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生物科學(xué)

是的，原創(chuàng)是沒有必要刻意地去想，我覺得真實(shí)的就是感人的。

吳宇辰

石油又稱原油，是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物，與煤一樣屬于化石燃料。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8~1.0克/厘米，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30~-60攝氏度），沸點(diǎn)范圍為常溫到500攝氏度以上，可容于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83%~87%）、氫（11%~14%），其余為硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵等）。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95%~99%，含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。不同產(chǎn)地的石油中，各種烴類的結(jié)構(gòu)和所占比例相差很大，但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油；以環(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油；介于二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點(diǎn)是含蠟較多，凝固點(diǎn)高，硫含量低，鎳、氮含量中等，釩含量極少。除個(gè)別油田外，原油中汽油餾分較少，渣油占1/3。組成不同類的石油，加工方法有差別，產(chǎn)品的性能也不同，應(yīng)當(dāng)物盡其用。大慶原油的主要特點(diǎn)是含蠟量高，凝點(diǎn)高，硫含量低，屬低硫石蠟基原油。
   石油的發(fā)現(xiàn)、開采和直接利用由來已久，加工利用并逐漸形成石油煉制（簡稱煉制）工業(yè)始于19世紀(jì)30年代，到20世紀(jì)40~50年代形成的現(xiàn)代煉油工業(yè)，是最大的加工工業(yè)之一。19世紀(jì)30年代起，陸續(xù)建立了石油蒸餾工廠，產(chǎn)品主要是燈用煤油，汽油沒有用途當(dāng)廢料拋棄。19世紀(jì)70年代建造了潤滑油廠，并開始把蒸餾得到的高沸點(diǎn)油做鍋爐燃料。19世紀(jì)末內(nèi)燃機(jī)的問世使汽油和柴油的需求猛增，僅靠原油的蒸餾（即原油的一次加工）不能滿足需求，于是誕生了以增產(chǎn)汽、柴油為目的，綜合利用原由各種成分的原油二次加工工藝。如1913年實(shí)現(xiàn)了熱裂化，1930年實(shí)現(xiàn)了焦化，1930年實(shí)現(xiàn)了催化裂化，1940年實(shí)現(xiàn)了催化重整，此后加氫技術(shù)也迅速發(fā)展，這就形成了現(xiàn)代的石油煉制工業(yè)。20世紀(jì)50年代以后，石油煉制為化工產(chǎn)品的發(fā)展提供了大量原料，形成了現(xiàn)代的石油化學(xué)工業(yè)。1996年全世界的石油加工能力為38億噸，我國為1.4億噸。大型煉油廠的年加工能力已超過1000萬噸。
   石油產(chǎn)品可分為：石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。其中，各種燃料產(chǎn)量最大，約占總產(chǎn)量的90%；各種潤滑劑品種最多，產(chǎn)量約占5%。各國都制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)生產(chǎn)和使用的需要。

吳宇辰

前述各裝置生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品，為滿足商品要求，除需進(jìn)行調(diào)合、添加添加劑外，往往還需要進(jìn)一步精制，除去雜質(zhì)，改善性能以滿足實(shí)際要求。常見的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物，以及混在油中的蠟和膠質(zhì)等不理想成分。它們可使油品有臭味，色澤深，腐蝕機(jī)械設(shè)備，不易保存。除去雜質(zhì)常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。酸精制是用硫酸處理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制時(shí)殘留的硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用，故稱酸堿精制。脫臭是針對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭。硫醇含量高時(shí)會(huì)引起油品生膠質(zhì)，不易保存?？刹捎么呋瘎┐嬖谙?，先用堿液處理，再用空氣氧化。加氫是在催化劑存在下，于300~425攝氏度，1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進(jìn)油品的儲(chǔ)存性能和腐蝕性、燃燒性，可用于各種油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié)晶，影響流動(dòng)性能，并易于堵塞管道。脫蠟對航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分，以改善組成和顏色。有時(shí)需要脫蠟。白土精制一般放在精制工序的最后，用白土（主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。
   酸精制是用硫酸處理油品，可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制是用燒堿水溶液處理油品，如汽油、柴油、潤滑油，可除去含氧化合物和硫化物，并可除去酸精制時(shí)殘留的硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用，故稱酸堿精制。脫臭是針對含硫高的原油制成的汽、煤、柴油，因含硫醇而產(chǎn)生惡臭，硫醇含量高時(shí)會(huì)引起油品生膠質(zhì)，不易保存?？刹捎么呋瘎┐嬖谙拢扔脡A液處理，再用空氣氧化。加氫是在催化劑存在下于300~425攝氏度，1.5兆帕壓力下加氫，可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì)，改進(jìn)油品的儲(chǔ)存性能和腐蝕性、燃燒性，可用于各種油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟，在低溫下形成蠟的結(jié)晶，影響流動(dòng)性能，并易于堵塞管道。脫蠟對航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分，以改善組成和顏色。有時(shí)需要脫蠟。白土精制一般放在精制工序的最后，用白土（主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成）吸附有害的物質(zhì)。潤滑油原料主要來自原油的蒸餾，潤滑油最主要的性能是粘度、安定性和潤滑性。生產(chǎn)潤滑油的基本過程實(shí)質(zhì)上是除去原料油中的不理想組分，主要是膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和含硫、氮、氧的化合物以及蠟、多環(huán)芳香烴，這些組分主要影響粘度、安定性、色澤。方法有溶劑精制、脫蠟和脫瀝青、加氫和白土精制。溶劑精制是利用溶劑對不同組分的溶解度不同達(dá)到精制的目的，為絕大多數(shù)的潤滑油生產(chǎn)過程所采用。常用溶劑有糠醛和苯酚。生產(chǎn)過程與重整裝置的芳香烴抽提相似。溶劑脫蠟是除去潤滑油原料中易在低溫下產(chǎn)生結(jié)晶的組分，主要指石蠟，脫蠟采用冷結(jié)晶法，為克服低溫下粘度過大，石蠟結(jié)晶太小不便過濾，常加入對蠟無溶解作用的混合溶劑，如甲苯－甲基乙基酮，故脫蠟常稱為酮苯脫蠟。

