第一章 精细化工概论201209 课件.ppt

主讲教师：范维玉,中国石油大学化学工程学院,精细有机合成与工艺,二O一二年九月,教材及参考书,1、精细有机合成化学及工艺学，唐培堃主编，天津大学出版社（第二版），2002.92、新领域精细化工，陈开勋主编，中国石化出版社，1999.3 3、炼油助剂应用手册，张广林、王国良主编，中国石化出版社，2003.44、精细高分子化工及应用，夏宇正，陈晓农编著，化学工业出版社，2000.9,范维玉：化学工程学院 科研实验室：工科楼A202，电话：86983032 主要从事领域：石油精细化工、特种沥青材料与乳化沥青、胶体与界面化学、油田化学、石油及天然气化学与加工 招收博士、硕士研究生（化学工程与技术）,简 介,课程基本内容与要求,课程内容：主要精细有机合成过程的化学及工 艺学原理（讲课与自学）；新领域精细化工的主 要内容及发展（自学与讨论）,注重基本概念与原理 学时（学分）：32学时（2学分）上课时间与地点：2-6周、南堂520 周一（1-4节）、周二（5-6节）、周四（3-4节）考试：开卷？,讲课内容（精细有机合成化学及工艺学）,第一章 概 论(按照单元反应的类别)第二章 精细有机合成的理论基础第三章 精细有机合成的工艺学基础第四章 卤 化 第五章 磺化和硫酸化第六章 硝化及亚硝化第九章 氨解和胺化第十章 烃化,讲课内容（新领域精细化工）,第一章 绪 论（按照产品类别）第二章 工业表面活性剂第三章 油田化学品第四章 水处理剂第七章 食品添加剂第九章 胶粘剂第十章 淀粉和纤维素类化学品第十一章 气雾剂第十二章 生物工程与生物化工,讲课内容（新领域精细化工）,炼油助剂与添加剂（炼油助剂应用手册、其他资料文献）,第一章 概 论,一、石油化工行业概况与发展趋势二、精细化工概况与发展趋势三、石油化工与煤化工：可燃矿产资源的影响四、生物可再生资源的利用五、绿色化学与精细有机合成六、精细有机合成反应特点概述,一、石油化工行业概况与发展趋势,汽油、柴油、润滑油、沥青等 合成材料（纤维、橡胶、树脂）、精细化学品等,人类生活：衣食住行娱 人类发展、社会进步 国民经济支柱产业,石油化工起始原料：石油(天然气)石油：“黑色黄金”,一、石油化工行业概况与发展趋势,主要石化产品：,基础有机化学品：乙烯、丙烯、丁二烯、苯、（甲苯）、二甲苯、（乙炔、萘）、合成气等 基本有机化学品（有机中间体）：醇、醛、酮、酸、胺类、酚类、卤代物、硝基化合物等 高分子材料：合成纤维、合成橡胶、合成树脂 精细化学品：助剂添加剂、医药、农药、,一、石油化工行业概况与发展趋势,石化产品加工过程顺序：,高分子化学品石油 基础有机化学品 基本有机化学品 精细化学品,一、石油化工行业概况与发展趋势,石化行业产业链：,上游行业:炼油及进一步裂解生成乙烯、丙烯等基础化工原料中游行业:基本有机原料（如氯乙烯、苯乙烯、PTA等200多种）及三大合成材料（合成树脂、合成纤维、合成橡胶）下游行业:精细化工、材料工业等，是指以有机化工原料和聚合物继续深加工得到更多品种的产品。精细化工产品的品种多、产量小、技术密集度高、产品附加值高、产业关联度大，产品包括农药、染料（含颜料）、医药、助剂、涂料、胶粘剂等,一、石油化工行业概况与发展趋势,石化行业产业链特点：,上、中游：特点是规模大、投资高、效益低，尤其是上游炼油 下游：特点是技术密集、劳动密集、规模小、投资低、产品附加值高、效益高。也就是说，产业链向后延伸、加工深度越深，产品附加值越高。从增值比看，炼油只有零点几，而精细化学品可达上百甚至上千,一、石油化工行业概况与发展趋势,石化行业加工过程增值比测算：,根据测算，投入石油原料50亿美元，产出脂肪烃、芳烃等初级化学品仅为100亿美元；二次加工成烯烃、乙二醇、对苯二甲酸和苯胺等有机中间体，则可产出200亿美元；若再进一步加工成塑料、纤维和橡胶等三大合成材料，其产出将上升到400亿美元；最后制成农药配剂、医药品、纺织品、印刷品以及汽车材料等精细化工产品，其总产出可达5300亿美元，高出初级制品53倍，为投入的100多倍。可见，初级石化产品是随着加工深度的不断延伸而更大的提高附加值。这就是石油要深加工和延长产业链的原因。,一、石油化工行业概况与发展趋势,石油与化工产品链系列：,炼油、乙烯、芳烃煤化工系列产品化工材料精细化工盐化工,炼 油 装 置,成品油,化工轻油,重油,石蜡,石油沥青,石油焦,原油,石脑油、加氢尾油、AGO、VGO等，用作乙烯裂解原料和烷基苯生产原料。,燃料油，发电、陶瓷工业和石油化工等产业。,食品工业、包装工业和蜡烛生产等行业。,高等级道路材料、防水材料等。,发电和用于合成气生产等。