中国精细化工行业的生产管理研究.docx
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中国精细化工行业的生产管理研究
中国精细化工行业的生产管理研究
目前，化工行业主要包括无机、有机、高分子、农药、医药等类别。
随着经济和社会的发展，日趋功能化、精细化、绿色化的化工产品逐渐地被开发和生产出来，在人们日常生产生活中扮演着重要角色，这些是和化工技术的进步分不开的。
化工生产多具有易燃易爆、高温高压、易腐蚀、有毒等特点。
对于连续运行的化工生产装置,安全稳定运行是最基本的要求,在此基础上才能进一步追求企业经济效益,否则事故频发,生产处于频繁开停的不稳定状态,设备、物料的意外损失和非正常消耗必然使企业的经济利益受到影响。
近年在化工企业实施开展质量管理工作时，普遍提高了产品形成过程中的质量管理，并把工序管理作为这项工作的核心。
在化工企业里对生产过程中工序管理工作的理论研究和实
践探讨近年也都取得了一定进展，积累了不少好的经验和作法。
但是从全局来讲，工序管理
还处在低水平，存在一些皿待解决的问题。
本文针对精细化工行业的生产管理研究中的工序管理问题做出一些归纳阐述，最后提出新技术在精细化工行业的生产管理中的应用。
1.1世界精细化工行业发展现状及趋势
1.1.1行业范畴
精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。
精细化学品的含义，国外迄今仍在讨论中。
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。
近年来，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（finechemicals）；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（specialtychemicals）。
中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。
精细化工与基础化工（基本有机化工、无机化工）不同，后者多生产基础化工原料，而前者生产的产品，多为各工业部门广泛需要的辅助材料或人民生活的直接消费品。
因此，精细化工是国民经济不可缺少的工业部门，与人民生活紧密关联，是经济水平的标志之一。
精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物，所具有的共同特点是：
①品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究开发费用很大，如医药的研究经费常占药品销售额的8％～10％，就导致技术垄断性强、销售利润率高：
②产品质量稳定，对原产品要求纯度高，复配以后不仅要保证物化指标，而且更注意使用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验。
这些试验的周期长，装备复杂，不少试验项目涉及人体安全和环境影响。
因此，对精细化工产品管理的法规、标准较多。
对于不符合规定的产品，往往国家限令其改进，以达到规定指标或禁止生产；③精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程不仅包括化学合成（或从天然物质中分离、提取），而且还包括剂型加工和商品化。
其中化学合成过程，多从基本化工原料出发，制成中间体，再制成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。
剂型加工和商品化过程对于各种产品来说是配方和制成商品的工艺，它们的加工技术均属于大体类似的单元操作；④大多以间歇方式小批量生产。
