20世纪60~70年代以来,化学工业各企业间竞争激烈,一方面由于对反应过程的深入了解,可以使一些传统的基本化工产品的生产装置,日趋大型化,以降低成本.与此同时,由于新技术革命的兴起,对化学工业提出了新的要求,推动了化学工业的技术进步,发展了精细化工,超纯物质,新型结构材料和功能材料.
大型化
1963年,美国凯洛格公司设计建设第一套日产540t(即600sh.t)合成氨单系列装置,是化工生产装置大型化的标志.从70年代起,合成氨单系列生产能力已发展到日产 900~1350t,80 年代出现了日产1800~2700t合成氨的设计,其吨氨总能量消耗大幅度下降.乙烯单系列生产规模,从50年代年产50kt发展到70年代年产100~300kt,80年代初新建的乙烯装置最大生产能力达年产 680kt.由于冶金工业提供了耐高温的管材,因之毫秒裂解炉得以实现,从而提高了烯烃收率,降低了能耗.其他化工生产装置如硫酸,烧碱,基本有机原料,合成材料等均向大型化发展.这样,减少了对环境的污染,提高了长期运行的可靠性,促进了安全,环保的预测和防护技术的迅速发展.
化学品
60年代以来,大规模集成电路和电子工业迅速发展,所需电子计算机的器件材料和信息记录材料得到发展.60年代以后,多晶硅和单晶硅的产量以每年20%的速度增长.80年代周期表中~V族的二元化合物已用于电子器件随着半导体器件的发展,气态源如磷化氢 (PH)等日趋重要.在大规模集成电路制备过程中,需用多种,其杂质含量小于1ppm,对水分及尘埃含量也有严格要求.大规模集成电路的另一种基材为,其质量和稳定性直接影响其集成度和成品率.此外,对基质材料,密封材料,焊剂等也有严格要求.1963年,荷兰菲利浦公司研制盒式录音成功后,日益普及.它不仅用于音频记录,视频记录等,更重要的是用于计算器作为外存储器及内存储器,有磁带,磁盘,磁鼓,磁泡,磁卡等多种类型.为重要的信息材料,不仅用于光纤通信,且在工业上,医疗上作为内窥镜材料.
高分子合成材料
60年代已开始用(俗称尼龙),聚缩醛类(如),,以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物()等为结构材料.它们具有高强度,耐冲击,耐磨,抗化学腐蚀,耐热性好,电性能优良等特点,并且自重轻,易成型,广泛用于汽车,电器,建筑材料,包装等方面.60年代以后,又出现,,,等.尤其是为耐高温,耐高真空,自润滑材料,可用于航天器.其纤维可做航天服以抗辐射.聚苯并噻唑和聚苯并咪唑为耐高温树脂,耐热性高,可作烧蚀材料,用于火箭.共聚,共混和复合使结构材料改性,例如多元醇预聚物与经催化反应,为尼龙聚醚嵌段共聚物,具有高冲击强度和耐热性能,用于农业和建筑机械.另一种是以纤维增强树脂的高分子复合材料.所用树脂主要为环氧树脂,不饱和聚酯,聚酰胺聚酰亚胺等所用为玻璃纤维,或(常用丙烯腈基或沥青基).这些复合材料比重轻,比强高,韧性好,特别适用于航天,航空及其他交通运输工具的结构件,以代替金属,节省能量.和含氟材料也发展迅速,由于它们具有突出的耐高低温性能,优良电性能,耐老化,耐辐射,广泛用于电子与电器工业,原子能工业和航天工业.又由于它们具有生理相容性,可作人造器官和生物医疗器材.
能源材料
50年代原子能工业开始发展,要求化工企业生产重水,吸收中子材料和传热材料以满足需要.航天事业需要高能.固体推进剂由胶粘剂,增塑剂,氧化剂和添加剂所组成.液体高能燃料有液氢,煤油,偏二甲肼,无水肼等,氧化剂有液氧,发烟硝酸,四氧化二氮.这些产品都有严格的性能要求,已形成一个专门的生产行业.为了满足节能和环保的要求,1960年美国试制成可以实用的膜,以淡化,处理工业污水,以后又扩展用于医药,食品工业.但这种膜易于生物降解,也易水解,使用寿命短.1970年,开发了芳香族聚酰胺反渗透膜,它能够抗生物降解,但不能抗游离氯.1977年,改进后的复合膜用于海水淡化,每立方米淡水仅耗电23.7~28.4MJ此外,还开发了和用膜等.聚砜中空纤维气体分离膜,用于合成氨尾气的氢氮分离及其他多种气体分离.这种技术比其他工业分离方法可以节能.精细以其硬度见长,用作切削工具.1971年,美国福特汽车公司及威斯汀豪斯电气公司以β-氮化硅(β-SiN)为燃汽透平的结构材料,运行温度曾高达1370℃,提高功效,节省燃料,减少污染,为良好的节能材料,但经10年试验,仍存在不少问题,尚须进一步改进.现主要用作陶瓷发动机,透平叶片,导电陶瓷,人造骨等.陶瓷的主要物系有氧化物系,如氧化铝(AlO),氧化锆(ZrO)等,和非氧化物系,如碳化物(SiC),氮化物(BN),氮化硅(SiN)等.80年代,为改进陶瓷的脆性,又在开发硅碳纤维增强陶瓷.
专用化学品得到进一步发展,它以很少的用量增进或赋予另一产品以特定功能,获得很高的使用价值.例如食品和饲料添加剂,塑料和橡胶助剂,皮革,造纸,油田等专用化学品,以及胶粘剂,防氧化剂,表面活性剂,水处理剂,催化剂等.以催化剂而言,由于电子显微镜,电子能谱仪等现代化仪器的发展,有助于了解催化机理,因而制备成各种专用催化剂,标志催化剂进入了新阶段.
化工发展行业发展的重点——精细化工
精细化工包括医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。随着国民经济的发展,精细化学品的开发和应用领域将不断开拓,新的门类将不断增加。
精细化学品这个名词,沿用已久,原指产量小、纯度高、价格贵的化工产品,如医药、染料、涂料等。但是,这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。21世纪以来,各国专家对精细化学品的定义有了一些新的见解,欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质,称为精细化学品(fine chemicals);把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。