,汽油、煤油、柴油、润滑油，用于交通运输和机械工,LPG,化工原料（甲乙酮、SUPERFLEX生产乙丙烯、顺酐及其下游产品）、民用燃料等,炼油,一、石油化工行业概况与发展趋势,乙 烯 裂 解 装 置,甲烷氢气,乙烯,丙烯,裂解C4,裂解汽油,裂解重油,石脑油化工轻油,PE、EVA、PVC、EO/EG、SM、醋酸乙烯、-烯烃、乙丙橡胶等。,PP、PO/PG、苯酚/丙酮、双酚A、丁辛醇、丙烯酸及酯、异丙醇、丙烯腈、环氧氯丙烷等。,1-丁烯共聚单体、甲乙酮、丁二烯、ABS、SBS、K树脂、MTBE、MMA、1,4-丁二醇等。,加氢处理后进行芳烃抽提，生产苯、甲苯、二甲苯，抽余油返回裂解装置。,可生产炭黑、发电等。,燃料气或PSA制氢，用于加氢系列产品。,乙烯,一、石油化工行业概况与发展趋势,乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA，ethylene-vinyl acetate copo）；聚氯乙烯（PVC，Polyvinylchloride）；环氧乙烷（EO，ethyleneoxide）；乙二醇（EG，ethylene glycol)；聚乙二醇（PEG，Polyethylene Glycol)；苯乙烯（SM，Styrolene）；甲基丙烯酸甲酯（MMA）；丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物（ABS，Acrylonitrile-butadiene-styrene）,催 化 重 整 与 联 合 芳 烃 装 置,苯,甲苯,混二甲苯,对二甲苯,邻二甲苯,间二甲苯,石脑油,TDI、苯甲酸、化工中间体、溶剂等。,溶剂等。,对苯二甲酸、PET树脂、瓶级PET、涤纶纤维、BOPET、感光胶片等。,苯酐、DOP、DBP、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等。,间苯二甲酸、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等。,CPL、MDI、苯胺、己二酸、顺酐、1,4-丁二醇、SM、异丙苯、环己酮、苯酚丙酮、化工中间体、溶剂等,联合芳烃,一、石油化工行业概况与发展趋势,己内酰胺（CPL，Caprolactam）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、双向拉伸聚酯薄膜（BOPET）、邻苯二甲酸二异辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、对苯二甲酸（PTA）,一、石油化工行业概况与发展趋势,气化转化,甲醇,煤炭,CO、CO2、H2,甲醛,醋酸,MTBE,二甲醚,甲烷 氯 化物,MTO,MTP,聚甲醛、多聚甲醛、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、乌洛托品、MDI等。,醋酸酯、醋酸乙烯、聚乙烯醇、氯乙酸、醋酸酐、醋酸纤维素、PTA等。,油品添加剂，提高辛烷值,聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇、苯乙烯/聚苯乙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯、乙丙橡胶、EVA树脂等。,聚丙烯、环氧丙烷/丙二醇、聚醚多元醇、苯酚丙酮、丁辛醇、丙烯酸及酯、乙丙橡胶、异丙醇、丙烯腈、丙烯酰胺等,甲醇 燃料,甲醇蛋白,MMA/DMT,车辆代用燃料等。,畜禽饲料蛋白等。,有机玻璃、MBS、涂料、PET树脂等。,煤化工（1）,焦炉气,甲醇制氢,生产加氢产品等。,甲醇燃料电池。,甲醇制芳烃（MTA）。,MTG,气雾剂、民用燃料和车用燃料（代替柴油）。,电子清洗剂、制冷剂、有机硅和有机氟等。,一、石油化工行业概况与发展趋势,甲醇制汽油（MTG，METHANOL TO GASLINE）、甲醇制烯烃（MTO）、甲醇制丙烯（MTP）、对苯二甲酸二甲脂（DMT）,21,气化转化,合成氨,天然气,煤炭,CO、CO2、H2,化学 肥料,硝酸,纯碱,丙烯腈,己内 酰胺,甲胺,尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等。,用于化工产品、化肥、医药、染料和冶金等领域生产用基本原料。,用于化工、玻璃、氧化铝、洗涤剂、造纸、纺织、食品和医药领域。,用于农药、医药、饲料、染料、洗涤剂、表面活性剂和照像材料等,腈纶纤维、丁腈橡胶、ABS/SAN树脂、己二腈和丙烯酰胺等。,尼龙纤维、尼龙塑料和尼龙薄膜等。,渣油,煤化工（2）,一、石油化工行业概况与发展趋势,22,转化气化液化焦化,F-T 合成GTLCTL(间接液化),煤炭,CO、CO2、H2,LPG,汽油,柴油,液蜡,石脑油,润滑油,化工原料、民用燃料。