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关于化学工业,你必须要知道的事!

马后炮化工  · 公众号  ·  · 2017-05-24 20:10

正文


今年年初,马(ba)云(ba)在出席“江苏省浙江商会十周年大会”时,谈到实体经济和虚拟经济之争。在互联网经济火热的今天,实体经济似乎不是那么景气。


作为实体经济的典型代表——制造业,西门子制作了一部宣传片,提出“制造业也可以很酷”,这确实是一件好的事情,向大众普及制造业,既可以吸引人才,又可消除大家对制造业的误解。今日,我们一起谈一谈,作为制造业的支柱之一的化学工业。


何为化学工业?


化学工业 (chemical industry)又称化学加工工业,泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业。


化学工业是属于知识和资金密集型的行业。随着科学技术的发展,它由最初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机产品和主要从植物中提取茜素制成染料的有机产品,逐步发展为一个多行业、多品种的生产部门,出现了一大批综合利用资源和规模大型化的化工企业。


化学工业是国民经济的重要部门之一,在各国经济发展中举足轻重。一般占GDP的5-7%,占工业产值的7-10%甚至更高。


化学工业发展史


尽管化学品的使用可以追溯到古代文明时代,我们所谓的现代化学工业的发展却是非常近代(才开始的)。可以认为它起源于工业革命其间,大约在1800年,并发展成为为其它工业部门提供化学原料的产业。


比如制肥皂所用的碱,棉布生产所用的漂白粉,玻璃制造业所用的硅及Na 2 CO 3 . 我们会注意到所有这些都是无机物。有机化学工业的开始是在十九世纪六十年代以William Henry Perkin 发现第一种合成染料—苯胺紫并加以开发利用为标志的。


威廉·亨利·珀金



20世纪初,德国花费大量资金用于实用化学方面的重点研究,到1914年,德国的化学工业在世界化学产品市场上占有75%的份额。这要归因于新染料的发现以及硫酸的接触法生产和氨的哈伯生产工艺的发展。


铅室法生产硫酸


而后者需要较大的技术突破使得化学反应第一次可以在非常高的压力条件下进行。这方面所取得的成绩对德国很有帮助。特别是由于1914年第一次世界大仗的爆发,对以氮为基础的化合物的需求飞速增长。这种深刻的改变一直持续到战后(1918-1939)。


1940年以来,化学工业一直以引人注目的速度飞速发展。尽管这种发展的速度近年来已大大减慢。化学工业的发展由于1950年以来石油化学领域的研究和开发大部分在有机化学方面取得。石油化工在60年代和70年代的迅猛发展主要是由于人们对于合成高聚物如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚脂和环氧树脂的需求巨大增加。


化学工业的定义


在本世纪初,要定义什么是化学工业是不太困难的,因为那时所生产的化学品是很有限的,而且是非常清楚的化学品,例如,烧碱,硫酸。


然而现在有数千种化学产品被生产,从一些原料物质像用于制备许多的半成品的石油,到可以直接作为消费品或很容易转化为消费品的商品。


困难在于如何决定在一些特殊的生产过程中哪一个环节不再属于化学工业的活动范畴。



举一个特殊的例子来描述一下这种困境。乳剂漆含有聚氯乙烯/聚醋酸乙烯。显然,氯乙烯(或醋酸乙烯)的合成以及聚合是化学活动。然而,如果这种漆,包括高聚物,它的配制和混合是由一家制造配料的跨国化学公司完成的话,那它仍然是属于化学工业呢还是应当归属于装饰工业中去呢?


因此,很明显,由于化学工业经营的种类很多并在很多领域与其它工业有密切的联系,所以不能对它下一个简单的定义。相反的每一个收集和出版制造工业统计数据的官方机构都会对如何届定哪一类操作为化学工业有自己的定义。当比较来自不同途径的统计资料时,记住这点是很重要的。


化学工业分类


化学工业门类复杂,是一个包含多个行业的工业部门。


按四类分类


  • 原料工业 (煤、石油、天然气等)

  • 基本无机化工 (酸、碱、盐)

  • 基本有机化工 (合成材料、加工业)

  • 合成工业 (制药、精细化工)