吳宇辰

現(xiàn)代石油工業(yè)若從1859年算起，已有近140年的歷史。然而開發(fā)地質(zhì)學(xué)的出現(xiàn)還不到50年，它是石油開發(fā)深入發(fā)展的產(chǎn)物，隨石油開發(fā)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，作為一個(gè)成熟的學(xué)科而高速發(fā)展則是近20年的事情。
   早期的石油工業(yè)，石油勘探由地質(zhì)家為主體來進(jìn)行，油氣田發(fā)現(xiàn)以后交由石油工程師管理開采，地質(zhì)家不參與石油開采活動(dòng)。美國石油地質(zhì)家協(xié)會(huì)〈AAPG〉與石油工程師協(xié)會(huì)（SPE〉的成立，以及它們在學(xué)術(shù)會(huì)議、出版物上表現(xiàn)出的學(xué)術(shù)分工，也非常明顯地反映了這一歷史分割．這是由當(dāng)時(shí)石油開發(fā)的水平所決定的。本世紀(jì)30年代以前，油田發(fā)現(xiàn)以后，油田主搶占租地，搶先鉆生產(chǎn)井采油，油田開發(fā)比較盲目，是所謂“掠奪式開采”的階段。這以美國30年代初發(fā)現(xiàn)并投入開采的東得克薩斯大油田最為典型。該油田1930年9月發(fā)現(xiàn)，很多公司蜂擁而上，到1932年底就鉆成近萬口采油井，10年內(nèi)在560平方公里含油面積內(nèi)鉆成26000口生產(chǎn)井。油井出現(xiàn)明顯的井間干擾，過早見水，產(chǎn)量遞減過快等，促使石油工程師們采用限制井距和單井產(chǎn)量來保護(hù)油田的生產(chǎn)，油田開發(fā)轉(zhuǎn)入了“保守開采”階段。當(dāng)時(shí)美國得州的鐵道委員會(huì)所提出的限制井距和單井配產(chǎn)的法規(guī)代表了30到40年代石油開采的主導(dǎo)戰(zhàn)略思想。這時(shí)石油開發(fā)還處于僅僅利用油田天然能量開采的階段，雖然促進(jìn)了油層物理、滲流力學(xué)以及油藏工程等學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，但開發(fā)地質(zhì)仍處于“籠而統(tǒng)之、大平均”的油藏概念水平，一張構(gòu)造圖、一張等厚圖以及幾個(gè)平均參數(shù)，完全可以滿足開發(fā)需要。真正的開發(fā)地質(zhì)學(xué)不可能在此時(shí)產(chǎn)生。40年代，由于污水回注，帶來油田開發(fā)的一次歷史性革命；注水開發(fā)（西方當(dāng)時(shí)稱二次采油）在50年代很快成為普遍工業(yè)性應(yīng)用的主導(dǎo)開發(fā)方式。這一歷史性的變革是開發(fā)地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生并逐步成熟、獨(dú)立的主要契機(jī)和動(dòng)力。
   注水開發(fā)首先遇到的問題是儲(chǔ)層連續(xù)性和連通性問題，沒有分單層的儲(chǔ)層等時(shí)對比，就不可能搞清每個(gè)儲(chǔ)層的連續(xù)性和連通性，這正是為什么早期開發(fā)地質(zhì)工作者把油層的小層（單層）對比作為最基礎(chǔ)和最重要的工作討論和攻關(guān)的主要原因。注水開發(fā)緊接著遇到的第二個(gè)問題是儲(chǔ)層客觀存在的非均質(zhì)性問題，儲(chǔ)層各種尺度的非均質(zhì)性極大地影響到注水開發(fā)效果。當(dāng)然早期注意的是層間、平面比較宏觀規(guī)模的非均質(zhì)性。這就要求把每口井每個(gè)儲(chǔ)層的巖石物理屬性求準(zhǔn)，從而掌握它們的空間分布規(guī)律。這些逐漸被人們認(rèn)識(shí)到的注水開發(fā)中必須進(jìn)一步深入研究的油藏地質(zhì)問題，突破了“籠而統(tǒng)之、大平均”的傳統(tǒng)地質(zhì)工作方法，不僅促使開發(fā)地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展，而且可以這樣說，開發(fā)地質(zhì)、油藏描述、儲(chǔ)層表征以及相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展到今日，仍然要解決這兩個(gè)基礎(chǔ)問題，只是深度上、精度上不斷提高。
   開發(fā)地質(zhì)學(xué)的出現(xiàn)和萌芽時(shí)期，可以蘇聯(lián)米爾欽克于1946年出版的《油礦地質(zhì)學(xué)》和美國L.w.里諾編撰于1949年出版的《地下地質(zhì)學(xué)》為標(biāo)志。后者更多地側(cè)重于錄取和建立鉆孔地質(zhì)剖面的方法；前者更具創(chuàng)立開發(fā)地質(zhì)學(xué)的代表性，這與前蘇聯(lián)比較廣泛地采用注水開發(fā)，并將其應(yīng)用于油田早期開發(fā)，作為一次采油方式有關(guān)。從1975年L.N.馬克西莫夫編寫的《油田開發(fā)地質(zhì)基礎(chǔ)》來看，前蘇聯(lián)開發(fā)地質(zhì)學(xué)已比較成熟，而美國正式出版的《石油開發(fā)地質(zhì)學(xué)》在1979年才由塔爾薩大學(xué)的P．A．迪基完成。

