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人类与化工的关系十分密切,普及到生活的方方面面。在现代生活中,几乎随时随地都离不开化工产品,从衣、食、住、行等物质生活到文化艺术、娱乐等精神生活,都需要化工产品为之服务

人类与化工的关系十分密切,普及到生活的方方面面。在现代生活中,几乎随时随地都离不开化工产品,从衣、食、住、行等物质生活到文化艺术、娱乐等精神生活,都需要化工产品为之服务。有些化工产品在人类发展历史中,起着划时代的重要作用。它们的生产和应用,甚至代表着人类文明的一定历史阶段。

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基本解释

[chemical industry]∶化学工业的简称化工

2. [chemical engineering]∶化学工程的简称

3. [the operations of nature in producing changes]∶自然的造化者

引证解释

1. 指自然的造化者。语本 汉贾谊《鵩鸟赋》:“且夫天地为鑪兮,造化为工?!?唐元稹《春蝉》诗:“我自东归日,猒苦春鸟声。作诗怜化工,不遣春蝉生?!?宋范成大《荔枝赋》:“钟具美於一物,繄化工之所难?!?元元淮《立春日赏红梅之作》诗:“应是化工嫌粉瘦,故将颜色助花娇?!?清王士禛《渔洋诗话》卷上:“余因思《诗》三百篇,真如化工之肖物?!?/p>

2. 自然形成的工巧。

明李贽《杂说》:“《拜月》《西厢》,化工也;《琵琶》,画工也。夫所谓画工者,以其能夺天地之化工,而其孰知天地之无工乎?” 清陈廷焯《白雨斋词话》卷七:“ 方回 笔墨之妙,真乃一片化工?!?/p>

3. 化学工业、化学工程、化学工艺学、化工单元操作等术语的简称,通常指化学工业或化学工程。

专业名词

化学工业(chemical industry)、化学工程(chemical engineering)、化学工艺(chemical technology)都简称为化工?;Чひ蛋ㄊ突ぃ╬etrochemicals),农业化工(agrochemicals), 化学医药(pharmaceuticals),高分子(polymers),涂料(paints),油脂(oleochemicals)等。它们出现于不同历史时期,各有不同涵义,却又关系密切,相互渗透,具有连续性,并在其发展过程中被赋予新的内容。人类早期的生活更多地依赖于对天然物质的直接利用。渐渐地这些物质的固有性能满足不了人类的需求,于是产生了各种加工技术,有意识有目的地将天然物质转变为具有多种性能的新物质,并且逐步在工业生产的规模上付诸实现。广义地说,凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的,都属于化学生产技术,也就是化学工艺,所得的产品被称为化学品或化工产品。

化工材料

概述

上述工农业生产和生活的提高,都离不开材料。据统计,到1984年为止,世界上所具有的化学物质实际约达900万种,其中约有43为材料。材料数量虽多,若按化学组成分类,可以概括为金属材料、无机非金属材料和聚合物材料三大类。也有将复合材料列为第四大类,或者把它看作是由三大类中派生出来的一类新材料。一般来说,除金属是冶金部门生产的产品外,其余都是化工生产的材料。

非金属

无机非金属材料

分为传统材料和新型材料两类。前者主要是硅酸盐材料;后者组成多样,发展很快。

硅酸盐材料  指玻璃、陶瓷、水泥和搪瓷等。它们是以含硅酸盐类矿石为原料进行生产的,广泛用作建筑材料,也可以作为日用品和工艺美术制品。玻璃和陶瓷虽然性脆易碎是其主要的缺点;但由于原料易得,生产工艺简单,产品的化学稳定性好,又具有硬度高、耐热和耐蚀等优点,用途十分广泛,产量很大,并仍在不断发展中。

新型无机非金属材料

主要是特种陶瓷。随着工农业、军事工业和科学技术的发展,新型结构陶瓷先后问世。它们是由不同的氧化物、硅化物、碳化物、氮化物、氟化物,硼化物等组成的。主要包括耐高温材料、电绝缘材料、铁电材料、压电材料、半导体陶瓷材料等,用途特殊,产量不大,但价值很高。21世纪开发了一种陶瓷发动机用于汽车,可使燃气温度提高到1400℃以上,对提高效率,节约能源具有重要意义。这些材料的制造工艺的特点是:对原料的纯度要求高,成分、显微结构以及产品表面和界面都需严格控制,形状也细致而复杂,要求精密加工。此类新型材料是在高水平科学技术基础上获得成功的。

聚合物材料

主要包括塑料、化学纤维和橡胶三大类。其中合成材料品种很多,它们是由石油化工生产的单体,经过聚合反应而制成的。有的具有天然材料所达不到的特殊性能,广泛用于工农业生产与日常生活,所以发展很快。30年代世界聚合物材料的产量还未超过100kt,到80年代即已达到约80Mt,塑料占3/4。由于塑料比金属轻,所以按体积计,其产量今天早已超越金属材料了。