虽然生产流程较长，但规模小，单元设备投资费用低，需要精密的工程技术；⑤产品的商品性强，用户竞争激烈，研究和生产单位要具有全面的应用技术，为用户提供技术服务。
精细化工与基础化工不同，其无论生产规模、生产技术难度和产品盈利能力及营销模式均不同于基础化工，两者的比较如下：
精细化工与基础化工的区别
比较内容
基础化工
精细化工
对资源的要求
很高
较低
内在核心竞争力
资源条件和区位
技术水平
外在核心竞争力
低成本
产品质量、性能差异化
生产规模
大
小
利润水平
略高于社会平均利润率
高于社会平均利润率
行业发展速度
略高于GDP
高于GDP
从以上比较不难看出，精细化工对资源的要求较低，技术创新是取得竞争优势和产业不断发展的关键因素，这也是近些年欧美发达国家不断加大在精细化工领域投资，而将基础化工让位于油气资源大国的重要原因。
1.1.2世界精细化工发展现状
精细化工的生产水平不仅是衡量一个国家化学工业发展水平的重要标志，同时也是代表一个国家工业水平的重要指标。
因此，长期以来美国、西欧和日本占据世界精细化工生产和消费的近70%。
近年来，随着新兴市场国家经济的崛起和全球产业分工的调整，美国、西欧和日本的精细化学品市场份额有所下降，但仍达到65%。
下表是2009年三者的主要精细化学品的市场情况：
2009年美国、西欧和日本主要精细化学品营业额（百万美元）
产品门类
美国、西欧和日本
世界合计
农药
30580
52375
电子化学品
25850
44550
特种聚合物
34050
43660
特种纤维
7000
7500
有机硅材料
10000
24000
建筑化学品
25925
38225
高档陶瓷材料
33675
35575
特种表面活性剂
23657
32341
香精香料
26975
32286
特种涂料
20755
31965
工业及公共场所清洗剂
27250
31800
食品添加剂
22700
28970
饲料添加剂
24500
33000
水溶性聚合物
23685
27765
印刷油墨
22495
26325
特殊造纸化学品
22150
25100
塑料加工助剂
8700
24420
催化剂
20300
24120
油田化学品
7850
22130
胶粘剂和密封剂
8800
21960
水处理剂
7680
20730
化妆品添加剂
8300
20295
润滑油添加剂
6750
10670
纺织化学品
4845
9575
合成染料
3125
8725
纳米材料
5950
6500
杀菌剂
4828
6248
分离膜材料
5525
6175
营养添加剂
5350
5890
特种颜料
5300
5550
呈像化学品
4927
5270
阻燃剂
3850
5200
抗氧剂
4139
4672
橡胶加工助剂
2795
4652
酶制剂
3450
4115
合成润滑剂
3440
3815
抗蚀剂
2307
3126
采矿化学品
734
3122
合计
479612
690022
1.1.3世界精细化工发展趋势
1.1.3.1总体发展趋势
●需求仍将继续扩大
精细化工的发展速度一方面取决于经济总量的发展，同时由于经济结构的调整和提升也是促进精细化工发展的重要原因。
以下是2009-2013年间美欧日及全球各类专用化学品的发展预测：
2009-2013年专用化学品发展速度（%）
产品门类
美国、西欧和日本
世界合计
农药
2.0
2.6
电子化学品
-0.5
1.8
特种聚合物
1.4
2.9
特种纤维
5
8
有机硅材料
3
6
建筑化学品
-0.2
1.8
高档陶瓷材料
4.4
5.2
特种表面活性剂
0.6
2.4
香精香料
2.6
3.4
特种涂料
1.9
3.9
工业及公共场所清洗剂
1.6
2.2
食品添加剂
2.3
3.4
饲料添加剂
1.5
3.0
水溶性聚合物
2.1
2.4
印刷油墨
-1.2
-0.2
特殊造纸化学品
-0.5
0.6
塑料加工助剂
0.1
1.6
催化剂
2.58
3.37
油田化学品
0.2
