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为了提高精细化工产品的竞争能力，必须坚持不懈地开展科学研究，注意采用新技术、新工艺和新设备。同时还必须不断研究消费者的心理和需求，以指导新产品的研制开发。企业只有处于不断研制开发新产品的领先地位，才能确保其自身在激烈的竞争面前永远立于不败之地。
1.4.1.1 新产品的分类
（1）按新产品的地域特征分类
①国际新产品 指在世界范围内首次生产和销售的产品。
②国内新产品 指国外已生产而国内首次生产和销售的产品。
③地方或企业新产品 指市场已有，但在本地区或本企业第一次生产和销售的产品。
（2）按新产品的创新和改进程度分类
①全新产品 指具有新原理、新结构、新技术、新的物理和化学特征的产品。
②换代新产品 指生产基本原理不变，部分地采用新技术、新的分子结构，从而使产品的功能、性能或经济指标有显著提高的产品。
③改进新产品 指对老产品采用各种改进技术，使产品的功能、性能、用途等有一定改进和提高的产品。也可以是在原有产品的基础上派生出来而形成的一种新产品。改进新产品的工作，是企业产品开发的一项经常性工作。
1.4.1.2 信息收集与文献检索
信息收集是进行精细化工开发的基础工作之一。企业在开发新产品时，必须充分利用这种廉价的“第二资源”。据统计，现代一项新发明或新技术，90％左右的内容可以通过各种途径从已有的知识中取得信息。信息工作做得好，可以减少科研的风险，提高新产品的开发速度，避免在低水平上的重复劳动。
（1）信息的内容
①化工科技文献中有关的新进展、新发现、最新研究方法或工艺等。
②国家科技发展方向和有关部门科技发展计划的信息。
③有关研究所或工厂新产品、新材料、新工艺、新设备的开发和发展情况的信息。
④有关市场动态、价格、资源及进出口变化的信息。
⑤有关产品产量、质量、工艺技术、原材料供应、消耗、成本及利润的信息。
⑥有关厂家基建投资、技术项目、经济效益、技术经济指标的信息。
⑦国际国内的新标准及三废治理方面的新法规。
⑧使用者对产品的新要求、产品样品及说明书、价目表等。
⑨有关专业期刊或报刊的广告等。
（2）信息的查阅和收集 精细化工信息的来源途径较多，可从中外文科技文献、调查研究、参加各种会议得到，也可以从日常科研和生活中注意随时留心观察和分析获得。目前各图书馆的电子资源较为常用，如中文期刊网全文数据库、维普科技期刊全文数据库、CALIS外文期刊数据库、ASP＋BSP全文数据库、Elsevier期刊、万方学位论文数据库、ProQuest学位论文全文数据库、万方会议论文全文数据库、EI工程索引等。
1.4.1.3 市场预测和技术调查
（1）注意掌握国家产业发展政策 国家产业发展重点的变化，往往导致某些产品的需求量大增而另一些产品的需求量减少，例如建材化工产品受政策影响较大。现在，国家对环境保护的要求日益重视，一些对环境有污染的精细化工产品势必好景不长，例如残余甲醛超标的精细化学品、涂料用的有毒颜料、农业用的剧毒农药将逐渐被淘汰。
（2）了解同种类产品在发达国家的命运 随着现代化水平的提高，人民的生活不断改善，某些正在使用的产品将逐渐被淘汰，新产品也将不断出现。这一过程发达国家比我国较早发生，在这些国家所发生的情况也可能在我国出现，因此他们的经验可以作为我们分析产品前景时的借鉴。在许多专业性刊物，例如《化工科技动态》、《化工新型材料》、《精细与专用化学品》、《精细化工》、《现代化工》等期刊上便经常载有这一类的信息或综述文章，可供了解产品在国外市场上兴起和消亡的情况。