,交通运输。,各种机械和交通工具。,钢铁、电石PVC、有色、气化等,燃料、发电、甲醇、氢,烷基苯、食品、包装等,煤油,交通运输、农用机械。,乙烯和芳烃生产原料。,交通运输。,CTL直接液化,高温焦化或中低温煤热解,焦炭,焦炉气,煤焦油,粗苯,硫磺/硫铵,分离蒽、萘、吡啶等、或生产燃料油,精制后用作化工原料。,制酸和肥料等化工产品,煤化工（3）,一、石油化工行业概况与发展趋势,Coal-To-Liquid、gas-to-liquid、Biomass to Liquid(BTL),煤化工替代石化和能源产品的情况,替,代,石,油,的,煤,基,新,能,源,和,石,化,产,品,二甲醚（,DME,）,/,甲醇（,MeOH,）,二甲醚主要用于替代液化石油气（,LPG,）,和柴油，主要用作民用燃气和城市公共,交通运输工具。燃料甲醇主要是与汽油,掺混使用。,煤制油（,CTL,）,煤制天然气,（,SNG,）,作为清洁燃料主要替代柴油（低硫高十六,烷值），联产部分石脑油、芳烃、,LPG,、,石蜡，可作为石化产品深加工原料。,替代常规天然气，开辟新的天然气来源渠,道，缓解天然气资源短缺矛盾。,煤基低碳烯烃,（,MTO/MTP,）,煤基乙二醇,（,CTG,）,替代石油基低碳烯烃，发展煤基石化产品,（乙烯和丙烯等深加工产品），缓解石油,和烯烃资源短缺矛盾。,替代石油基乙二醇，发展煤基乙二醇产,品，缓解烯烃供应矛盾，满足市场需求。,一、石油化工行业概况与发展趋势,传统精细化工,涂料,染料,农药,医药中间体,橡胶加工,新领域精细化工,食品添加剂,饲料添加剂,电子化学品,造纸化学品,水处理剂,塑料助剂,皮革化学品,表面活性剂,精细或专用化学品,精细化工,一、石油化工行业概况与发展趋势,精细化工,下游应用,生产生活,饲料添加剂,配合饲料,动物养殖,肉、蛋、奶,食品添加剂,食品加工,糖果、糕点、饮料、肉制品,表面活性剂,洗护用品,洗衣粉、洗发液、护肤霜,造纸化学品,纸浆生产,纸制品,书本、报纸、纸箱,胶粘剂,木材加工,家具、地板、装饰材料,工业清洗,医院、游泳池、建筑,工业助剂,纺织、食品加工、造纸等,物品粘接,包装、商标、制鞋、书本,建筑密封,建筑业,新领域精细化工,一、石油化工行业概况与发展趋势,新领域精细化工,水处理剂,水处理,饮用水、循环水、工业污水,电子化学品,印刷线路板、电子元器件、产品组装,电视机、手机、计算机、电子仪器,塑料助剂,塑料加工,玩具、电子产品、家居用品,皮革化学品,皮毛处理及加工,服装、鞋、手袋及工业品,油田化学品,原油开采及处理,原油,橡胶助剂,橡胶加工,轮胎、管、带、鞋,其它,催化剂、纺织助剂、采矿化学品、酶制剂等,精细化工,下游应用,生产生活,一、石油化工行业概况与发展趋势,化工材料,一、石油化工行业概况与发展趋势,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),化工新材料,中国经济的快速增长也为化工新材料的发展创造了广阔的市场，使其成为化学工业体系中市场需求增长最快的领域之一。由于受到技术水平的制约，化工新材料又是自给率最低、最急需发展的领域。,化工新材料,有机硅材料,有机氟材料,工程塑料及塑料合金,高性能纤维及复合材料,纳米材料,功能高分子材料,功能膜,一、石油化工行业概况与发展趋势,盐化工主要产业链,一、石油化工行业概况与发展趋势,一、石油化工行业概况与发展趋势,世界石化工业发展趋势及特点,（1）全球化趋势日益明显，竞争进一步加剧（2）全球石化重心东移，产业发展格局演变（3）科技创新仍是核心动力，受到高度重视（4）专业化发展为目标，企业重组不断强化（5）原料多元化、发展新能源成为战略重点（6）“绿色”低碳经济与环境保护成为焦点（7）大型化、一体化、基地化已成基本趋势（8）以差异化、高价值的产品技术引领发展,一、石油化工行业概况与发展趋势,西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退，2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%，美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%，但仍难达到经济衰退前的水平，要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。以中国、印度、巴西等为代表的新兴经济体国家在国内需求继续增长的基础上，化学工业和其他制造行业的复苏速度远快于发达国家，在全球化工产业格局中占据了更大的份额，未来几年这一差别还将扩大。