1.2
胶粘剂和密封剂
1.0
2.0
水处理剂
2.4
3.2
化妆品添加剂
1.1
3.0
润滑油添加剂
0.4
1.2
纺织化学品
-1.2
1.4
合成染料
-3.4
0.4
纳米材料
6.6
6.8
杀菌剂
0.9
1.8
分离膜材料
3.0
3.0
营养添加剂
3.7
4.2
特种颜料
-0.3
0.6
呈像化学品
-2.4
-1.7
阻燃剂
0.1
1.6
抗氧剂
0.9
1.4
橡胶加工助剂
0.1
1.8
酶制剂
4.8
5.0
合成润滑剂
0.4
1.2
抗蚀剂
0.8
2.2
采矿化学品
-2.1
-0.6
平均
1.5
3.4
从上表可以看出，美国、西欧和日本的精细化学品市场未来仍将保持增长，完全不同于已处于下滑状态的基础化学品，并将继续引领全球精细化学品的发展方向。
●生产布局进一步调整
近年来，随着全球基础化学品制造业布局调整的不断深入，精细化学品也出现了调整，特别是在2008年爆发金融危机之后，鉴于市场需求大幅度减少，调整步伐有所加快。
一些欧美精细化学品制造商在停掉本土生产装置的同时，加大了在新兴经济体国家的投资，以更加靠近原料产地和产品消费地。
预计随着欧美及日本以外国家和地区对精细化学品需求的不断增加，这种调整将会进一步深入。
●新产品的开发步伐进一步加快
精细化学品的最大特点是生命周期短，需要根据相关应用领域的技术进步不断提升产品的性能。
而且随着一些新的安全环保法规的实施，如REACH法、RoHS/WEEKDirectives和POPs等公约的实施，一些产品将被限制或停止使用，如电子信息产品中不允许使用含用金属铅的化学品，儿童塑料玩具中不允许使用邻苯二甲酸酯类增塑剂，禁止含溴阻燃剂使用等等，因此需要开发新的替代产品。
1.1.3.2重点领域发展趋势
1.1.3.2.1化工新材料
化工新材料产业是伴随科学技术进步成长起来的，特别是近30年来在新的合成技术和应用技术的推动下，取得了突飞猛进的发展，对于航空航天、信息通信、汽车、建筑、环保等产业的发展作出了极大的贡献。
截至2009年底，全球化工新材料的产值已达到800亿美元以上，产品总消费量2200万吨左右。
尽管受金融危机影响的全球化工行业放慢了发展的步伐，多数大宗化学品出现了能力过剩，但化工新材料仍呈现出良好的发展势头，特别是受航空航天、新能源、节能和环保等产业的发展，化工新材料的应用领域在不断的拓宽，需求量在持续扩大，因此全球化工新材料的投资步伐没有停止。
化工新材料不同于基础化工材料，其市场与工业水平的提升密不可分，两者具有相互促进的作用，这正是长期以来全球化工新材料保持高速增长的原因。
尽管世界经济出现了衰退，但提升经济发展水平是必然的选择，因此未来全球化工新材料仍将面临较好的市场环境，主要表现在如下方面：
●有机硅材料继续较快发展，产品层出不穷
有机硅材料自上个世纪40年代实现工业化生产以来，经过50多年的发展，其品种、牌号目前已达到5000余种，目前世界硅氧烷的产量已接近140万吨，有机硅产品的销售额已达到140亿美元。
有机硅材料具有许多其它化工材料无可替代的作用，其产品的生理惰性和高安全性符合当今工业品和日用品等环保安全的要求，因此有机硅材料的应用领域在不断扩大，如迈图公司最新开发的农药制剂用硅油可以在达到同样效果的情况下，大幅度降低农药原药的使用量，不仅降低农本，而且保护环境；再如有机硅材料制造的汽车安全气囊，可以大幅度降低交通事故的死亡率；节能环保的LED照明设备制造需要有机硅密封材料。
总之，未来全球有机硅材料的需求仍将保持5%以上的年均增长速度。
●有机氟材料性能独特，应用领域不断增加
有机氟聚合物主要有含氟树脂和弹性体两大类，目前全球的总生产能力约30万t/a，其中氟树脂—聚四氟乙烯的生产规模最大，约18万t/a。
虽然发达国家传统氟材料的市场已十分成熟，但随着应用和生产技术的提高，有机氟材料的新用途在不断增加，如氟涂料的应用正从高档建筑向一般建筑普及，因此长期以来全球氟材料的消费增长保持高于经济发展速度的态势。