吳宇辰

我國成品油價(jià)格改革的總目標(biāo)是市場競爭形成價(jià)格。但在從目前的定價(jià)機(jī)制向市場定價(jià)的過渡階段，還將采用政府定價(jià)的方式。政府所制定的國內(nèi)成品油價(jià)格應(yīng)該體現(xiàn)兩個(gè)原則：既要與國際市場價(jià)格相接軌，反映國際市場價(jià)格的變化，又要體現(xiàn)成品油價(jià)格的地區(qū)性，與我國的具體國情相結(jié)合?？梢岳绵徑鼑H市場價(jià)格為基礎(chǔ)價(jià)格，在此基礎(chǔ)價(jià)格之上，通過考慮本國的居民消費(fèi)水平、煉廠的成本、不同市場的差異、市場的供求情況等影響因素，確定一個(gè)合理的價(jià)格調(diào)整系數(shù)，對基礎(chǔ)價(jià)格進(jìn)行調(diào)整，從而體現(xiàn)成品油價(jià)格的地區(qū)性?；A(chǔ)價(jià)格可以取一個(gè)月的平均值，而調(diào)整系數(shù)則每半年或一年測定一次，并逐步減少調(diào)整的力度。到過渡期結(jié)束時(shí)，將國內(nèi)成品油定價(jià)模式從國家制定指導(dǎo)價(jià)格完全過渡到市場定價(jià)。
   煉廠成本主要是指除原油成本以外的煉油成本。加入WTO以后，歐美等國家由于本身油品消費(fèi)量很大，而且到我國市場的運(yùn)輸距離很遠(yuǎn)，因此估計(jì)其油品不會(huì)大量進(jìn)入我國。而日本則由于資源因素的影響，也不會(huì)成為國內(nèi)油品市場的主要競爭者。因此，未來國內(nèi)市場，我國煉廠成品油的主要競爭對手將是韓國和新加坡等國家。
   我國目前的煉油成本水平不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上國際先進(jìn)水平，而且與亞洲（除日本）的平均水平相比也有比較大的差距。因此，用國際市場成品油價(jià)格到岸完稅后直接作為國內(nèi)成品油價(jià)格的接軌價(jià)格，對國內(nèi)的煉油企業(yè)造成了很大的壓力。成本與價(jià)格的不配比，減少了企業(yè)利潤，甚至導(dǎo)致企業(yè)長時(shí)間虧損，對于我國煉油行業(yè)的發(fā)展也是不利的。因此，要解決這一問題，一方面，企業(yè)應(yīng)該努力降低成本；另一方面，在制定國內(nèi)成品油價(jià)格時(shí)，也要有所考慮。因此，在目前我們?nèi)匀灰獏⒖紘H市場成品油價(jià)格來制定國內(nèi)成品油價(jià)格的情況下，應(yīng)該同時(shí)要考慮到我國經(jīng)濟(jì)制度中與國際慣例不相符合的部分，以及他們所帶來的影響，在價(jià)格以外予以調(diào)整，盡可能地使成本與價(jià)格能夠相互配比。
   一個(gè)國家的消費(fèi)水平代表該國國民的購買能力，消費(fèi)水平較高則能承受較高的價(jià)格，反之則不能承受。我國目前的消費(fèi)水平還遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)達(dá)國家的水平，國民的購買能力相對較低。而且最近幾年來我國物價(jià)一直比較穩(wěn)定，因此國民對國內(nèi)成品油價(jià)格的急劇變化難以理解。在無法承受成品油價(jià)格高位運(yùn)行時(shí)，很多消費(fèi)者只能選擇減少消費(fèi)量甚至停止消費(fèi)。長遠(yuǎn)來看，這種情況對石化行業(yè)的健康發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，制定成品油價(jià)格時(shí)，也要充分考慮中國的國情，照顧國民的消費(fèi)承受能力，制定符合我國國情的調(diào)整系數(shù)，相應(yīng)地調(diào)整成品油價(jià)格。