2009年“金砖四国”巴西、俄罗斯、印度和中国的化工品产量平均增速为12.3%，2010年为13.4%;其中，中国化学品产量将以16%的速度增长，成为世界化学工业回暖的最大动力。原油价格直接影响化工产品的生产成本和效益，化工产品的市场供需状况直接牵动化学工业周期的变化。随着全球化学工业进入成熟期，行业景气周期将延长并趋向平缓，高峰和谷底的落差将缩小，行业盈利水平将趋向收敛。各国大规模救市措施可能引发的流动性过剩、国际基础能源价格稳步回升、贸易摩擦和保护主义趋于严重等也是影响未来几年内世界石油和化学工业发展的重要因素。,一、石油化工行业概况与发展趋势,地区间的供需不平衡是世界石化产业结构的一大特点：世界最大的石油消费地区是亚太、北美和欧洲，但这三大地区的石油产量远不能满足需求，特别是亚太地区本地供应量不足需求量的1/3；而消费量较小的非洲和中东地区的石油供应量则约为本地需求量的4倍。美国、欧洲、日本、中国仍是世界最重要的石油进口地区，而出口的主要地区是中东、前苏联地区和非洲。其中，中东的石油近70%流向临近的亚太地区；前苏联地区和北非的石油出口主要流向欧洲地区；西非的出口中40%通过大西洋运往美国。在物流成本的影响日趋严重的情况下，只有具有良好区域性供需平衡的北美自由贸易区、欧洲和中国等地区，或是具有明显原料优势的中东地区和南美部分国家才能继续保持本地区石化产业的竞争力。,一、石油化工行业概况与发展趋势,亚太：成为世界石化产业重心未来仍将保持快速发展资源与原料将是长期限制因素新产品开发力度加大,一、石油化工行业概况与发展趋势,北美：在世界所占比例下降，转变为净进口地区本国市场支撑能力减弱，投资重心向国外转移非常规油气资源、生物能源的开发利用得到高度重视,一、石油化工行业概况与发展趋势,西欧：西欧石化产业开始转型欧盟环保法规限制苛刻,一、石油化工行业概况与发展趋势,东欧：俄罗斯石化生产潜力巨大欧盟东扩为中东欧石化产业新发展带来机遇,一、石油化工行业概况与发展趋势,中东：石化产能迅速扩张，国际地位快速提升产品大量出口，对世界石化产业影响巨大开始向下游石化产品延伸发展未来生产成本面临上升压力,一、石油化工行业概况与发展趋势,近年来，中东地区凭借丰富而廉价的乙烷资源建成一批乙烯和相关下游大宗石化产品装置，并通过与跨国公司合作，依托其先进的管理、技术资源，进行超大型化、超常规发展。2001-2008年，中东乙烯产能增长了近一倍，达到1474万吨/年，沙特已超过日本成为世界第三大乙烯生产国，伊朗首次跻身世界10大乙烯生产国之列。中东也是世界聚乙烯和聚丙烯供需增长最快的地区，2008年PE的产量同比增长接近10%，PP的产量增幅更高达34%。在今后5年中，预计中东乙烯能力将由2008年的1474万吨/年增加到3074万吨/年，占世界的比例由12%上升到19%；将有860万吨/年以上的新增丙烯生产能力出现在中东，占全球丙烯生产能力的份额将由目前的6%提高到13%。中东在在国际石化产业中的地位将快速提升。,一、石油化工行业概况与发展趋势,中东地区石化产品需求增长十分有限，新增产能的80%将用于出口，预计2010年之后，中东将成为全世界最主要的石化产品出口地区。中东过剩的PE、PP、乙二醇等产品，在满足西欧缺口后，必将涌向亚洲尤其是中国市场，其低廉的成本优势将对我国本土石化企业造成巨大的压力，目前对我国石化产业的冲击已经显现。中东将成为未来我国石化行业最大的竞争对手。为推动市场，中东地区也开始向下游石化产品延伸发展.并转向多元化发展。第一采取与国际领先的石化公司合资，发展乙烯和芳烃下游业务；第二在本地建设应用市场，发展汽车和轮胎行业，从而推动聚氨酯和橡胶等化学品的消费；第三中东的大型国家石油公司启动了全球范围的业务购并，包括2007年沙特基础工业公司收购美国GE工程塑料业务，2009年阿联酋国际石油投资公司收购加拿大诺瓦化学公司。这预示着未来中东各国将凭借资源和资金优势，通过拓展产业链，增强在世界石化工业中的影响力。,一、石油化工行业概况与发展趋势,其它地区：拉美地区石化工业快速成长非洲地区石化产业蕴藏机遇,一、石油化工行业概况与发展趋势,国内：（1）全行业正在进入产业转型的关键时期 石油和化学工业属于原材料工业领域，在我国发展迅速，多种产品产能位居世界第一位，在国际上占据了举足轻重的地位。(“十二五”是我国石油和化学工业重要的战略机遇期，也是从“石化大国向石化强国转变”的关键时期。面对全球金融危机等新形势，石化行业需按照全面落实科学发展观的要求，紧紧抓住机遇，应对各种挑战，提高产业发展的质量和效益，进一步增强行业的国际竞争力和可持续发展能力。)原材料工业的发展模式取决于国家所处工业化阶段，以及由各阶段所决定的需求、供给条件和比较优势的变化。“十二五”是我国经济发展从工业化中期向工业化后期转变的过渡时期,原材料工业的内部结构特征也将相应发生变化，主要是传统产业比重下降，而高端和新型产业将得到较快发展。