含氟烷烃在致冷剂、发泡剂等工业助剂领域是主流品种，发展既能保护臭氧层又没有温室效应的新型含氟烷烃对于保护全球环境具有非常重要的意义，也是全球化学材料领域发展的重点之一。
与发达国家相比，新兴市场国家氟材料的应用水平仍比较低，将是未来全球氟材料市场继续健康发展的推动力。
●工程塑料需求增速放缓，但仍有较大发展潜力
受全球经济持续低迷的影响，汽车和房屋等耐用品市场出现了前所未有的疲软，对全球工程塑料市场造成了较大的负面影响。
全球工程塑料市场开始减速，未来四年北美工程塑料市场需求的年均增速将放缓至3.1%。
但工程塑料作为金属的替代品，其在以节能环保为主题的经济活动中将发挥越来越多的作用。
●高性能纤维新品种叠出，市场将长期保持高速增长
上世纪90年代以来世界高性能纤维获得较快的发展，新品种不断推出，碳纤维、芳纶纤维的产业规模有了较大的增长，超高强聚乙烯醇纤维、新型聚苯并双恶唑纤维（PBO）、蜜胺纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维（PTT）等一大批高性能纤维相继实现产业化。
所谓高性能纤维是指比普通纤维具有较高的机械强力、好的热稳定性以及耐酸、碱腐蚀能力和耐气候性等的纤维。
如碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热、比重小等优异性能。
近年来全球碳纤维的消费增长较快，年均达到15%，应用范围在不断扩大，已从原有的军工和航天航空产品方面拓展到体育用品、建筑、桥梁、新能源等方面。
预计随着航空航天、汽车、风能、建筑桥梁维修等应用领域的发展，未来较长时期内全球碳纤维的年均增长速度仍可达13%，预计2012年全球的需求量将达到6.6万吨，2018年将超过10万吨。
正是由于高性能纤维的特殊性能，致使其的应用领域起源于航空航天和军工等特殊需求，但随着生产规模的扩大和产品生产成本的降低，其应用领域会不断向普通的民用领域拓展，进而拉动全球高性能纤维市场的发展。
●复合材料发展迅速，市场前景广阔
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。
由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。
如碳纤维复合材料质量大约是钢的20%，依据碳纤维等级和方向性，其复合材料几乎可以达到类似钢材的强度，因此可作为飞机的骨架材料，进而减轻了飞机的自重，提高了燃料效率。
2007年面世的A380超大型客机的25%重量的部件由复合材料制造，其中22%为碳纤维复合材料，重约35吨，这是世界上第一次将复合材料用于受载力很大的中央翼盒的大型民用机，仅此一项就使飞机减重1.5吨，开创了大型民用机大规模采用复合材料的先河。
轻质“外衣”不仅能有效克服质量与安全的矛盾，还能大幅降低飞机能耗。
以A380为例，其首架飞机每位乘客百公里油耗不到3升，是目前世界上第一个乘客每百公里油耗少于3升的远程客机，座英里成本比目前效率最高飞机的低15%-20%，因此其燃油的经济性比其直接竞争机型要低13%左右。
1.1.3.2.2生物化工
近二十年来，生命科学研究、生物技术发展不断取得重大突破，为解决人类社会发展面临的健康、食物、能源、生态、环境等重大问题提供了强有力的手段，开辟了崭新的路径。
生物科技的重大突破正在迅速孕育和催生新的产业革命，生物产业将成为继信息产业之后世界经济中又一个崭新的主导产业。
生物化工是生物产业的重要组成部分，涵盖生物能源和生物制造两方面。
其中生物能源主要是利用可再生的生物质原料，通过化学合成或微生物发酵等手段，转化成清洁的能源，如生物柴油、燃料乙醇、生物乙烯、沼气、生物质合成油，以及直接燃烧发电，除生物质合成油外，其他生物能源的生产已经实现了工业化，但经济性需要进一步改进。