吳宇辰

柴油需求繼續(xù)加速增長，資源供應(yīng)相對緊張。我國是農(nóng)業(yè)大國，對柴油的需求大于對汽油的需求。盡管煉油企業(yè)已盡可能提高柴汽比，但柴油供應(yīng)仍緊張。由于2000年我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長緩慢，估計(jì)2001年國家會(huì)采取一定措施加速農(nóng)業(yè)發(fā)展，同時(shí)西部大開發(fā)也將加大基本設(shè)施建設(shè)力度，因此，2001年我國柴油需求仍將十分強(qiáng)勁。鑒于國內(nèi)各煉廠進(jìn)一步大幅提高柴汽比的可能性不大，2001年國家仍會(huì)限制汽柴油進(jìn)口，因此，2001年國內(nèi)柴油資源仍將比較緊張。
   我國是亞洲最大的燃料油進(jìn)口國，1999年共進(jìn)口燃料油1407萬噸。2000年1到12月份我國共進(jìn)口燃料油1120萬噸，不斷高漲的國際原油價(jià)格在一定程度上抑制了國內(nèi)燃料油的消費(fèi)需求，有些燃料油最終用戶已用較便宜的煤部分替代了燃料油的使用，有些燃油小發(fā)電廠則關(guān)閉或改用其他能源，因此，燃料油需求量與進(jìn)口量與1999年相比減少約290萬噸。我國正考慮在今后幾年內(nèi)提高天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量，這勢必加劇燃料油與天然氣的競爭。年處理能力300萬噸的廣東液化天然氣（LNG）接收終端項(xiàng)目2005年在深圳建設(shè)完成后，廣東將率先使用LNG。2003年隨著西氣東輸管道建設(shè)項(xiàng)目的完成，上海大多數(shù)燃油發(fā)電廠及鋼鐵廠也都將改用天然氣作燃料。對燃料油消費(fèi)構(gòu)成的競爭還有可能來自渤海灣盆地的重質(zhì)原油。估計(jì)2000年渤海灣油田的重質(zhì)原油產(chǎn)量將在1999年45205桶/日的基礎(chǔ)上提高30%。盡管如此，近來我國船用燃料油需求的快速增長，將減弱燃料油需求的下降速度。預(yù)計(jì)2001年船用燃料油銷售量將從2000年的250萬噸增加到2001年的300萬噸。2001年國內(nèi)燃料油仍將供不應(yīng)求，需要大量進(jìn)口，但進(jìn)口量可能比2000年略有下降。
   煤油需求與生產(chǎn)繼續(xù)快速增長，但仍需要進(jìn)口，特別是高品質(zhì)煤油。近年來我國民航運(yùn)量持續(xù)以近10%的年增長率增長，煤油也隨之成為汽煤柴需求中增長最快的成品油。1995至1999年間，汽油消費(fèi)量年均增長5.7%，煤油消費(fèi)量年均增長13%，柴油消費(fèi)量年均增長10%。2000年以來，雖然油價(jià)大幅上漲，但民航運(yùn)量仍增長較快。預(yù)計(jì)，2001年我國煤油需求仍會(huì)以較快的速度增長。2000年由于我國增加了煤油的生產(chǎn)，煤油的供需矛盾有所改善。估計(jì)2001年我國煤油缺口會(huì)進(jìn)一步縮小，但仍需一定的進(jìn)口，特別是高品質(zhì)煤油。
   石腦油需求適度增長，國內(nèi)供需基本平衡。由于環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，人們對綠色食物的需求越來越大、要求越來越高，再加上生態(tài)保護(hù)和退耕還林力度的加大，2000年我國農(nóng)藥和無機(jī)化肥需求下跌，抑制了化工輕油的增長速度。2000年以來我國石腦油已不再需要進(jìn)口，并已從1999年的凈進(jìn)口國變?yōu)閮舫隹趪?。估?jì)2001年我國石腦油供需將基本平衡，略有出口。