“十二五”是我国原材料工业调整转变处于关键时期，既要满足国民经济发展的需求，也要为应对未来需求升级和产能过剩进行战略性调整。在这个转型时期，石油和化学工业全行业结构调整需进一步加快，以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。,一、石油化工行业概况与发展趋势,（2）石化产品结构性短缺现象仍在持续 近年来我国大多数化工产品产能快速增加，产品供应已由“整体数量短缺”转变为“结构性短缺”。2009年我国甲醇产能 2200万吨/年，装置开工负荷仅50%，而同期甲醇进口量达到 529 万吨；聚乙烯和聚丙烯、乙二醇、聚苯乙烯、ABS、合成橡胶等石化下游产品2009年的进口量均超过2008年，其中竞争力不强是关键因素；在下游新型化工材料和专用化学品领域中，高端品种短缺，产品差异化程度较低成为突出问题。产品结构性短缺是行业内部结构性矛盾的具体体现，究其原因：原料供应受到多重限制，行业集中度仍然偏低，落后产能仍占有较大比重，产业竞争力不强；部分行业缺乏有力的监督和引导，产业盲目发展，产能过剩严重；产业布局由于历史原因，仍存在原料与生产分割、产品与市场分割等不合理之处；自主创新能力仍然较弱，很多科研成果难以实现生产应用，以企业为核心的创新体系尚未建立等。,一、石油化工行业概况与发展趋势,（3）资源短缺仍然是制约产业发展的主要因素 我国原油资源短缺，人均占有储量只有世界平均水平的11%，并且产量难以在短期内大幅提升。2009年我国石油缺口高达2.1亿吨，预计2015年将进一步达到2.62亿吨，原油进口依存度达到55%，同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺，不仅对我国石化产业的发展产生重大制约，而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。天然气作为清洁能源，供需矛盾十分突出，价格不断上涨。根据我国天然气利用政策和天然气的价格，化工利用已受到制约。我国煤炭产量约占世界总产量的40%，储量丰富，煤种齐全。我国煤炭资源地域分布差异较大，主要特点是“北多南少、西多东少”。丰富的煤炭资源为发展煤化工行业提供了良好的支撑条件，但煤化工生产耗水量较大，我国水资源缺乏，并且和煤炭资源呈现明显的“逆向分布”，煤炭资源主要分布在水资源匮乏和生态环境比较脆弱的中西部地区。水资源已经成为了西北地区发展煤化工产业的重要制约因素。,一、石油化工行业概况与发展趋势,（4）全社会节能减排与环境保护的要求更高 重型工业化的快速发展，使我国环境形势日趋严峻，很多地区主要污染物排放量超过环境承载能力，生态环境总体恶化的趋势仍未得到根本扭转。此外，我国还面临着CO2等温室气体减排的巨大压力。在环境承载能力有限的情况下，传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的经济增长方式急需转变，是对包括石油和化学工业在内的多个工业行业提出的重大课题。近几年，公众对环保的关注度日益上升，我国已经从政策、法律制定等方面加紧了对高耗能、高污染行业的监管与治理。目前，我国石油和化工行业在污染物排放、三废处理技术、能源利用效率等方面与国际先进水平仍有一定差距，将要付出更多的努力。,一、石油化工行业概况与发展趋势,（5）技术创新系统工程急需完善 近些年，我国提出了建设创新型国家的战略目标，科技创新不断取得进展，但仍然存在整体创新能力不足、企业科技投入少的问题。石油和化学工业的科技创新具有系统复杂、资金投入大、周期长等一系列自身特点，目前大多数成果仍处于追随和仿制阶段，自主创新能力不足。在成套技术方面，许多先进技术仍需要完善系统的集成和优化；已经国产化成功的大型设备，质量和运行稳定性上与国外先进水平相比还有一定差距；在新技术和新产品应用开发方面，相当一部分尚停留在小试或中试的水平上；许多先进的节能节水技术、过程耦合技术、智能化模拟技术、污水零排放技术等，还需要加大实用化推广应用；,一、石油化工行业概况与发展趋势,（6）急需向深加工、完善产业链发展精细化工发展潜力巨大 随着结构调整的进行，新一轮原料化工高峰期正在过去，新领域精细化工、化工新材料发展的黄金期已经来临,一、石油化工行业概况与发展趋势,“十二五”规划与结构调整：,落实科学发展观，贯彻石化工业调整与振兴规划的有关要求，按照保增长、扩内需、调结构的总体战略部署，统筹国内外两种资源，以满足内需为主导，以保持全行业平稳增长、增强行业竞争力为目标，以保障国内有效供给、调整产业结构、优化产业布局、推动节能减排为工作重心，以淘汰落后产能和增强自主创新能力为突破口，积极推进循环经济和低碳经济，加快传统产业升级改造，发展高端产品。