全球影响的精细和专用化学品

本文的纸上或屏幕上阅读,饮用水预处理的方式,人们坐在椅子,用于缓解头痛的止痛药——所有这些不同的过程和产品,随着成千上万的,依赖于化学行业。

图片来源:PerkinElmer

全球化工行业协助制造大量的产品在全球范围内使用。某些化学物质成为实体产品的元素。其他工业过程的关键。

商品、精细和专用化学品

化工行业分为三个主要领域:专用化学品、商品化学品和精细化学品。商品化学品用来创建精细化学品。精细化学品结合生产特种化学品的特点特定的最终用途。

通用化学品的类别的范围可以从工业行业。石油和其他能源/燃料化学品主要划分为有机商品的化学物质。化工行业普遍认为有机化学品从石油大量创建。

商品化学品材料化学领域的基础。亚博网站下载他们在化工厂大量创建,不断满足国际需求操作。

• 有机化学品是基于石油(也称为石化)和苯的主要衍生品。一些通用化学品的例子有酚类、氯苯、苯胺、环己烷、异丙基苯、二甲苯和乙苯。
• 从金属和无机化学品创建不同的矿物质。这些元素是用来创建基地、酸、盐、氧化物和其他无机化学。无机化学品的例子有钾肥和烧碱,硫酸,盐酸,氯化铜氧化物和铁。

精细化工是单身,纯化学物质中创建定制的批次。精细化学品的生产是一种先进的、多阶段的过程,必须创建批次水平超高的纯度,并能满足严格的规范。

精细化学品的例子有活性药物成分(API)、蛋白质和多肽,杀虫剂,类固醇和生物碱。

精细化工利用创建专用化学品,具有不同的功能要求他们期望的最终用途。几个例子的字段,依赖于精细化工农药、医药、汽车、电子、建筑和化妆品。

专业的化学物质组合两个或两个以上的精细化工,创建一个混合不同的函数。特种化学品可能被称为影响化学物质或性能的化学物质,因为他们是为行动的最终用户应用程序。

不同范围的过程和产品依靠专用化学品,例如,腐蚀抑制剂,催化剂,摄影,牲畜饲料添加剂、油墨、油漆、水、废物处理化学品和涂料等其他的很多问题。

历史

现代化学工业起源于1800年代初的重点主要在染料和炸药。英国少年威廉·帕金被认为在1856年建立了有机化学工业。

年轻的药剂师正在设计一个系统合成奎宁,天然的抗疟治疗非常昂贵,在高需求。帕金尝试用重铬酸钾反应各种煤焦油提取盐。

使用苯胺盐后没有成功,帕金发现紫色溶液中形成一个实验瓶时用酒精清洁。永久解决方案被发现,容易染色面料——第一个煤焦油苯胺染料。这标志着生产的扩张和发现的有机化学物质来自石油。^1、2

几十年来,英格兰是增加化学物质的中心市场,与德国的前沿在1880年代。在那个时代,美国和法国也有重要的化工市场。¹

第一次世界大战的到来引发了进一步的时期大量的化学品市场的增长和创新。阻碍了供应链重要的药品和其他化学物质促使增加在全球的国家,和一些新化学物质是建立和生产。³

创新继续在这个领域20年来第一次世界大战结束后,如药物的发展,聚合物和农用化学品。

完整的商业化的新材料,然而,停滞不前,直到第二次世界大战。亚博网站下载突破性的化工生产和使用的例子,在1940年代是聚合物,合成橡胶、化学武器、轻型飞机材料等等。亚博网站下载⁴

农药和医药领域的,继续扩大在1950年代,直接为有机化合物铺平了道路。

到1970年代末,部分建立了特定的精细化学品和特种化学品。

化学领域一直是一个改变人生的一部分发展在过去的40年,坚持尽管动荡的国际经济和原材料价格。亚博网站下载^1、3

化工市场

几十年来,制药领域精细化学品的最大消费者。农药是另一个大容量的、长期的客户。电子市场是一个增长的司机在精细化工领域的扩张。

全球化学品市场在2019年达到3.94万亿美元的利润。亚洲最大的全球市场份额,自2012年以来持续。中国最大的化学品生产商,占2018年全球销量的36%左右,其次是欧盟(EU)在17%和美国(美国)为14%。^5、6

表1。来源:PerkinElmer

通用化学品	精细化学品	特种化学品
单一的基本化学物质	单一的超高纯度的复杂的化学物质	精细化学品的混合物
高容量生产成本低	低产量(< 1000吨/年)成本较高(> 10美元/公斤)	基于最终用途行业数量和成本
大规模生产的连续过程植物,使用标准化的反应,以满足全球需求	定制生产的批次	融入定制的批次
使用基于他们的多才多艺作为原材料亚博网站下载	使用基于特定的分子特征	使用基于特定的功能