按八类分类


  • 石油炼制和裂解工业

  • 煤焦化及煤焦油工业

  • 基本有机合成工业

  • 合成高分子工业

  • 氯碱工业

  • 制酸工业

  • 肥料工业以

  • 精细化学工业。


按产品分类


  • 大吨位产品

  • 精细化学品


化学工业原料


根据物质来源分,有无机原料和有机原料两大类。前者主要有空气、水和化学矿物;后者主要是煤、石油、天然气和生物物质。


无机原料


  • 金属矿

  • 非金属矿

  • 空气



有机原料


  • 煤炭:煤焦油、焦碳、苯、焦炉气(CH4)、硫等

  • 石油:油品、炼厂气、裂解、重整产品等

  • 天然气:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。

  • 动植物等生物原料


对化学工业的需求


化学工业涉及到原材料的转化,如石油首先转化为化学中间体,然后转化为数量众多的其它化学产品。这些产品再被用来生产消费品,这些消费品可以使我们的生活更为舒适或者作药物维持人类的健康或生命。


在生产过程的每一个阶段,都有价值加到产品上面,只要这些附加的价值超过原材料和加工成本之和,这个加工就产生了利润。而这正是化学工业要达到的目的。



在这样的一本教科书中提出:“我们需要化学工业吗?”这样一个问题是不是有点奇怪呢?


然而,先回答下面几个问题将给我们提供一些信息:(1)化学工业的活动范围,(2)化学工业对我们日常生活的影响,(3)社会对化学工业的需求有多大。在回答这些问题的时候我们的思路将要考虑化学工业在满足和改善我们的主要需求方面所做的贡献。


是些什么需求呢?很显然,食物和健康是放在第一位的。其它我们要考虑的按顺序是衣物、住所、休闲和旅行。


食物


化学工业对粮食生产所做的巨大贡献至少有三个方面。


第一,提供大量可以获得的肥料以补充由于密集耕作被农作物生长时所带走的营养成分(主要是氮、磷和钾)。


第二,生产农作物保护产品,如杀虫剂,它可以显著减少害虫所消耗的粮食数量。



第三,生产兽药保护家禽免遭疾病或其它感染的侵害。


健康


我们都很了解化学工业中制药这一块在维护我们的身体健康甚至延长寿命方面所做出的巨大贡献,例如,用抗生素治疗细菌感染,用β-抗血栓降低血压等。


衣物


在传统的衣服面料上,现代合成纤维性质的改善也是非常显著的。用聚脂如涤纶或聚酰胺如尼龙所制作的T恤、上衣、衬衫抗皱、可机洗,晒干自挺或免烫,也比天然面料便宜。


与此同时,现代合成染料开发和染色技术的改善使得时装设计师们有大量的色彩可以利用。的确他们几乎利用了可见光谱中所有的色调和色素。事实上如果某种颜色没有现成的,只要这种产品确有市场,就可以很容易地通过对现有的色彩进行结构调整而获得。


这一领域中另一些重要进展是不褪色,即在洗涤衣物时染料不会被洗掉。


住所,休闲与旅行


讲到住所方面现代合成高聚物的贡献是巨大的。塑料正在取代像木材一类的传统建筑材料,因为它们更轻,免维护(即它们可以抵抗风化,不需油漆)。另一些高聚物,比如,脲甲醛和聚脲,是非常重要的绝缘材料可以减少热量损失因而减少能量损耗。

塑料和高聚物的应用对休闲活动有很重要的影响,从体育跑道的全天候人造篷顶,足球和网球的经纬线,到球拍的尼龙线还有高尔夫球的元件,还有制造足球的合成材料。


多年来化学工业对旅游方面所作的贡献也有很大的提高。一些添加剂如抗氧化剂的开发和发动机油粘度指数改进使汽车日产维修期限从3000英里延长到6000英里再到12000英里。研发工作还改进了润滑油和油脂的性能,并得到了更好的刹车油。塑料和高聚物对整个汽车业的贡献的比例是惊人的,源于这些材料—挡板,轮胎,坐垫和涂层等等—超过40%。


很显然简单地看一下化学工业在满足我们的主要需求方面所做的贡献就可以知道,没有化工产品人类社会的生活将会多么困难。事实上,一个国家的发展水平可以通过其化学工业的生产水平和精细程度来加以判断。







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