（3）了解产品在国际国内市场上的供求总量及其变化动向 企业应该针对产品在国际国内市场上的总需求量有一个估计。国外市场的需求数量可通过查阅有关数据库或询问外贸部门获得，并应了解需求上升或下降的原因；国内市场的总需求量则可根据用户的总数及典型用户的使用量来估计，并通过了解同类生产厂家的数量、生产规模的情况来估计总供货量，根据需求量与供货量的对比来确定是否生产或生产规模的大小。
（4）注意国家在原料基地建设方面的信息 有些市场较好的化工产品，由于原料来源短缺，无法在国内广泛生产和应用。但若解决了原料来源问题，产品可能很快更新换代。企业对此应有所准备，提前研制采用这些将大批量生产的原料的新产品。
（5）了解产品用户信息 产品用户的生产规模变化及生产经营态势，必然导致产品需求量的变化，如能及时获取信息，将有利于企业作好应变准备。
（6）设法保护本企业的产品 在我国，一旦一种产品销路广、利润高，便容易出现一哄而起的状况。企业对于自己独创的“拳头”产品，应申请专利或采用其他措施进行保护。
（7）技术调查和预测 通过技术调查和预测，了解产品的技术状况与技术发展趋势，本企业能够达到的水平、国内的先进水平以及国际的先进水平。注意收集我国进口精细化工产品的品种和数量、国内销售渠道、样品、说明书、商品标签、生产厂家，以观测国外产品的特色和优点，预测本厂新产品的成本、价格、利润和市场竞争能力等。还要预测可能出现的新产品、新工艺、新技术及其应用范围、预测技术结构和产业结构的发展趋势。
（8）注意“边空少特新”产品发展动向 凡是几个部门的边缘产品、几个行业间的空隙产品、市场需要量少的产品、用户急需的特殊产品和全国最新的产品，一般都易被大企业忽视或因“调头慢”而一时难以生产，却对精细化工企业特别适宜。对于这类产品，往往市场较好，如果一时无法自我开发，也可向研究机构或大专院校直接购买技术投产。
（9）注意本地资源的开发利用 精细化工企业尤其是乡镇企业应注意本地资源的开发利用。例如，在盛产玉米、薯类的地区可发展糠醛、淀粉、柠檬酸、丙酮、丁醇等综合利用产品，并可将这些产品配制成其他利润更高的产品；在动植物油丰富的地区则可发展油脂化工产品，并对产品进行深加工，生产出化妆品或洗涤剂等产品；在有土特产的山区、养蚕区则可发展香料、色素等产品。这类利用本地资源开发的产品的竞争力是很强的，而且生命力一般都比较旺盛。
1.4.1.4 产品的标准化及标准级别
产品标准是对产品结构、规格、质量和检验方法所作的技术规定。它是一定时期和一定范围内具有约束力的产品技术准则，是产品生产、质量检验、选购验收、使用、保管和洽谈贸易的依据。产品标准的内容主要包括：产品的品种、规格和主要成分；产品的主要性能；产品的适用范围；产品的试验、检验方法和验收规则；产品的包装、储存和运输等方面的要求。
（1）国际标准 国际标准是国际上有权威的组织制订、为各国承认和通用的标准，例如国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）所制定的标准。ISO在电子技术以外几乎所有领域里制订国际标准。1983年，ISO出版了《国际标准题录关键词索引》，简称《KWIC索引》。我国国家技术监督局于1994年8月正式加入国际标准化组织。
（2）国家标准 国家标准（GB）是对全国经济、技术发展有重大意义而必须在全国范围内统一的标准。国家标准是国家最高一级和规范性技术文件，是一项重要的技术法规，一经批准发布，各级生产、建设、科研、设计管理部门和企事业单位，都必须严格贯彻执行，不得更改或降低标准。
（3）行业标准 根据《中华人民共和国标准化法》的规定：由我国各主管部、委（局）批准发布，在该部门范围内统一使用的标准，称为行业标准。例如：机械、电子、建筑、化工、冶金、轻工、纺织、交通、能源、农业、林业、水利等等，都制定有行业标准。
