品有:L乳酸及聚L乳酸的工业化技术:L(+)酒石酸工业化技术;高分子量聚天门冬氨酸工业化技术:L苹果酸的工业化技术;PHB可降解材料的中试开发;生物柴油的研究开发:1,3丙二醇与新型聚酯纤维PTT的开发;长链二元酸与新型工程塑料尼龙1212技术开发;聚丙烯酰胺的新品种开发;生物拆分制取D泛解酸内酯、D泛酸钙及D泛醇的工业化技术開发;生物法β-胡萝卜素工业化技术;D苯丙氨酸工业化技术;L 色氨酸工业化技术;手性苏氨酸拆分制L苏氨酸工业化技术等。
4、新型节能和环保技术
近几年,我国在积极推进化工环保事业方面做了大量的工作,淘汰CFC、ODS 替代品开发及投产以及持久性有机污染物(POPs)的淘汰等工作都取得了较好的成绩。但是由于技术、资金、管理等方面因素,目前高能耗、高污染仍然是制约我国化学工业发展的“瓶颈”问题。
节约资源、保护环境,维护生态平衡是在经济发展同时必须考虑的战略任务。实施节能技术和环保技术是提高我国化学工业整体竞争力和可持续发展的重要措施。近期优先发展的清洁生产和环保技术有以下几种,一是污染源的消减技术和废物回收技术,主要是一些大宗化工产品,如苯、苯酚、氯乙烯、合成氨、硫酸、农药和染料等,这些产品生产量大、企业数多、分布面广且污染严重;二是难降解有机污染物废水的消减技术,NH3-N 废水源头消减技术,染料、钛白粉生产稀废硫酸的提浓技术等;三是铬渣、磷石膏渣新综合利用技术等。在节能方面重点开发和推广高效燃烧技术、高效蒸发和喷雾干燥技术、蒸汽冷凝水回收技术、热管技术、热泵技术等。
三、化工技术研发中应该关注的问题
1、化学反应温度的设定
在化工研发过程中,温度对化学反应有着十分重要的影响,在反应的过程中应该注重温度的变化对产品研发的影响,并随时进行记录。把研发过程中温度的变化和实际生产过程中温度的变化相联系,把温度的变化作为研发的重点进行深入研究,以免研发出来的产品误差给企业的经济造成损失。通过对温度的精确控制达到研发的目的,研究出适应新型化工技术的最适宜的温度,为企业带来经济效益。2、反应时间的确定在研发的过程中要注意反应时间这一重要的影响因素,注意对研究参数的控制,选择最佳的反应时间进行反应,确定出反应数据。对于反应中的每个变量都进行有效的控制,并进行反应过程的记录,当然在化工工艺中,反应的时间越长收率越高。但是一大部分的反应不是根据反应时间的长短来控制收率的,而是根据各个反应数据的变化而决定的,因此在实际情况中应当注意对实验数据的记录和分析。3、废水的处理对于每种新产品的研发都会经历一个失败的过程,而废水处理是企业研发过程中的一个难题。在进行化工技术的研究过程中,得到的废水多掺杂有一些化学物质,这些化学物质只有经过特殊的处理,即废水中的化学成分才能进行排放。但是对于污水的技术处理需要投入很大的人力、物力和财力,这些都制约了企业的经济发展,可能会成为化工技术研发过程中的障碍。
结语
对于化工技术的研究是一项很大的挑战,为了适应社会的需求应该注重培养化工类技术人才,有利于化工技术的研发。化工技术研发对于人才和设备的要求都相当的高,只有加强国家对化工类人才的培养,加强技术要求才能为企业的化工研究提供强大的后援队,为企业带来新的盈利方向。在当前日益发展的国内外形势下,只有加强对化工技术的研究才能为企业另辟新的经济效益,为企业谋来利益。
参考文献
[1]苏健民.化工技术经济(第二版)[m].北京:化学工业出版社,1999.
[2]杨华.《化工技术经济》课程的定位和教学问题浅析[j].广西大学报(哲学社会科学版),2008,5.
[3]宋航,付超.化工技术经济[m].北京:化学工业出版社, 2002.