精细化学品构成国际化学品市场最大的组成部分。国际精细化工2018年利润1555.5亿美元,预计到2024年将达到2194.9亿美元。

北美和欧洲率先精细化学品的生产。精细化学品收入361.7亿美元2018年在北美和欧洲的463.1亿美元。亚太地区日益精细化工生产,尤其是印度和中国。⁷

几年来,制药领域的最大消费国精细化学品。2016年,精细化工制药领域购买782亿美元,预计到2025年增长到1537亿美元。

持续增长被认为是主要由国际人口老龄化以及预防卫生保健解决方案的需求增加。⁸

国际专用化学品领域在2019年生产了6300亿美元。它预计增加3.7%的速度在2020年和2027年之间。这个市场增长是受不断增长的需求函数专用和高性能化学品在最终使用行业,例如,纸浆和造纸、石油和天然气,化妆品和个人护理。

这些化学物质被称为专业中创建小批量和针对一些应用,不同于大多数的罚款和商品的化学物质。⁹

2020年7月,全球前五名特种化工段电子/电气、聚合物、表面活性剂、风味和芳香剂和工业和机构清洁工。

这些片段组合占估计有38%的特种化工市场。最大的特种化学品是中国消费者,北美密切关注。总的来说,他们利用国际特种化学品的近50%。¹⁰

2020年COVID-19大流行影响了化学领域的多种方式。作为一个例子,在2020年第二季度,巴斯夫经历了汽车行业的需求明显降低表面技术、材料和性能和基本的化学物质。亚博网站下载

同时,公司的营养和保健业务利润增加,和农药的利润稳定。

这些不同的活动水平的结果是一个总收入下降12%相比,2019年第二季度。其他化学企业报告相当于下降在汽车市场一致稳定性。¹¹

QA / QC过程

表2。来源:PerkinElmer

生产QA / QC考虑
原材料Q亚博网站下载A / QC	进程内的监控	成品QA / QC
作文 浓度 纯度	分子结构(细) 污染物的存在 物理/化学性质 效率 收益率 吞吐量	作文 分子结构(细) 浓度 纯度 稳定 物理/化学性质 功能(专业)

COVID-19流行也影响化学行业内的活动。与2019年的水平相比,数量的合并、收购和销售化学品的企业在2020年上半年大幅下降。

唯一的主要协议收购英国石油公司的全球报道芳烃和辟业务由英力士。¹²

挑战

可靠的化学物质的使用和生产时才实现市场的有效技术挑战和需求满足。某些挑战和需求相关的所有化学领域;其他特定的最终用途或段。

化学制造业雇佣一个接一个的集成阶段,包括QA / QC检查过程中,从原材料到最终的产品。亚博网站下载

所有化学制造业的初始阶段工作流分析原料纯度和组合之前进入生产过程。亚博网站下载随着生产过程的发展,检查在战略执行检查点,以确保流程维护高产、吞吐量和效率。

精细化学品

精细化工有严格的客户的指导方针,其中大部分是建立在最终用途监管或行业标准。例如:

• 制药领域法律要求遵守良好生产规范(GMP)在生产过程中,包括稳定性、纯度、浓度和成分的活性药物成分(API),包装材料和不活跃的组件。亚博网站下载
• 农用化学品行业法律要求严格遵守要求积极农药成分,如稳定性、纯度、成分和浓度。
• 电子领域是由半标准指定所需的超高水平的纯度化学品用于半导体和电子工业。

精细化学品的生产,中间化学品需要定期观察坚持监管和客户标准。通常对所有监测的主要参数精细化学品有:

• 化学性质
• 分子结构
• 潜在的污染物

中间体也评估batch-specific指南。每一个精细化工生产运行的最后一批受到同样的分析上执行过程中间体,随着计算最终的浓度和成分,batch-specific需求,纯洁,合成残留的内容。

特种化学品

专业范围的增加化学混合要求更先进的质量控制规范。精密的分析仪器需要:

• 验证每个混合的纯度级别
• 确认它符合其预期的最终用途所需的功能规范
• 确定专业化学混合的复杂成分

全面的认证应该创建和提供给客户发货后分析了最终产品为每个细或特种化工批处理。

一个集成分析平台可以记录和每个决赛后自动生成必要的文档批量分析已经完成。

法规遵从性

化学品的制造商必须坚持遵守所有相关监管协议操作的国家和地区。几乎全球的法规遵循需求详细如下。

允许

业务,利用材料列为危险需要允许采购、使用和存储这些亚博网站下载材料。

许可证轮廓的数量和类型材料,该公司可以存储、获取和其他在他们的流程中使用。亚博网站下载它还规定报告、监测和记录保持许可证规定。

空气对化工生产过程允许是必要的。许可证的要求将依赖于设备的位置和内容的空气排放。空气允许概述报告,监测和记录规则维护许可证。

现场材料管理亚博网站下载

材料亚博网站下载管理计划必须在所有化学物质在化学物质制造工厂——无害的和危险的。

计划应该大纲如何材料将存储、加载、卸载和移动设备,预防控制措施和亚博网站下载泄漏。计划应该包括监测和维护计划、报告程序、泄漏响应计划和记录的指导方针。

表3。来源:PerkinElmer

生产QA / QC考虑
允许	材料处理和存储	废物管理
有害物质亚博网站下载 空气 位置无关的允许它把	亚博网站下载物料管理和运输 泄漏预防和响应 雨水污染防治	危险废物 处理废水 其他流程相关的废物

根据外部操作的程度或存储设施,一个雨水污染防治计划可能是必要的。计划包括分析和抽样协议雨水排放、记录和报告准则和补救行动计划。

非现场材料运输亚博网站下载

生产化学品的运输给客户和其他设施必须符合当地下游,联邦和州交通规则。

考虑运输合规和计划包括满意的路由为特定类的化学物质和/或卷,车辆和集装箱的需求,和足够的悬挂和其他标签。运输经营者应该另外有足够的认证和培训应急响应策略。

废物管理

各类生产设备生成过程废水和额外的过程浪费。雇佣的流程和材料设备将决定这些和其他亚博网站下载废物流的内容由化学生产设施。

周期性的采样和分析,以及从设施许可证,需要放电过程污水厂外处理设施。

处理设施将大纲指南浪费体积和内容的限制,报告和测试。

某些化学物质生产设备利用废水处理的现场操作。处理过的水可以被释放到附近的一个系统或作为点源排放到本地。

两个选择,需要许可证和将包括分析和采样、内容和体积的限制,报告和其他法规特定于该地区。

处理废物的污染或不合格的材料是另一个例子。亚博网站下载运输、描述和存储的废物必须遵守当地国家和国家规定。

如果任何废弃物分为危险或其他专门监管,可能需要特殊许可证。

治疗或废物处理设施需要分析每个独特的废物流的内容信息来验证他们的接受浪费坚持规则的操作许可证。

员工的健康和安全

材料使用亚博网站下载和创建在化学品生产设施必须设法防止直接接触的员工。可能的方法暴露的皮肤吸收的化学物质,偶然的微粒和化学物质的摄入和吸入挥发性和挥发性有机化合物和尘埃粒子。yabo214

详细的风险预防和监测计划是至关重要的坚持监管标准,保护员工的健康。一些成功的健康和安全程序的元素:

• 目标参数
• 个人防护装备(PPE)的要求app亚博体育
• 分析灵敏度的要求
• 分析和抽样计划和安抚
• 监管机构的报告要求,计划和方法
• 补救行动方案
• 记录流程
• 额外regulatory-specific指南

始终执行和精心设计的员工健康和安全程序保障员工和帮助企业避免昂贵的诉讼和监管责任处罚。

减少环境影响

操作的环境影响也应该考虑化学品制造商。

遵守允许和其他监管标准,考虑环境影响的设施可以增加操作的可持续性和管理费用。

大量的实际步骤,可以帮助企业实现这些目标是:

• 提高生产过程控制,以减少空气排放和浪费。这也可以控制支出和生产效率最大化。
• 研发流程的使用来减少可能的使用有毒物质生产系统。亚博网站下载这可以减少废物处理成本和限制性许可证条件或特殊许可要求。
• 研发流程的再循环能力最大化最终和中间产品。这可以促进循环经济的发展,提高运营的可持续性。

趋势

有许多化学品行业的发展趋势。以下是一些更广泛的观察到的趋势。

Biobased材亚博网站下载料

Biobased材亚博网站下载料是产品从生物质(生活物质)或创建系统,利用生物质能。生物技术的研究和开发已经增长一段时间,在成功和范围继续扩大。

甚至当石油价格低,创新正在推动着biobased化工产品制造商要求的分数化学品和材料更可持续的消费需求。亚博网站下载

Biobased通用化学品被创建的生物量、碳水化合物为可持续的化学药品市场提供了新的基础。

利用生物质原料在化工行业可以帮助减少温室气体的排放而另外避免化石燃料原料的可用性和成本的变化。

创新生物技术公司工程biobased化学物质可以用来创造更可持续的材料。亚博网站下载biobased产品的不同范围的例子创建目前包括:

• 生物制药
• 农业生化药剂
• 微生物产生的酶应用于工业过程
• Biobased电影触摸屏显示器
• Biobased粘合剂和涂料
• 可生物降解的尿布
• 生物塑料包装

随着发展的继续,化学品领域可能会增强可持续性的过程从而导致节约成本和更高的效率。

药品

COVID-19大流行对性能有巨大影响,计划和优先级的几乎所有行业,包括药品。绝大多数制药企业转移他们的一些研发任务的优先级生产药物有效治疗和预防COVID-19。

随着大流行趋势,此前存在继续要求制药领域的努力。

慢性病的利率和增加全球老年人口的主要影响者继续创新制药的发展。

为了应对长期的医疗条件和COVID-19,化工行业不断受到挑战,要面临不断增长的需求和应用程序专业的化学混合物和新精细化工api。

公司领导在制药行业报告中指出,投资于他们的研发策略和成功是一个主要优先考虑他们的业务,在可预见的未来。

他们预测他们的努力将专注于早期检测,后备的干预和预防,以及新的药物疗法。精细化工行业将需要继续提供创新、高度特定解决方案api,诊断和预防性治疗。¹³

生物仿制药市场持续增长的医疗纳税人和消费者需求疗法以更低的价格。自2013年以来,生物仿制药市场的总量或正在开发增加了208%。

生物仿制药品非常相似但不特定副本的名牌药物没有匹配的成分。

生物仿制药品必须测试和证明提供相同的临床和治疗结果作为市场的品牌药品批准。

化工行业将继续依靠供给创新精细化工,允许不断扩张为可用性、开发和有效性。¹⁴

化学品的回收

先进的回收,转换技术和化学回收利用互换。

的化学回收塑料,使用塑料分解成一个或多个他们最初的构建块,然后作为原料合成不同的化学物质。学期化学回收技术有别于常规机械回收塑料。

机械回收成功更纯净、更现代的塑料,例如,水瓶。

更先进的塑料,如未排序的塑料垃圾,多层塑料、塑料或严重污染,不适合机械回收,这是化学回收是最有效的。

先进的回收采用热或溶剂进一步分解的塑料使用。这大大减少塑料垃圾的体积需要处理通过焚烧或掩埋。结合成功的机械回收,这样可以减少石油等不可再生资源的使用。

化学品制造业领域正在慢慢增加其使用回收原料。亚博网站下载某些企业甚至建筑塑料回收流程的生产设施。这些实践将进步的发展循环经济,加强产业。

的三个主要技术先进的回收:

• 解聚的塑料分子的化学键断裂释放其单体构件,这样他们可以利用其他化学合成。
• 转换的塑料分子的化学键断裂和重组分子产生化学原料和有机碳氢化合物相似商品的化学物质。
• 净化利用溶剂来溶解塑料添加剂可以被删除,创建一个纯净的聚合物树脂。

纳米技术

一些令人兴奋的发展引入的化学行业正在生产的不断增加数量的纳米技术,包括使用纳米粒子在药物输送和催化剂。yabo214

催化剂

催化剂是依靠化学工业在生产工作流程以提高反应时间。纳米技术的开发人员的目标是创建高活性和选择性的催化剂,长寿命和低能量需求。

达到这些性能特点仔细评估的主要物理和化学特征发展的粒子,例如:yabo214

• 形状、大小和空间分布
• 电气结构和表面组成
• 化学和热稳定性

在精细化工行业,nanocarbon粒子被用作催化剂。yabo214

与传统的碳材料相比,纳米级碳颗粒有优势,因为新的研究nanoca亚博网站下载rbon曲率,杂原子掺杂、优化电子转移和监禁。yabo214

更多种类的nanocatalysts被设计用于工业使用,其中包括基于氧化物和金属。^15日16

表4。来源:PerkinElmer

碳基Nanocatalysts	金属Nanocatalysts
石墨 石墨烯 碳纳米管(CNT) 三维多孔nanocarbons	铂族金属 钛、钴、银、铁、铝、镍、他人 金属氧化物

药物输送

的药物治疗,正在利用纳米粒子作为药物输送系统。yabo214金属、脂质、碳和聚合物是当今的一些经常使用药物输送纳米粒子的材料。亚博网站下载yabo214

纳米颗粒系统提供很多好处相比传统交付技术像胶囊和片剂。优势包括:

• 降低细胞毒性
• 更具体的目标
• 持续控制释放
• 交付不溶性的药物
• 改进的生物分布和代谢

纳米颗粒输送系统继续解决药物疗法的挑战,例如,准确地描述分子目标,克服目标细胞的耐药性和移动跨血脑屏障药物。^{16、17、18岁}

4.0行业

4.0行业被称为第四工业革命,并有充分的理由。4.0产业的结合是一个先进的数字技术平台与物理设备的制造业务,产生完美的集成系统在过程。

提供的实时连续数据采集physical-digital互连系统,加强沟通。

平台对数据的高级分析和创建自动化控制操作和见解的关键业务和操作参数,如:

• 能源效率
• 工作流程优化和QA / QC
• 安全管理
• 供应链管理
• 预防性维护

4.0产业逐渐被采用化学行业。新的或者增强的产品的研究和开发是一个领域,已经开始使用集成的系统。

先进的分析平台可以利用材料参数和历史数据限制研发失败,执行产品模拟,提高实验室检测的效果亚博网站下载。

总结

化工行业经历了重大的创新和增长在过去的150年里。无疑将继续开发新材料,技术和用途广泛的设计各领域内依赖于化学物质。亚博网站下载

先进的分析平台和能力将化学行业的成功的一个基础部分,它支持的公司。

引用

1. 密歇根州立大学,2020。化学品:背景。https://globaledge.msu.edu/industries/chemicals/background
2. 亚博老虎机网登录科学博物馆。2018。淡紫色的狂热。https://blog.亚博老虎机网登录sciencemuseum.org.uk/mauve-mania/
3. Syntor》2019。精细化学品英国的历史。https://www.syntor.co.uk/history-fine-chemicals-uk/
4. 史密斯J.K. 1988。第二次世界大战,美国化学工业的转型。https://doi.org/10.1007/978 - 94 - 017 - 2958 - 1 _2
5. Statista》2020。全球化工行业的收入2002 - 2019。https://www.statista.com/statistics/302081/revenueof-global-chemical-industry/
6. 欧洲化学工业委员会。2020年欧洲化学工业的事实和数字。https://cefic.org/a-pillar-of-the-european-economy/
7. 绝对的报告。2019。2019年全球精细化工市场公司,地区,类型和应用,预测到2024年。https://www.absolutereports.com/global -细-化工-市场- 14427113
8. Grandview研究。2017。2025年医药精细化工市场价值1537亿美元。https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-pharmaceutical-finechemicals-market
9. Grandview研究。2020。特种化学品市场规模,分享产品和趋势分析报告(机构和工业吸尘器,风味和芳香剂,食品和饲料添加剂),通过地区和部分预测,2020 - 2027。https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/specialty-chemicals-market
10. 他的Markit。2020。特种化学品行业的概述。https://ihsmarkit.com/products/specialty-chemicals-industry-scup.html
11. 化学与工程新闻》2020。化学公司第二季度COVID-19预览的影响。https://cen.acs.org/business/economy/Chemical-companies-preview-secondquarter/98/i28
12. 普华永道。2020年。2020年中化学品交易见解。https://www.pwc.com/us/en/industries/industrial-products/library/chemicals-deals-insights.html
13. 德勤》2020。生物制药领导人优先研发、技术改造和全球市场的存在。https://www2.deloitte.com/us/en/insights/industry/life-亚博老虎机网登录sciences/pharmaceuticalindustry-trends.html
14. 癌症治疗中心的美国》2018。有什么区别呢?生物仿制和仿制药。https://www.cancercenter.com/community/blog/2018/12/whats-thedifference-biosimilar-and-generic-drugs
15. Figueiredo,何塞。2017年。应用Nanocarbon催化材料:应用在化工、能源开亚博网站下载发和环境保护。https://doi.org/10.1002/9783527699827.ch3
16. 国家纳米技术计划》2020。效益和应用程序。https://www.nano.gov/you/nanotechnology-benefits
17. Ghaffari Maryam et al . 2019。纳米材料的工业应用,第十七章:药物的纳米技术。亚博网站下载https://doi.org/10.1016/b978 - 0 - 12 - 815749 - 7.00017 - 7
18. Moghis, Ahmad et al . 2012。脂质纳米技术,第七章:纳米技术在制药中的应用发展。https://doi.org/10.1016/b978 - 0 - 9818936 - 7 - 9.50010 x

这些信息已经采购,审核并改编自PerkinElmer提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问PerkinElmer。