聚合物材料的基础材料是合成树脂。塑料制品质轻(一般只有钢铁的1/9),耐腐蚀,耐热,电绝缘性好,易于加工成型,近几十年来大量用来代替金属、玻璃、纸张、木材等。塑料薄膜主要用作包装材料,在农业上,也被广泛使用。塑料管大量用作汽车的输油、输水管。汽车壳体和零件也用塑料。用聚氯乙烯加工的地板和门窗比用木材加工的耐磨性增加五倍。有机玻璃的密度为普通玻璃的一半,而冲击强度高达17倍,可用作飞机的风挡玻璃。塑料还大量用于电子和电气工业,制成电线、电缆、开关和仪器仪表壳体等。塑料制品可以说已经深入到人们生产和生活的各个角落?;褂幸恍┖铣墒髦哂刑厥獾墓δ?,被称为功能高分子材料,如导电材料、半导体材料、感光树脂、光导材料和超导材料等,引起人们很大的兴趣。

化学纤维

包括人造纤然纤维为原料经过化学加工而生产的,在20~30年代已经流行,但它的产量受到天然纤维来源的限制。合成纤维制品是在40年代中期出现的,原料来源为丰富的石油化工产品?;宋钠分趾芏?,又有长丝、短丝、鬃丝、弹力丝以及各种异形丝。它们分别可以纯纺、混纺,因而织物的品种极多,并且生产效率高,不受自然条件的限制,有效地解决了与粮棉争地的矛盾。生产万吨化学纤维,可以相当于30万亩(1亩=666.6m2)棉田一年生产的棉花;或由250万只羊一年剪下的羊毛。到80年代,全世界已有2/3的纺织品是由化学纤维制成的。一些聚合物制成的中空纤维用作分离膜,在海水淡化、气体分离、超纯物质制备以及生物技术等方面,具有重要意义。

橡胶

是一种战略物资。天然橡胶仅生长于热带及亚热带地区,不产橡胶的国家考虑战时会受到封锁,都极其重视建立于石油化工基础上的合成橡胶工业。合成橡胶的品种多,有的品种比天然橡胶具有更好的耐热、耐寒、耐油等性能。橡胶的最大消耗是做轮胎,此外还用以制作胶管、胶带、胶鞋、模具硅橡胶、以及胶乳制品。橡胶又是各种设备所不可缺少的密封材料。70年代以来,天然橡胶的产量基本稳定在3~3.5Mt,而合成橡胶产量在70年代已达6Mt,80年代增至8Mt,且仍有续增的趋势。

复合材料

是新型结构材料。其特点是体积比强度、体积比刚度和耐蚀性都超过金属材料。它由合成树脂、金属或陶瓷等基体材料和无机或有机合成纤维等增强材料所组成复模材料?;暮驮銮坎牧隙加卸嘀?,因而可以进行有选择的配合,以制得性能符合要求的各种复合的出现,使化工材料有了更为广阔的前景。

化工能源

远古化学

化学加工在形成工业之前的历史,可以从18世纪中叶追溯到远古时期,从那时起人类就能运用化学加工方法制作一些生活必需品,如制陶,酿造,染色,冶炼,制漆,造纸以及制造医药,火药和肥皂.

在中国新石器时代的洞穴中就有了残陶片.公元前50世纪左右仰韶文化时,已有红陶,灰陶,黑陶,彩陶等出现(见彩图[中国新石器时期(公元前2500年)烧制的彩陶罐],[隋代(581~618)烧制的三彩陶骆驼],[西汉(公元前 206~公元25年)制作的云纹漆]" ,[唐代(618~907)越州窑烧制的青瓷水注],[中国古代炼丹白描图]).在中国浙江河姆渡出土文物中,有同一时期的木胎碗,外涂朱红色生漆.商代(公元前17~前11世纪)遗址中有漆器破片战国时代(公元前475~前221)漆器工艺已十分精美.公元前20世纪,夏禹以酒为饮料并用于祭祀.公元前25世纪,埃及用染色物包裹干尸.在公元前21世纪,中国已进入青铜时代,公元前5世纪,进入铁器时代,用冶炼之铜,铁制作武器,耕具,炊具,餐具,乐器,货币等.盐,早供食用,在公元前11世纪,周朝已设有掌盐政之官.公元前7~前6世纪,腓尼基人用山羊脂和草木灰制成肥皂.公元1世纪中国东汉时,造纸工艺已相当完善.

公元前后,中国和欧洲进入炼丹术,炼金术时期.中国由于炼制长生不老药,而对医药进行研究.于秦汉时期完成的最早的药物专著《神农本草经》,载录了动,植,矿物药品365种.16世纪,李时珍的《本草纲目》总结了以前药物之大成,具有很高的学术水平.此外,7~9世纪已有关于三种成分混炼法的记载,并且在宋初时火药已作为军用.欧洲自3世纪起迷信炼金术,直至15世纪才由炼金术渐转为制药,史称15~17世纪为制药时期.在制药研究中为了配制药物,酸,硝酸,盐酸和有机酸.虽未形成工业,但它导致化学品制备方法的发展,为18世纪中叶化学工业的建立,准备了条件。