吳宇辰

進(jìn)入21世紀(jì)，在世界市場上影響日益增長的產(chǎn)品是葉面肥、緩釋和控制釋放肥料以及摻有硝化抑制劑或尿酶抑制劑的穩(wěn)定化肥料。
   傳統(tǒng)氮肥、磷肥生產(chǎn)工藝在節(jié)能及節(jié)約資源方面均存在嚴(yán)重的弊端。我國用于生產(chǎn)化肥消耗的能源，自1995年起每年超過6000萬噸標(biāo)煤，約占全國能源總產(chǎn)量的5％，而生物固氮可在溫和條件下進(jìn)行，絕對優(yōu)于傳統(tǒng)肥料工藝。種植大豆，其根瘤菌每年每公頃可固定約90千克氮。1999年我國種植大豆820萬公頃，美國為2933萬公頃，比我國多2113萬公頃，這就意味著美國利用生物固氮比我國多利用了190萬噸大氣氮。若以氮素利用率35％計(jì)算，1180萬噸尿素才能提供190萬噸可利用的氮。
   傳統(tǒng)磷肥工藝，是將低品位磷礦（我國及世界磷礦平均品位均為17％ P2O5左右），經(jīng)選礦富集至含30％ P2O5以上，再加工成含P2O5 40~50％的高濃度磷肥，其中的大部分又用于進(jìn)一步加工為含氮磷鉀25~40％的中、低濃度復(fù)混肥料，最終施入土壤，再度分散在耕作層中。在耕作層中的肥料P2O5濃度在0.01％以下。初始態(tài)的P2O5越低，終態(tài)的P2O5越高，需外加能量越多，加工過程中的物耗越大。因此，可以看出傳統(tǒng)的高濃度磷肥的生產(chǎn)工藝是極不合理的。1998年我國生產(chǎn)鈣鎂磷肥538.1萬噸實(shí)物，直接使用了470萬噸低品位磷礦；而美國以平均含33％ P2O5的磷精礦生產(chǎn)磷銨，這意味著我國通過生產(chǎn)鈣鎂磷肥比美國多直接利用了470萬噸低品位磷礦，因此我國對磷礦資源的利用比美國合理。磷礦是不可再生的有限資源，據(jù)1989年日本磷資源研究所預(yù)測，世界磷礦的開采壽命每噸35美元以下的磷礦為50～60年，每噸100美元的磷礦為100~110年，每噸200美元的磷礦雖然更多，但作為磷肥原料的磷礦石壽命不過200年左右。所以，在21世紀(jì)合理利用有限的磷資源是很重要的。
   為了21世紀(jì)工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)研究以能耗最低，對環(huán)境排放量最小為目標(biāo)的生態(tài)工藝學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝。如低濃度、低能耗肥料工藝的開發(fā)；低排放、零排放肥料工藝的開發(fā)，在土壤中的行為接近自然肥料的緩釋控釋肥料的開發(fā)以及工農(nóng)業(yè)廢棄物、污水、污泥的無害化處理并轉(zhuǎn)化為緩釋肥料等均符合生態(tài)肥料工藝。進(jìn)入21世紀(jì)，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、有機(jī)無機(jī)生物肥在國內(nèi)許多展覽會(huì)、雙交會(huì)上成交，且有壓倒氮磷鉀復(fù)混肥之勢。在有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥中，21世紀(jì)可能得到大規(guī)模發(fā)展的是以處理過的畜禽糞便為主，配以少量化學(xué)肥料的有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥。這是因?yàn)樾笄菁S便在美國、西歐、日本是引起水體硝酸鹽污染、磷富營養(yǎng)化的主要因素之一。據(jù)稱西歐、日本均制訂有單位耕地面積或單位牧場牲畜頭數(shù)的限制。1999年美國農(nóng)業(yè)部發(fā)表了有關(guān)農(nóng)業(yè)中磷素與水體富營養(yǎng)化的調(diào)查報(bào)告，調(diào)查了農(nóng)場磷的投入與產(chǎn)出之差，發(fā)現(xiàn)耕種作物的農(nóng)場，每公頃每年余剩2.2千克磷，養(yǎng)豬場、奶牛場分別余剩39千克、19千克磷，而養(yǎng)雞場余剩的磷更多。由于禽畜場附近土壤中磷大量余剩，使美國有26個(gè)州50％以上的農(nóng)地含磷超過土壤營養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)。禽畜糞便使土壤中可給態(tài)磷濃度增加，遇暴雨引起磷的淋溶，而使水體富營養(yǎng)化。為此，美國一些州根據(jù)土壤中可給態(tài)磷濃度及其他因素，制定了表示磷淋溶程度的“磷指數(shù)”。若磷指數(shù)高于某個(gè)值，則要停止或限制一切無機(jī)、有機(jī)磷的施用。最近獲悉，美國明尼蘇達(dá)州即將通過法律在某些地區(qū)禁止銷售一切含磷肥料。我國可耕地及多年生作物面積僅為美國的75％，而雞養(yǎng)殖數(shù)，豬、牛存欄數(shù)分別為美國的2倍、6.9倍及1.1倍，我國禽畜糞便對水體的1999年全國禽畜糞便產(chǎn)生量約為19億噸，是工業(yè)固體廢棄物的2.4倍，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為我國污染新大戶。

