日本化学工业：“绿色”创新求发展

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近年来，尽管日本化学工业一直在励精图治，以应对日本国内经济疲软的颓势，但在当前全球经济低迷的大环境中，日本化工公司也无法独善其身。总体来说，日本化学工业由于经济下滑以及前景不确定性而削减了产量。宏观经济的下滑对化学品市场的发展带来了向下的压力。化学品市场也对持续走强的日元带来的冲击以及经济结构和状况变化难以预测日益关注。因此，日本化学工业将很有可能逐步调整结构。

    日本化学品依然保持竞争优势，正在下一代化学工业中开拓新的应用领域，同时将继续吸引世界范围内的注意力。除了传统应用领域外，日本化学工业还将在关注环境保护、资源重复利用的“绿色”可持续化学品以及开发新型资源和能源方面发挥关键性作用，尤其是研发新的“绿色”生产技术和生产工艺。

    日本化工步入“绿色”创新

    在全球经济危机面前，日本化工企业将稳步推进质量控制、生产安全和产品安全以及开发具有战略意义的产品作为其未来发展的战略。与此同时，日本化工公司将更为严格地控制生产经营成本，以应对燃料和原料成本不断增加的压力。日本化工企业正致力于通过开发创新技术和建立以效益、环境和社会为中心的管理体系来创造新价值。

    在世界重要的工业化国家中，日本二氧化碳的排放是最低的。根据日本化学工业协会的统计，化学工业大约占日本工业部门排放总量的17%。日本化学工业协会大部分减排行动包括节能。节能项目包括新的高能效设施、现有设施的升级、排出废热的回收等。日本化学工业协会认为，阻止全球变暖的关键，就短期而言，是节能；就长期而言，是扩大可再生能源的使用。增加使用可再生能源将要求进行技术创新，以降低这些能源的生产成本。

    一些公司已经努力降低温室气体排放，不仅通过提高能效，还通过使用环境友好的新工艺。

    三井化学就是这方面的典型。三井化学在二氧化碳“绿色”化应用方面拥有的先进技术和经验在业界引起关注。该公司正在建设一座用二氧化碳制备甲醇的中试装置。这项技术通过使用一种高活性催化剂，利用二氧化碳生产甲醇。这项技术是由新能源产业技术综合开发机构开发成功的。在建的中试装置建在大阪工厂内。装置采用的二氧化碳是从乙烯厂的燃烧气中分离出来的，经浓缩后再与氢气反应生成甲醇。三井化学的化学法固定二氧化碳项目，如实现工业化，将可大幅削减未来二氧化碳的排放。此外，这种技术将使公司可利用很多资源作为石油替代品。

    建设该装置的消息在2008年8月宣布之后，引起了人们的极大关注，业界对该装置的兴趣日益浓厚。装置生产所需的氢气是通过水的光解反应生产的，生成的甲醇可以用来生产烯烃和芳烃等石油化工产品，因此该工艺为人们展示了诱人的发展前景。然而，该装置面临的挑战是氢气的生产。三井化学因此将寻求与其他工业企业合作，以采购具有成本竞争优势的氢气。

    住友化学开发了一些“绿色”新工艺，如气相己内酰胺生产工艺。该工艺去除了硫酸铵副产物，并降低了原料用量。此外，该公司开发的环氧丙烷生产工艺不产生副产物，不产生含氯废水。住友化学的氢氯酸氧化工艺能够循环和回收一些化学生产过程中的化学物质，例如异氰酸酯、聚氯乙烯单体、环氧氯丙烷和其他一些化学品。在生产过程中，氯用做原料，而氢氯酸是副产物。住友化学在开发有机合成工艺时，就明确“绿色”化工目标包括从反应中去除溶剂、使用较安全的溶剂和其他原材料，使用可以回收和重新利用的材料、减少所有进入大气或排水道的排放物和固体废物。

    旭化成已采用由Paul Anastas和John Warner阐明的“绿色”化工12项原则，作为“绿色”和可持续发展化工的概念。一个例子就是旭化成公司开发的聚碳酸酯生产工艺，该工艺不用光气作为反应物，不用二氯甲烷作为溶剂。旭化成还开发了大幅提高环境性能及生产效率的甲基丙烯酸甲酯新生产方法。旭化成将自主开发的包括变化催化剂在内的“直接甲基法”进行了全面改进，并用自制设备和新开发的工艺对其在川崎的工厂进行改造。与传统装置和生产方法相比，改造后的装置减少一半左右的副产物，还能通过提高选择性等提高成本竞争力和大幅减少二氧化碳的产生。

    三菱化学在中期管理计划中，决定建立一个新的研究中心，研究如何使用二氧化碳作为含碳原料。人工的光合作用是人类最终的梦想。就长期而言，三菱化学将接受挑战，开发使用二氧化碳作为碳源的技术。