能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源系指从自然界获得、而且可以直接应用的热能或动力,通常包括煤、 石油等。消耗量十分巨大的世界能源,主要是化石燃料。1985年世界一次能源消费量达10610Mt标准煤,其中石油39.9%、煤29.7%、天然气21.1%、水电7.7%、核电4.9%;中国一次能源消费量达764Mt标准煤,其中煤75.9%、石油17.1%、水电4.8%、天然气2.2%。二次能源(除电外)通常是指从一次能源(主要是化石燃料)经过各种化工过程加工制得的、使用价值更高的燃料。例如:由石油炼制获得的汽油、喷气燃料、 柴油、重油等液体燃料,它们广泛用于汽车、飞机、轮船等,是现代交通运输和军事的重要物资;还有煤加工所制成的工业煤气、民用煤气等重要的气体燃料;此外,也包括从煤和油页岩制取的人造石油。

化工与能源的关系非常密切,还表现在化石燃料及其衍生的产品不仅是能源,而且还是化学工业的重要原料。以石油为基础,形成了现代化的强大的石油化学工业,生产出成千上万种石油化工产品。在化工生产中,有些物料既是某种加工过程(如合成气生产)中的燃料,同时又是原料,两者合而为一。所以化工生产既是生产二次能源的部门,本身又往往是耗能的大户。

化石燃料特别是煤的加工和应用常常产生污水、固体废料和有害的气体,导致环境的污染。对于污染的防治,也有赖于多种化工技术的应用。

中国的能源生产自1949年以来有了很大的发展,但能源(尤其是石油)仍是制约国民经济发展的一个重要因素,因此能源的增产和节约有很重要的意义。改进化工生产工艺,减少能耗,既能降低生产成本,提高经济效益,也有利于能源紧张程度的缓解。

长远来看,在全世界范围内,预计至21世纪上半叶,化石燃料仍将占能源的主要地位。随着时间的推移,由于化石燃料资源的限制,除上述常规能源外,若干非常规能源的发展将越来越受到重视。非常规能源指核能和新能源,后者包括、波浪能、海洋能和生物能(如沼气)等。在太阳能、核能利用的研究开发和大规模应用的漫长过程中,化学工程和化工生产技术也大有用武之地。

发展趋势

2011年,化学工业综合实力进一步增强。截至2011年11月末,全国化学工业规模以上企业24125家,累计总产值6.0万亿元,同比增长35.2%,占全行业总产值的58.61%。2011年前11个月,化学工业固定资产投资8617.21亿元,同比增长26.9%,高于全行业平均增幅5.5个百分点,占比70.12%。2011年前10个月,化工行业利润总额3208.98亿元,同比增长44.4%,占全行业利润总额的47.1%。预计化学工业全年产值约6.58万亿元,同比增长32%,利润总额3500亿元,增长35%。2011年化工行业增加值同比增长14.8%,增速同比减缓1个百分点。主要产品中,乙烯产量1528万吨,增长7.4%。初级形态的塑料产量4798万吨,增长9.3%;合成橡胶产量349万吨,增长13.1%;合成纤维产量3096万吨,增长13.9%。烧碱产量2466万吨,增长15.2%。纯碱产量2303万吨,增长13.4%?;什?027万吨,增长12.1%;其中,氮肥、磷肥、钾肥产量分别增长8.6%、24.3%和10.8%。农药产量265万吨,增长21.4%。橡胶轮胎外胎产量83209万条,增长8.5%。电石产量1738万吨,增长22.3%。

我国正处于工业化和城镇化加速发展阶段,部分石油和化工产品仍有较大增长空间,民营企业应找好切入点,充分参与到石化产业的发展中来。成品油、钾肥等细分行业、烯烃、部分有机原料等缺口仍较大的产品、天然气、轻烃等低碳新材料、新型专用种化学品等高端产品,将是“十二五”期间具有较大增长空间的领域。在石化下游行业,“十二五”期间应发展高端有机原料、合成树脂、合成橡胶、煤制天然气等,加快淘汰传统煤化工落后产能?!笆濉逼诩?,石油和化学工业规模将继续稳步壮大,总产值年均增长率将达到10%以上。到2015年,全行业总产值增长到16万亿元左右。过去十年中,我国石油和化学工业年均增长20.6%,截至2010年底,石油和化学工业总产值达到8.88万亿元。目前我国的工业化进程尚未完成,城市化处于高速发展期,住房、交通的发展对能源、原材料形成大规模需求,未来相当长的时期内石油和化学工业仍有较大发展空间。石化、化工是国家支持的重点领域。具体来看,“十二五”期间石化重点开发渣油沸腾床加氢、悬浮床加氢、灵活焦化、重油催化裂化等技术,符合国Ⅴ标准的清洁燃料技术,催化裂化烟气脱硫脱硝技术,乙烯装置的裂解、分离、深冷、精馏等先进控制和优化技术及副产物综合利用技术,芳烃生产成套技术,合成树脂、合成橡胶高性能化技术,特种合成纤维生产技术,新型分子筛材料、催化剂载体和制备新技术等。

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