吳宇辰

進(jìn)入21世紀(jì)，在世界市場上影響日益增長的產(chǎn)品是葉面肥、緩釋和控制釋放肥料以及摻有硝化抑制劑或尿酶抑制劑的穩(wěn)定化肥料。
   傳統(tǒng)氮肥、磷肥生產(chǎn)工藝在節(jié)能及節(jié)約資源方面均存在嚴(yán)重的弊端。我國用于生產(chǎn)化肥消耗的能源，自1995年起每年超過6000萬噸標(biāo)煤，約占全國能源總產(chǎn)量的5％，而生物固氮可在溫和條件下進(jìn)行，絕對優(yōu)于傳統(tǒng)肥料工藝。種植大豆，其根瘤菌每年每公頃可固定約90千克氮。1999年我國種植大豆820萬公頃，美國為2933萬公頃，比我國多2113萬公頃，這就意味著美國利用生物固氮比我國多利用了190萬噸大氣氮。若以氮素利用率35％計(jì)算，1180萬噸尿素才能提供190萬噸可利用的氮。
   傳統(tǒng)磷肥工藝，是將低品位磷礦（我國及世界磷礦平均品位均為17％ P2O5左右），經(jīng)選礦富集至含30％ P2O5以上，再加工成含P2O5 40~50％的高濃度磷肥，其中的大部分又用于進(jìn)一步加工為含氮磷鉀25~40％的中、低濃度復(fù)混肥料，最終施入土壤，再度分散在耕作層中。在耕作層中的肥料P2O5濃度在0.01％以下。初始態(tài)的P2O5越低，終態(tài)的P2O5越高，需外加能量越多，加工過程中的物耗越大。因此，可以看出傳統(tǒng)的高濃度磷肥的生產(chǎn)工藝是極不合理的。1998年我國生產(chǎn)鈣鎂磷肥538.1萬噸實(shí)物，直接使用了470萬噸低品位磷礦；而美國以平均含33％ P2O5的磷精礦生產(chǎn)磷銨，這意味著我國通過生產(chǎn)鈣鎂磷肥比美國多直接利用了470萬噸低品位磷礦，因此我國對磷礦資源的利用比美國合理。磷礦是不可再生的有限資源，據(jù)1989年日本磷資源研究所預(yù)測，世界磷礦的開采壽命每噸35美元以下的磷礦為50～60年，每噸100美元的磷礦為100~110年，每噸200美元的磷礦雖然更多，但作為磷肥原料的磷礦石壽命不過200年左右。所以，在21世紀(jì)合理利用有限的磷資源是很重要的。
   為了21世紀(jì)工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)研究以能耗最低，對環(huán)境排放量最小為目標(biāo)的生態(tài)工藝學(xué)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝。如低濃度、低能耗肥料工藝的開發(fā)；低排放、零排放肥料工藝的開發(fā)，在土壤中的行為接近自然肥料的緩釋控釋肥料的開發(fā)以及工農(nóng)業(yè)廢棄物、污水、污泥的無害化處理并轉(zhuǎn)化為緩釋肥料等均符合生態(tài)肥料工藝。進(jìn)入21世紀(jì)，有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、有機(jī)無機(jī)生物肥在國內(nèi)許多展覽會(huì)、雙交會(huì)上成交，且有壓倒氮磷鉀復(fù)混肥之勢。在有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥中，21世紀(jì)可能得到大規(guī)模發(fā)展的是以處理過的畜禽糞便為主，配以少量化學(xué)肥料的有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥。這是因?yàn)樾笄菁S便在美國、西歐、日本是引起水體硝酸鹽污染、磷富營養(yǎng)化的主要因素之一。據(jù)稱西歐、日本均制訂有單位耕地面積或單位牧場牲畜頭數(shù)的限制。1999年美國農(nóng)業(yè)部發(fā)表了有關(guān)農(nóng)業(yè)中磷素與水體富營養(yǎng)化的調(diào)查報(bào)告，調(diào)查了農(nóng)場磷的投入與產(chǎn)出之差，發(fā)現(xiàn)耕種作物的農(nóng)場，每公頃每年余剩2.2千克磷，養(yǎng)豬場、奶牛場分別余剩39千克、19千克磷，而養(yǎng)雞場余剩的磷更多。由于禽畜場附近土壤中磷大量余剩，使美國有26個(gè)州50％以上的農(nóng)地含磷超過土壤營養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)。禽畜糞便使土壤中可給態(tài)磷濃度增加，遇暴雨引起磷的淋溶，而使水體富營養(yǎng)化。為此，美國一些州根據(jù)土壤中可給態(tài)磷濃度及其他因素，制定了表示磷淋溶程度的“磷指數(shù)”。若磷指數(shù)高于某個(gè)值，則要停止或限制一切無機(jī)、有機(jī)磷的施用。最近獲悉，美國明尼蘇達(dá)州即將通過法律在某些地區(qū)禁止銷售一切含磷肥料。我國可耕地及多年生作物面積僅為美國的75％，而雞養(yǎng)殖數(shù)，豬、牛存欄數(shù)分別為美國的2倍、6.9倍及1.1倍，我國禽畜糞便對水體的1999年全國禽畜糞便產(chǎn)生量約為19億噸，是工業(yè)固體廢棄物的2.4倍，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為我國污染新大戶。