石油和化学工业要加快实现三个转变，即：从发展基础化工原料向发展高新化工品方向转变，从规模化发展初级化工产品向发展高附加值的化工产品方向转变，从粗放型生产向资源节约、环境友好型转变。,一、石油化工行业概况与发展趋势,“十二五”结构调整的核心任务：,保证有效供给，实现行业长期稳定增长加快产业结构调整，坚决淘汰落后产能优化产业空间布局，坚持一体化发展模式以科技创新作为核心动力，发展高端石化产品，以差异化、高价值的引领发展原料多元化、发展新能源成为战略重点，积极推动走出去战略，加快国际化进程实施低碳经济战略，环境保护和循环经济将成为关注点,一、石油化工行业概况与发展趋势,“十二五”结构调整的具体措施：,企业结构进一步优化：到2015年，形成若干个2000万吨级的炼油生产基地，全国炼厂平均规模超过600万吨/年，乙烯装置平均规模达到60万吨/年以上。氮肥、农药、氯碱、纯碱、电石等企业数量过多的传统行业通过淘汰落后、兼并重组减少企业数量，提高产业集中度，行业内销售收入超千亿的企业数量超10家产品结构更加合理：进一步提高油品环保质量，柴油、汽油比例趋于合理，可基本满足国内油品需求；乙烯下游产品专用料比例上升，品种进一步丰富；高浓度化肥比重提高到85%、缓控释肥推广规模扩大；子午线轮胎、离子膜烧碱、高效低毒低残留农药、环境友好型涂料和染料等先进产品的比重明显提升；工程塑料、氟硅材料、聚氨酯及原料、特种合成橡胶及电子化学品等需求量增长较快的高端产品自给率进一步提高,一、石油化工行业概况与发展趋势,“十二五”结构调整的具体措施：,原料结构更加优化：乙烯原料多元化，煤、重油制烯烃的比重提高到20%以上；天然气氮肥的比重有所下降；劣质煤资源和低品位矿的利用效率进一步提高；盐化工原料中盐卤利用比例达到80%以上，PVC中乙烯原料法的比重进一步提高等。产业布局更趋合理：成品油“北油南运”的状况得到改善。长三角、珠三角、环渤海地区产业集聚度进一步提高，建成若干个2000万吨级炼油、200万吨级乙烯生产基地。煤化工产业向原料产地集中，煤化工“全面开花”的势头得到遏制；原料产地化肥比重提高到60%；专用化肥等深加工产品和精细化学品向消费地集中。石化园区和石化产业集群的建设更为完善。,一、石油化工行业概况与发展趋势,我国低碳经济背景：,现阶段我国“低碳经济”的主要含义，一是减少或节约高碳化石能源的消耗，二是节能减排，低碳经济就是以低消耗、低能耗、低污染为基础的经济。我国仍处于工业化的中期阶段，发展的任务仍然很重。国务院已经确定到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%，作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法加以落实。此目标也将成为我国发展低碳经济的量化考核目标。碳排放与能耗基本成正比关系，推断2020年我国的万元国内生产总值能耗应降低到0.73吨标煤，比2010年降低27%。“十二五”能耗降低幅度15%左右,即2015年达到0.85吨标煤,“十三五”再降低12%,2020年可以达到0.73吨标煤。,一、石油化工行业概况与发展趋势,我国低碳经济背景：,我国石油和化学工业的产业结构仍以资源性生产为主，高附加值、精细化的产品比重偏低，落后产能仍占有相当的比例，高耗能的基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右，因此，我国石油和化学工业仍有一定的节能潜力。化学工业具有产业链长、能量利用等级多等特点，采取园区化发展我国的化工产业具有可实现隔墙供应、能量优化利用等特点，已经成为我国各地方发展化工产业的必选之路。实施的战略途径主要包括以下两个方向。一是科学控制新增量，即严格禁止低能效项目的上马，积极鼓励高能效项目的建设。二是大力改造“存量”，即淘汰落后的高能耗工艺和装置，积极推动低能效设备（系统）的节能改造以及能量梯度利用优化。,一、石油化工行业概况与发展趋势,我国低碳经济背景：,我国历年GDP、总能耗和万元GDP能耗,一、石油化工行业概况与发展趋势,我国“十二五”结构调整实现的目标：,到“十二五”末，使我国石油和化学工业的有效供应能力进一步增加，行业内部结构进一步优化，产业规模水平进一步提升，空间区域布局更加合理，自主创新水平和科技贡献率大幅提高，国际综合竞争实力显著增强。通过5-7年的努力，实现我国由石化工业大国到石化工业强国转变。“十二五”期间，全行业经济总量继续保持稳步增长，总产值、利润年均增长率保持在12%以上。虽比“十一五”期间全行业超过20%的增速有所降低，但增长方式明显转变，增长质量显著提高，由过去外延式的单纯产能扩张转变为内涵式的增长。