在全国某个行业范围内统一的标准。行业标准由国务院有关行政主管部门制定，并报国务院标准化行政主管部门备案。当同一内容的国家标准公布后，则该内容的行业标准即行废止。
行业标准由行业标准归口部门统一管理。行业标准的归口部门及其所管理的行业标准范围，由国务院有关行政主管部门提出申请报告，国务院标准化行政主管部门审查确定，并公布该行业的行业标准代号。
行业标准分为强制性标准和推荐性标准。下列标准属于强制性行业标准：
①药品行业标准、兽药行业标准、农药行业标准、食品卫生行业标准；
②工农业产品及产品生产、储运和使用中的安全、卫生行业标准；
③工程建设的质量、安全、卫生行业标准；
④重要的涉及技术衔接的技术术语、符号、代号（含代码）、文件格式和制图方法行业标准；
⑤互换配合行业标准；
⑥行业范围内需要控制的产品通用试验方法、检验方法和重要的工农业产品行业标准。
推荐性行业标准的代号是在强制性行业标准代号后面加“/T”，例如农业行业的推荐性行业标准代号是NY/T。
（4）企业标准 企业标准（QB）是由生产企业制订发布并报当地技术监督部门审查备案的标准。随着我国经济的发展，已研制生产出许多新型产品，这些产品尚未制订统一的国家标准，往往由企业根据用户的要求自行制定。有些产品虽有相应的国家标准或部标准，但某些企业为提高产品质量或扩大使用范围，允许企业制订高于国家标准的内控企业标准。
1.4.2.1 科研课题的来源
精细化工新产品开发课题的来源多种多样，但从研究设想产生的方式来考虑，主要有下述两种情况。
（1）起源于新知识的科研课题 研究者通过某种途径，如文献资料、演讲会、意外机遇、科学研究、市场及日常生活中了解到某一种科学现象或一个新产品，在寻找该科学现象或新产品的实际应用的过程中提出了新课题。一般而言，课题的产生往往伴随着灵感的闪现，虽然新课题可能仍在研究者的研究领域之内，但大多并非他预期要进行的研究内容。由于这类课题通常是研究者智慧的结晶，往往具有较高的独创性和新颖性。如果通过仔细分析和尝试性实验后认为课题符合科学性、实用性等原则，并且尚没有人进行同样研究的话，那么研究成果往往是具有创造性的新发明。图1-1表示了这一类课题的产生过程。
图1-1 起源于新知识科研课题的产生
（2）解决具体问题的科研课题 在更多的情况下，精细化工产品的发明和改进是通过对具课题进行深入研究后产生的，其思维过程如图1-2。
图1-2 解决具体问题科技课题的产生
这一类课题可以是针对某一具体的精细化工产品，通过缺点列举、希望列举所提出的，也可以是在工业生产实际中提出来的，还可以是一些久攻不克的研究课题或攻关课题，以及仿制进口产品等。这些课题研究的目标和任务与第一种方式不同，它预先就有明确的任务和指标要求。我国现阶段精细化工产品的开发大部分是采用这一方式。
科技人员要采用这一方式选题，就要经常深入生产现场和产品用户，了解现有产品的缺点和人们对它的期望。除此之外，还应经常了解其他研究人员的研究选题动向（通过技术刊物、会议、网络或调研活动），并及时向有关领导机关或厂家了解产品开发要求或国产化要求等信息，在积累了大量信息的基础上，便可找到合适的科研课题。
1.4.2.2 科研课题的研究方法
在研究课题选择的同时或课题选定之后，便要开始考虑怎样着手进行研究，即制定研究方案。一个课题的研究方法往往不止一种，有时甚至有几种或十几种方法都可以用来研究同一个课题。研究者的知识结构不同，思维方法不同，就可能选择不同的研究方法。常用的研究方法有以下几种。
①模仿和类比研究法 即模仿别人在研究同类产品时的研究方法开展研究；或以已有的产品为蓝本，根据其在某一种特征上与待开发产品的类似之处，通过模仿进行研究的方法。