吳宇辰

專家認(rèn)為，當(dāng)代世界塑料行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)在于塑料改性、塑料制品的涂布、廢塑的快速生物降解，以及塑料的回收再利用等。歐美一些廠商已以線性乙烯－烯共聚物與乙烯－醋酸乙烯共聚物混料生產(chǎn)PA袋，產(chǎn)品適于包裝冰淇淋、乳脂類等食品。特別值得一提的是，在塑料包裝行業(yè)引人注目的是PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）新型聚酯包裝材料。由于PEN的分子結(jié)構(gòu)與PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）相似，只是以萘環(huán)代替了苯環(huán)，因此PEN比PET具有更優(yōu)異的阻隔性，特別是阻氣性和防紫外線性，其耐熱性也好（普通非晶態(tài)PEN熱變形溫度達(dá)100攝氏度，而PET僅為70攝氏度）。隨著工業(yè)化手段生產(chǎn)PEN，不久的將來，PEN必將大量進(jìn)入食品包裝領(lǐng)域，引發(fā)PET之后的又一次包裝革命。
   茂金屬是過渡金屬與環(huán)戊二烯相連所形成的有機(jī)金屬配位化合物。茂金屬化聚烯烴即是以茂金屬配位化合物為催化劑，進(jìn)行烯烴聚合反應(yīng)所制得的聚合物。茂金屬聚合物具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如加工性能好、強(qiáng)度高、高剛性及透明性好等，因而受到人們的關(guān)注，也因此推出了許多新品種。茂金屬塑料將直接沖擊PP、MDPE、LLDPE、彈性體等塑料市場。目前PE在世界市場上的需求量為4000萬噸，預(yù)計(jì)到2005年增至5000萬噸，所增加部分多為茂金屬聚乙烯。茂金屬塑料具有許多優(yōu)點(diǎn)，如好的光澤、高的熔體強(qiáng)度及薄膜穩(wěn)定性，適用于食品包裝領(lǐng)域。
   國外大量開發(fā)多功能性復(fù)合膜，以使其功能進(jìn)一步細(xì)化，例如：耐寒膜可耐-18攝氏度、-20攝氏度、-35攝氏度低溫環(huán)境；對PP作防潮處理制成的防潮膜，其系列產(chǎn)品可分為防潮、防結(jié)露、防蒸汽、可調(diào)節(jié)水分等幾種類型；防腐膜可包裝易腐、酸度大、甜度大的食品；摩擦膜堆垛穩(wěn)定；特種PE膜耐腐蝕；防蛀膜中添加了無異味防蟲劑；雙向拉伸尼龍66耐熱膜取代雙向拉伸尼龍6膜包裝食品，可耐140攝氏度的高溫；保鮮膜密封性、防霉性好，無冷凝結(jié)露現(xiàn)象；水調(diào)節(jié)膜能吸收水果釋放的乙烯氣體；新型專用食品包裝膜可提高食品包裝的保香性；非結(jié)晶尼龍膜透明度類似玻璃；高屏蔽膜可保色、香、味、營養(yǎng)指標(biāo)及口感質(zhì)量的穩(wěn)定性；金屬保護(hù)膜采用LDPE改性薄膜包裝液態(tài)產(chǎn)品，在低溫環(huán)境下可熱封。
   當(dāng)今國外推出一些塑料新工藝，歐洲市場推出以PVC透明卷材代替吹塑成型中空容器，可減重50％，在5~9層共擠薄膜工藝中，以回收塑料作中間層，可降低成本費(fèi)用，層厚由微處理反饋控制。日本推出PET與PC共擠工藝，產(chǎn)品不僅抗熱性、抗沖擊性、耐污染性、耐藥性均提高，同時(shí)價(jià)格也有所下降。以PP發(fā)泡收縮標(biāo)套用于玻璃瓶，適于90攝氏度巴氏滅菌熱灌裝。英國推出特種PP樹脂注吹包裝瓶，可達(dá)到輕質(zhì)、高強(qiáng)度、厚薄均勻、省原料目的。