到2015年，石油和化学工业总产值由2008年的6.5 万亿元增长到12万亿元。届时我国石油和化学工业的总产值将占同期世界总量的30%左右。,一、石油化工行业概况与发展趋势,国内炼油产业结构调整的任务与目标：,（1）进一步提高炼油产业集约化程度：国内新建炼油项目起步规模应提高到1000万吨/年。到2015年全国炼油企业平均能力提高到600万吨/年以上，形成若干个2000万吨级以上的大型炼油基地。新建项目应严格执行产业准入政策。并推动以国际原油资源为基础的合资合作。（2）进一步提高油品环保等级：2010年在全国实行汽柴油国排放标准，20122015年将实行国标准。2009年底以后的投产项目均需达到欧洲质量标准，2012-2015年投产的项目需按照欧洲标准生产。现有炼油厂需提升装置水平，增加加氢裂化、加氢精制或催化重整等二次加工装置，以满足新标准要求。（3）统筹考虑油品生产比例：近年我国成品油消费结构的柴汽比在2.1左右，预计未来十年内仍会保持在2.0左右的水平。（4）提升加工水平，实现内涵式发展：完善重质原油的加工能力，扩大加氢裂化、加氢精制的规模水平。开发和应用新工艺、新设备、新材料和新催化剂，注重组合工艺技术的应用，推广节能技术，加大副产品综合利用。降低吨油能耗，到2015年吨油综合能耗降低到60kg标油。新建项目应注重采用一体化发展模式，在满足成品油市场的同时，应考虑发展一体化化工产业的协同效应。（5）优化产业布局，完善物流系统：进一步向进口原油运输便利、市场需求集中的地区转移。总体思路和目标是：以“两洲一湾”地区为主，适度发展中西部核心区，完善沿边地区布局，尽量少布新点，到2015年使我国炼油产业布局调整基本到位，地区间油品供需不平衡的矛盾得到缓解。,一、石油化工行业概况与发展趋势,（1）进一步完善装置规模至世界领先水平：目前国内新建设乙烯项目则按照准入政策规模均超过80万吨/年。今后规划和新建乙烯装置规模均应达到100万吨/年以上，到2015年，国内乙烯装置平均规模达到60万吨/年以上。（2）着重向大型化、一体化和基地化发展：100万吨/年乙烯装置应有大于1500万吨/年的炼油装置配套。向“炼油乙烯芳烃动力”深度集成的一体化模式发展，相应炼油规模应达到1500-2000万吨/年以上。（3）调整下游产品结构，向高端产品发展：鼓励具有延伸产业特色的乙烯产品加工方案，发展高端下游产品，规避海外产品竞争。（4）全面提高乙烯装置经济技术指标：优化乙烯裂解原料，提高乙烯收率达到33%以上，乙烯平均能耗下降到600-620公斤标油/吨。延长乙烯裂解及主要下游生产装置的开工周期。,国内乙烯产业结构调整的任务与目标：,二、精细化工概况与发展趋势,精细化学品(fine chemicals)：“凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身具有特定功能的小批量或高纯度化学品”。有时也称作专用化学品(special chemicals)。精细化学品“高附加值产品”，传统精细化学品、新领域精细化学品,精细化学品与精细化工的概念：,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工(fine chemical Technology)：“生产精细化学品的工业”。“它属于一类化工产品的生产行业”。精细化工“朝阳工业”，传统精细化工、新领域精细化工,精细化学品与精细化工的概念：,二、精细化工概况与发展趋势,国外：医药、合成染料、农药、有机颜料、稳定剂、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、肥皂与合成洗涤剂、印刷油墨、增塑剂、橡胶助剂、摄影感光材料、催化剂、试剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、食品添加剂、兽药与饲料添加剂、纸浆与纸用化学品、塑料添加剂、金属表面处理剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业用防菌防霉剂、脂肪酸、稀土、精细陶瓷、健康食品、有机电子材料、功能高分子、生物技术和酶利用等。1984年版精细化工年鉴,精细化学品的分类：,二、精细化工概况与发展趋势,国内：医药和兽药、农药、粘合剂、涂料、染料和颜料、表面活性剂与合成洗涤剂、三大合成材料用助剂、香料、感光材料、试剂和高纯物、食品和饲料添加剂、石油用化学品、造纸用化学品、功能高分子材料、化妆品、催化剂、生化酶、无机精细化学品。