生物制造是以生物质材料为原料，通过微生物发酵或化学的方法，生产化工产品，如氨基酸、维生素、有机酸、可降解塑料及重要的化工中间体等产品。
其中氨基酸中的赖氨酸、谷氨酸，有机酸中的柠檬酸、乳酸，维生素中的维生素C、维生素B2，可降解塑料中的聚乳酸、PHA，1,3-丙二醇、酒精乙烯等化工中间体都已实现了工业化生产，但有些产品的经济性需要提高。
此外，一批重要的生物制造产品仍在开发之中。
如生物法琥珀酸、1,4-丁二醇以及甲乙酮等。
随着石油等化石能源开采时间的延续，其未来可供应时间已成为世界经济热点问题之一。
而且由于大量使用化石能源，大气中二氧化碳的聚集量越来越多，使得全球气候变暖问题日趋严重。
因此，为了缓解化石能源的枯竭问题，挽救人类赖以生存的地球，发展生物化工已成为重要措施之一。
生物化工产业发展的最终目的是，以可再生的生物质材料替代石油、天然气和煤炭生产燃料油、塑料、纤维及数以万计的化学品，以减少人类社会对化石能源的严重依赖，保持长久的可持续发展。
尽管目前生物质化工产品的产量还十分有限，但在石油价格高于100美元/桶，天然气价格高于8美元/百万Btu的条件下，以石油和天然气为原料的化工产品的低成本优势已消失殆尽，生物化工产品的竞争力在增强，因此生物化工具有较大的发展潜力。
1.2我国精细化工行业发展现状及趋势
1.2.1现状
经过五十多年的发展，特别是改革开放以来的快速发展，我国的精细化工取得了巨大的进步，形成了科研、生产和应用基本配套的工业体系，2009年的工业产值近10000亿元（不含医药、兽药和日用化工），一些产品在国际市场上具有较大的影响力。
如染料的年产量和出口量均居世界第一，2009年产量为67.8万吨，占全球染料总产量的60%左右；2009年涂料的产量为638万吨，为世界第二大生产国；我国的农药产量位居全球第一位，2009年达到190.2万吨，而且已成为世界上农药出口大国；聚四氟乙烯的产量达4.45万吨，为全球第一大生产国；有机硅单体的产量接近40万吨，仅次于美国。
此外，新领域精细化工如饲料添加剂、食品添加剂、胶粘剂、水处理剂等专用化学品在国内需求的推动下也有了长足的进步，大宗产品已基本依靠国内供应，有些产品已大量出口国际市场，如食品添加剂中的柠檬酸、山梨酸、香兰素、人工合成甜味剂（如糖精），饲料添加剂磷酸氢钙、赖氨酸、维生素E、金霉素等，因此我国已成为世界精细化工的生产和消费大国。
2009年精细化工生产情况
行业名称
产量（万吨）
工程塑料
62
有机硅单体
40
含氟聚合物
5
染料及颜料
86.3
涂料
638
农药
190.2
饲料添加剂
320-330
食品添加剂
380-400
胶粘剂
700-710
表面活性剂
190-200
水处理剂
70-75
造纸化学
120-130
塑料助剂
235-240
电子化学品
22
皮革化学品
75-80
油田化学品
120
橡胶助剂
55-60
受金融危机影响，2009年我国石化工业遇到了近10年来最为不利的局面，不仅全行业发展速度下降，而且一些基础化工产品出现了严重的过剩，装置开工率严重不足。
根据石油和化学工业协会的研究分析，2009年全国石油和化工行业规模以上企业实现总产值6.63万亿元，同比仅增长0.3%。
其中，原油加工及石油制品制造业同比下降4.2%，基础化学原料制造业增长4.3%，肥料制造业增长3.9%，化学农药制造业增长4.4%，合成材料制造业增长7.5%，涂料、染料、颜料制造业增长12.6%，专用化学品制造业增长16.8%。
由此来看，以专用化学品及部分高性能合成材料为代表的精细化工产业已成为石化工业的亮点，这也标志着全国石化工业产业和产品结构调整初见成效，正朝着技术含量较高、附加值较高的方向迈进。
1.2.2存在问题
●化工新材料和部分高端精细化学品国内自给率低，投资潜力大
化工新材料整体国内自给率约为40%，其中工程塑料国内自给率仅为33%，而且工程塑料产量中外资企业比重很高，如聚碳酸酯全部为外资控股或独资企业生产。