吳宇辰

通過幾十年的努力，我國已是世界化肥超級大國，無論從生產(chǎn)與消費(fèi)都從一無所有到雙雙世界奪冠。大量施用化學(xué)肥料，對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用。1999年的統(tǒng)計(jì)資料表明，我國在世界總土地面積7.2%的國土上，以8.9%的世界總耕地，除生產(chǎn)出世界糧食總產(chǎn)量的21.2%，還生產(chǎn)了占世界總產(chǎn)量40%的蔬菜及瓜類，37%的煙葉，36%的花生，26%的禽蛋、肉類，25%的茶葉，23%的油菜籽及芝麻，24%的籽棉，13%的水果，9%的堅(jiān)果及7%的糖。我國花生、芝麻單產(chǎn)為世界平均水平的2.1倍，籽棉為1.95倍，谷物為1.6倍，塊莖作物為1.45倍，糖料作物為1.3倍。現(xiàn)在我國絕大多數(shù)人民豐衣足食，大量施用化學(xué)肥料起了不可替代的作用。
   回顧上個(gè)世紀(jì)世界化肥生產(chǎn)與消費(fèi)的發(fā)展，在20世紀(jì)中葉以前，世界耕地面積與人口同步增長，糧食供應(yīng)的增長幾乎全部依賴耕地面積的擴(kuò)大。但自1950年以后，耕地面積的擴(kuò)大逐步低于人口的增長率，施用化肥成為作物增產(chǎn)的重要措施。1950年至1986年，世界人口由25.2億增加至49.4億噸增加至16.15億噸，增長了2.66倍，這主要得益于肥料使用量由1400萬噸，增加至1.31億噸，增長了9.63倍。世界化肥生產(chǎn)與消費(fèi)在經(jīng)歷了將近40年的快速增長后，進(jìn)入20世紀(jì)90年代，處于相對穩(wěn)定階段。1989到1991年3年中，世界化肥年平均產(chǎn)量為14833.4萬噸，年平均消費(fèi)量為13865.3萬噸，而1998到1999的產(chǎn)量為14725.3萬噸，消費(fèi)量為13735.5萬噸。由此可以看出自上世紀(jì)看成為世界化肥生產(chǎn)與消費(fèi)快速成長的“青少年時(shí)代”，那么，21世紀(jì)化肥行業(yè)將進(jìn)入“壯年時(shí)代”，仍發(fā)揮著不可替代的作用，但不可能再快速增長。
   在21世紀(jì)內(nèi)，世界人口將增加40多億，我國還將增加3億。要使人均年占有糧食377千克、棉花3.7千克、油料17千克、糖料22千克、瓜菜160千克、水果30千克，并假設(shè)生產(chǎn)上述作物所需的氮70%來自化肥、氮肥利用率為35%，所需的磷50%由化肥提供、磷肥利用率為20%，所需的鉀40%來自化肥、鉀肥利用率為50%，并考慮到牧草、飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、速生林木、花卉、苗圃、景觀草坪、運(yùn)動(dòng)場地增加的用肥量占肥料總消費(fèi)量的30%，則每增加1億人口，需增加化肥消費(fèi)量650萬噸?？梢灶A(yù)見，在整個(gè)21世紀(jì)化學(xué)肥料的使用仍將是不可替代的農(nóng)作物增產(chǎn)的重要措施之一。有關(guān)專家在分析化肥對糧食的增產(chǎn)作用、人口增加對糧食的需求及各種相關(guān)因素對化肥施用的影響后預(yù)測，2010年我國需要化肥4800~5000萬噸。若以4900萬噸計(jì)，與1994年全國化肥消費(fèi)量3318萬噸相比，16年平均年增長率為2.5%。筆者曾根據(jù)我國人口增長率，預(yù)測了1994年至2030年（我國人口高峰年）化肥生產(chǎn)增長率：氮肥平均年增長率維持1.5%，便滿足我國氮肥需求的100%；磷肥平均年增長率維持3%，可滿足我國磷肥需求的85%（15%依賴進(jìn)口）；而鉀肥平均年增長率應(yīng)維持7.5%，才能滿足鉀肥30%的自給率。在預(yù)測21世紀(jì)化肥需求時(shí)，可將我國化肥的需求預(yù)測得低一些，以有利于保護(hù)我國資源（礦產(chǎn)及能源），保護(hù)現(xiàn)有的化肥企業(yè)。