,精细化学品的分类：,二、精细化工概况与发展趋势,精细化学品的特点：产品功能性强（专用性）批量小 品种多 利润率高 更新换代快,精细化学品和精细化工的特点：,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：,精细化学品和精细化工的特点：,多品种、小批量 综合生产流程和多功能生产装置 高技术密集度 大量应用复配技术 新产品开发周期长，费用高 商品性强、市场竞争激烈,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：多品种、小批量,每种精细化工产品均具有其特定功能和专用性质，生产的针对性很强，以满足社会的不同需要，因此它们不可能象基本化工产品那样大批量生产。例如，染料：色谱品种（齐全）、上染（着色）多种纤维、塑料、金属等材料，以及新功能性用途。仅据染料索引（Color Index）1976年第三版的统计，染料品种在5000种以上。又如原油破乳剂，由于原油种类、组成的多样性和复杂性，破乳剂的品种也是多种多样，随着原油开采条件的苛刻，必须不断开发新的破乳剂品种。再如表面活性剂，由于应用对象的不同而出现了各种性能的产品，国外也已有5000多个品种投放市场。此外，为了满足市场竞争和需求，需要经常更换和更新品种。（精细化工产品的发展一般都要经过萌芽期、成长期、饱和期、衰退期四个阶段，在衰退期逐渐被新产品所取代）。因此，精细化工行业发展的特点就是不断开发新品种、新剂型、新配方，提高开发新品种的创新能力。,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：综合生产流程和多功能生产装置,虽然精细化学品品种繁多，但是从合成角度看，其合成单元不外乎十几个，后处理设备也具有相近之处。尤其是一些同系列产品，其合成设备有很多相似之处。因此许多工厂广泛采用多品种综合生产装置（多功能生产装置），一套生产装置可生产多种产品（或经过简单调整组合即可生产不同产品），以适应精细化工产品多品种、小批量的特点。（有人称之为模块式、积木式）。如巴斯夫有1500多个精细化工产品，拜尔有1100多个。而国内许多厂只有1-2个产品。例如聚醚装置，可生产非离子表面活性剂、破乳剂、泡沫塑料等。,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：高技术密集度,精细化工是综合性强的技术密集型工业，生产流程长。不仅要考虑化学合成、分离复配，还必须考虑如何使之商品化。这要求多学科、多种技术相互配合，并综合运用。涉及的学科：化学、物理、生理、工程技术、经济等。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。据测算，以机械制造业的技术密集指数为100，化学工业为248，精细化工中的医药、油脂和涂料分别为340和279。,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：大量应用复配技术,（1）（精细化工产品的作用往往是）多种化学组分的综合效应：为了满足各种专门用途的需要，单一组分往往无法满足其要求，必须进行多组分复配（2）需要加工助剂和复合多功能添加剂：有些产品要求加工成多种剂型（粉剂、粒剂、可湿剂、乳剂、液剂等），因此需要加入加工助剂；有些产品需要多种功能，因此必须加入多种试剂复配。如在合纤纺丝用油剂中，除润滑油外，还须加入表面活性剂、抗静电剂等多种助剂，而且还要根据高速纺和低速纺等不同的应用要求，采取不同的配方。再如炼油助剂、油田助剂等情况也类似。（3）增效、改性的需要：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，其性能往往超过组成单一的产品（即所谓协同效应）。因此，复配技术极重要，这也是我国比较薄弱的一个环节。,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：新产品开发周期长，费用高,精细化工属高技术密集型行业，因此研究开发（R&D）投资高、成功率低、时间长。据报道，美国医药和农药新品种的开发成功率为万分之一，日本为一万分之一至三万分之一。合纤染料新品种的开发，成功率为六千至八千分之一。随着对药效、生物体安全性的要求越来越严，开发时间越来越长，费用越来越高。如美国，1964年，一个新农药的开发时间只需三年，270万美元；1975年需8年，1300万美元。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。,二、精细化工概况与发展趋势,精细化工的特点：商品性强、市场竞争激烈,精细化学品商品繁多，商品性很强，用户对商品的选择性很高，市场竞争非常激烈，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。国外