以电子化学品为代表的高端精细化学品严重依靠进口。
●中低档产品为主，难以满足高端市场要求
精细化工产品的最大特点是产品的系列化和差异化。
目前国内虽具备了较大规模的生产能力，但所生产的产品绝大多数为通用型的产品，不能满足细分市场的需求。
如我国作为目前全球最大的聚丙烯酰胺生产国，产品的70%左右是油田生产所用，而造纸、水处理等领域所需的产品与国外相比还存在一定的差距；再如我国作为全球第一大聚四氟乙烯生产国，80%以上的产品是低档次的通用型产品，2008年我出口的聚四氟乙烯平均价为6.68美元/公斤，而进口的同类产品价格为12.08美元/公斤，这其中主要因素是我国的产品均为低档次的悬浮聚合聚四氟乙烯中粒料。
●技术装备水平有待提升
精细化工产品生产设备专业性较强，在得不到国外先进技术的同时，也难以采购到先进的生产设备。
如碳纤维生产所需的碳化炉、聚丙烯睛原丝生产用的蒸汽牵伸箱等，国外严格限制向我国出口此类设备，这严重影响了我国碳纤维的工业化进程。
●新技术和新产品研发能力不足
更新速度快是精细化工产品的特点之一，这一方面是为了满足相关领域的发展要求，另一方面也可实现产业的自我提升，促进相关产业的技术进步。
虽然我国已具备了一定的自我发展能力，但在快速变化的市场面前，我们的力量还很不足的，特别是极其薄弱的基础性研究已成为我国开发新技术和新产品的重要制约因素。
●企业规模小，产业集中度低
与发达国家相比，我国精细化工产业存在的问题之一是企业规模小，产业集中度低，低水平重复建设问题严重，造成资源浪费和过度竞争，不利于产业的长期健康发展。
例如，我国已建成的有机硅单体生产企业有10家（不包括国外投资的项目和正在建设的生产装置），而国外该产品的生产商只有5家，其中最大的美国道康宁公司每年有机硅业务的销售额高达40余亿美元，几乎占有全球30%的市场份额。
1.2.3发展趋势
1.2.3.1总体发展趋势
●发展创新型经济需要精细化工产品支撑
所谓创新型经济，概括起来，它体现资源节约和环境友好的要求，是以知识和人才为依托，以创新为主要驱动力，以发展拥有自主知识产权的新技术和新产品为着力点，以创新产业为标志的经济。
经过改革开放30年的发展，我国已跻身世界经济大国之列，2009年国民生产总值位居世界第三位，替代德国成为全球第一大贸易国。
然而回顾近30年来我国经济发展的历程和增长方式不难看出，主要是利用我国丰富的人力和物力资源，走低成本、低技术水平的发展之路。
然而以我国现有的资源、环境和能源条件，按以往的经济发展模式，我国未来的经济发展已受到了严重的制约，并难以实现经济大国向经济强国转变的目标。
为此，根据国际上一些国家的成功经验，国家主席胡锦涛于2006年1月9日在全国科技大会上宣布中国未来15年科技发展的目标：
2020年建成创新型国家，使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。
中国科技创新的基本指标是，到2020年，经济增长的科技进步贡献率要从39%提高到60%以上，全社会的研发投入占GDP比重要从1.35%提高到2.5%。
发达国家的历史经验证明，发展创新型经济离不开精细化工产品的支撑。
如要实现水资源节约和改善水环境就需提高水的循环利用率和污水的处理效率，这将为水处理化学品和膜材料提供市场空间；建筑节能需要新型的保温和密封材料，新型的化学建材和高性能的化学密封剂将在这方面起到关键性的作用；发展新一代的电子信息产品，需要电子化工材料配套；降低汽车的单位里程能耗，需要用工程塑料等化工新材料替代金属材料以降低车身的重量等等。
总之，为了实现创新型经济的发展战略，就需要大力发展精细化工产业，大幅度提升现有的技术水平和自我供应能力，特别
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