    在有机薄膜太阳能电池的开发领域，三菱化学将实现转换效率为10%的实用水平目标，目前转换率已经成功达到4.9%的世界最高水平。三菱化学将提高转化效率定为未来新增效益的拉动力量之一。该公司加强了对卟啉系半导体等有机材料的改良，从而将其转换效率提高至两位数水平。为将有机薄膜太阳能电池转换效率提高至10%，三菱化学建成了加强支持材料开发的自然投资的体制。半导体材料是实现该计划目标的关键。目前，三菱化学正在提高半导体材料的性能上集中投入主要的开发资源，以大幅度加快开发速度。

    开发“绿色”创新技术

    新技术在企业发展过程中发挥的作用越来越大。一项新技术的成功开发可能会极大地拓宽企业的发展空间。日本化工企业对于新技术尤其是“绿色”创新技术的开发十分重视。

    三井化学开发了三种生物质制备丙烯的新方法。一种方法是将发酵乙醇脱水为乙烯，生物乙烯二聚生成生物丁烯，然后将两者进行复分解生产丙烯。另一种方法则是使乙醇二聚生产正丁醇，然后使正丁醇脱水生产正丁烯，从而制成生物丁烯。最后，使生物乙烯与生物丁烯进行复分解反应，制成生物丙烯。第三种方法是由发酵方法直接制成正丁醇，然后脱水为正丁烯并与乙烯发生复分解反应而制成丙烯。

    日本丰田汽车公司成功开发了一项专利技术，即通过乙醇在固体酸催化剂上连续反应，直接将乙醇转化成丙烯。首先，由酸催化剂脱水使乙醇转化成乙烯，并使催化剂提供的乙基阳离子发生二聚反应产生丁基阳离子。然后，由丁基阳离子形成异丁烯或正丁烯，且因在乙基阳离子中加入丁烯而发生三聚反应。最后，通过键断裂而形成丙烯。采用该技术，丙烯的选择性高达80%～90%。

    日本产业技术综合研究所与昭和电工等四家化工公司共同研究开发在石化工业主要工艺的氧化反应中，不使用有机溶剂，用仅产生水的过氧化氢，从而达到不产生氯化物和其他废弃物的清洁生产工艺。氧化反应是石化产品生产最基本的工艺之一，多使用硝酸，副产物为氮氧化物，主要排放物对环境污染大。使用的重金属氧化剂产生含铬等有害废弃物，同时还存在过程难以控制的问题。新开发的工艺技术采用自主开发的三元催化剂为基础，各公司设定具体产品、技术需要，分别探寻催化剂物质的种类和量的平衡。日本石化工业如果采用新确立的过氧化氢氧化反应技术，化工产业废弃物总量可被削减10%。

    加大环保投资力度

    由于社会公众环保意识的增强以及环保法规的日趋严格，环保业务成为具有发展潜力的领域。为了实现自身可持续发展，日本化工企业纷纷加大环保业务的投入。

    东曹株式会社正在促进其环保业务的发展。2005年6月，该公司在有机化学部成立了专门环保产品部门，以进一步开发用于焚烧灰渣和污水的重金属处理剂与HC系列烃溶剂。另外，在2008年春，其子公司南阳综合厂的有机化学品部已经开发出MA系列产品。该系列产品主要用来分解土壤和地下水中的有机可挥发物，而且用量仅为普通试剂的1/3。该公司计划3年内环保产品销售额达到70亿日元。HC系列烃溶剂作为电子和精密机器零部件的清洗剂，因具有优异的性能而备受市场推崇。该系列产品具有高度清洁、快速干燥和安全等独特性能，还可以通过蒸馏回收，降低总成本。尤其值得指出的是，混合烃清洗剂HC-AD50可用于水和油的清洗，是一种高效的水基或者半水基清洗剂，并且可快速干燥。另外，HC-AD50不需要水漂洗和污水处理，可以通过蒸馏达到回收的目的。由于工业界亟须降低可挥发有机物的排放，因此HC系列产品正在取代诸如异丙醇等乙醇基溶剂。

    三菱化学公司总部设有专门的环境与安全部。三菱化学公司将公司总部的环境保护与安全处扩大为环境保护与安全部，下设环境安全处与全球环境处，以加强环保和安全工作。三菱化学在大气和水质改善方面做了30多年的工作，在环境保护方面已投资1500亿日元。三菱化学控股在从2008年度开始的3年间，将研发费用总额提高到3600亿日元以上，比截至2007年度的3年间高出两成多。三菱化学将把增加的研发经费金额纳入2008～2010年度的下一个中期经营计划。将把有望应用于混合动力车的锂离子电池材料、汽车用轻量树脂、植物性树脂、超薄型有机太阳能电池等7个领域设定为3年内的培育对象，重点分配研发费。

    旭化成一直把膜和水处理业务作为高增长业务的核心，并加以强化。其中空纤维过滤膜“Microza TM”具有高透水性和耐久性，被全世界500多个水处理设施采用并受到好评。