科创中国

行业领域

化工

需求背景

一、农业发展需求

提高农作物产量和质量

随着全球人口的不断增长，对粮食的需求也在持续增加。农药作为保障农作物生长的重要手段，其需求也在不断上升。开发新的农药产品和优化生产工艺，可以提高农药的防治效果，减少病虫害对农作物的危害，从而提高农作物的产量和质量。

适应农业可持续发展

传统农药的过度使用可能会导致土壤污染、水源污染、生态破坏等问题。为了实现农业的可持续发展，需要开发更加环保、安全的农药产品和生产工艺。例如，生物农药、绿色农药等新型农药的研发和应用，可以减少对化学农药的依赖，降低环境污染风险。

二、医药行业需求

满足疾病治疗需求

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，对医药产品的需求也在不断增加。医药化工中间体作为医药生产的重要原料，其质量和供应稳定性直接影响到医药产品的质量和疗效。开发新的医药化工中间体和优化生产工艺，可以为医药行业提供更多高质量的原料，满足不同疾病的治疗需求。

提高医药产品质量和安全性

医药产品的质量和安全性直接关系到人们的生命健康。开发新的医药化工中间体和优化生产工艺，可以提高医药产品的纯度和质量，减少杂质和副作用的产生。同时，通过优化生产工艺，可以降低生产成本，提高生产效率，为医药行业的可持续发展提供支持。

需解决的主要技术难题

一、合成路线的设计与优化

复杂分子结构的构建

农药、医药化工中间体和工程塑料新产品往往具有复杂的分子结构，设计合理的合成路线是一个巨大的挑战。需要考虑反应的选择性、收率、成本以及环境友好性等因素。

反应条件的苛刻性

某些合成反应可能需要在高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件下进行，这对设备和工艺控制提出了很高的要求。同时，苛刻的反应条件也可能导致副反应增多、产物分离困难等问题。

二、分离纯化技术

产物与副产物的分离

合成过程中通常会产生副产物和杂质，如何有效地分离出目标产物是一个关键问题。特别是对于结构相似的化合物，分离难度更大。

溶剂的回收与循环利用

合成过程中通常会使用大量的溶剂，溶剂的回收和循环利用不仅可以降低成本，还可以减少对环境的污染。然而，溶剂的回收往往面临着技术难题，如回收效率低、溶剂纯度不高等问题。

三、催化剂的选择与开发

高效催化剂的需求

许多合成反应需要催化剂来提高反应速率和选择性。开发高效、稳定、可重复使用的催化剂是新产品工艺的关键技术难题之一。

催化剂的环境友好性

传统的催化剂可能会对环境造成污染，如重金属催化剂等。开发环境友好型催化剂，如生物催化剂、纳米催化剂等，是当前的研究热点。

四、工艺放大与工程化

实验室成果向工业化生产的转化

实验室中开发的新产品工艺往往需要进行放大和工程化才能实现工业化生产。在这个过程中，可能会遇到各种技术难题，如反应规模效应、设备选型、工艺控制等问题。

安全生产与环保要求

工业化生产需要满足严格的安全生产和环保要求。对于农药、医药化工中间体和工程塑料等产品，生产过程中可能会涉及到有毒有害物质，需要采取有效的安全措施和环保措施。

期望实现的主要技术目标

农药：

高效性：提高农药对病虫害的防治效果，确保在较低的使用剂量下就能达到良好的防治作用，减少农药的使用量和使用频率，降低农业生产成本，同时也减轻对环境的压力。

低毒性：开发对非目标生物（如人畜、有益昆虫、水生生物等）毒性低的农药产品，减少农药对生态环境和人类健康的潜在危害。这就要求在工艺技术上不断改进，降低农药产品中的有害物质含量，或者选择更加安全的原材料和合成路径。

环境友好：研发易降解、残留期短的农药，减少农药在土壤、水体和农产品中的残留，降低对环境的长期污染。

精准施药：结合现代施药技术和装备的发展，研发与精准施药相匹配的农药制剂，提高农药的利用率和对靶沉积率，减少农药的浪费和飘散。

医药化工中间体：

高纯度：医药产品的质量和安全性直接关系到人类的健康，因此医药化工中间体必须具有高纯度。工艺技术目标是通过优化合成路线、改进分离纯化技术等手段，尽可能提高中间体的纯度，减少杂质的含量，确保后续医药产品的质量和疗效。

稳定的质量：在医药生产过程中，中间体的质量稳定性至关重要。工艺技术要确保每一批次的中间体产品都具有稳定的质量，包括化学结构、物理性质、活性等方面。这需要建立严格的质量控制体系，对生产过程中的各个环节进行精确的监控和管理。

绿色环保：随着环保意识的不断提高，医药化工中间体的生产工艺也需要向绿色环保方向发展。减少有机溶剂的使用、降低能源消耗、减少废弃物的排放等都是绿色环保的工艺技术目标。

成本效益：在保证质量和性能的前提下，降低医药化工中间体的生产成本是提高企业竞争力的关键。工艺技术目标包括优化生产流程、提高反应收率、降低原材料消耗、提高设备利用率等，以实现成本的降低和效益的提高。

工程塑料：

高性能：工程塑料需要具备优异的力学性能（如高强度、高韧性、高模量等）、热性能（如耐高温、低热膨胀系数等）、电性能（如高绝缘性、低介电常数等）、耐化学性能等，以满足不同应用领域的需求。工艺技术目标是通过改进合成工艺、添加高性能助剂、优化成型工艺等手段，提高工程塑料的性能指标。

轻量化：随着汽车、航空航天等领域对轻量化材料的需求不断增加，工程塑料的轻量化成为重要的发展方向。工艺技术目标是开发密度更低、比强度更高的工程塑料产品，或者通过结构设计和成型工艺的优化，实现工程塑料制品的轻量化。

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