②仿天然物研究法 这是类比研究法的一种特殊形式，即以自然界中天然存在的物资为蓝本。通过结构分析和机理研究，模拟天然物质的结构，研究出性能相近或更为优越的产品。
③应用科学技术原理或现象法 即通过查阅文献，深入了解有关的科学原理、作用机理、特殊科学现象，并应用这些科学技术原理进行研究的方法。
④筛选研究法 通过对大量物质和配方的尝试，找到所期望的物质或配方的研究方法。
⑤样品解剖分析法 如果掌握了某一精细化工产品的样品，而由于技术保密的原因无法知道其组成和配方，在研制同类产品时，可以采用分析化学的方法对其组成进行定性、定量分析，以便了解产品的大致成分及配方，在不侵犯其专利权的情况下作为研究工作的参考。
上述5种常用的研究方法并不是孤立存在的，在解决一个具体的研究课题时，科研人员往往把上述几种方法交织在一起使用。
1.4.2.3 精细化工新产品的发展规律
一个精细化工产品从无到有、从低级到高级的不断发展，往往要经历很长时间，随着现代科学技术的进步，这个时间过程被大大缩短了。只有掌握了新产品发展的规律，才能对产品的发展方向有正确的预测，才能确定研制开发新产品的目标。新产品的发展一般要经历以下几个阶段。
（1）原型发现阶段 精细化工产品的原型，即是其发展的起点，原型的发现是一种科学发现。在原型被发现之前，人们对所需要的产品是否存在，是否可能实现是完全茫然无知的，原型的发现是该类产品研究和发展的根源，为开发该产品提供了基本思路。在1869年Ross发现磷化膜对金属有保护作用之前，人们并不知道可通过磷化来提高金属的防锈能力；在一百多年前人们发现除虫菊花可以防治害虫并对人畜无害之前，人们并不知道存在对人类无害的杀虫剂。许多精细化工产品的原型是人们在长期的实践中逐步发现的。再如数千年前人类便已发现了天然染料，如由植物提取的靛蓝、由茜草提取的红色染料、由贝壳动物提取的紫色染料等，这些天然染料便是人工合成染料的原型。
现代科学技术的发展，使许许多多的闻所未闻的新产品原型不断被发现。新产品原型的发现，往往预示着一类产品即将诞生，一系列根据原型发现的原理做出的新发明即将出现。
（2）雏形发明阶段 原型发现往往直接导致一个全新的化工产品的雏形发明。但在多数情况下，雏形发明的实用价值很低。例如，Ross发现铁制品磷化防锈及由此发明了最简单的磷化液配方，但这个发明由于实用价值低而长期未受重视。有些情况下，原型的发现并未直接导致雏形发明的产生，例如在弗莱明发明青霉素之前，便已有细菌学者发现某些细菌会阻碍其他细菌生长这一现象，但并没有导致青霉素的发明。而弗莱明却利用类似发现于1929年制成了青霉素粗制剂（雏形发明），但还未达到实用目的。
雏形发明的出现可视为精细化工产品研究的开始，为开发该类产品提供了客观可能性。一般而言，在雏形发明诞生之后，针对该雏形发明的改进工作便会兴起，许多有类似性质和功能的物质会逐渐发现，有关的科技论文也会逐渐增多，产品日益朝实际应用的方向发展。通常，雏形发现和发明容易引起人们的怀疑和抵制，因为它的出现往往冲击了人们的传统观念。科研人员如果能认识到某一雏形发明的潜在前景，在此基础上开展深入研究，往往可以做出有重大意义的产品发明来。
（3）性能改进阶段 雏形发明出现之后，对雏形发明的性能、生产方式进行改进并克服雏形发明的各种缺陷的应用研究工作便会广泛地开展，科技论文数量大幅度增加，对作用机理及化合物结构和性能特点的研究也开始进行。一般通过两种方式对雏形发明进行改进。
第一，通过机理研究，初步弄清雏形发明的作用机理，从而从理论上提出改进的措施，并通过大量的尝试和筛选工作，找到在性能上优于雏形发明的新产品。
第二，使雏形发明在工艺上、生产方法上以及价格上实用化。经过改进后的雏形发明虽然性能上有所改善并能够应用于工业及生活实际中，但往往受到工艺条件复杂、使用不方便及原料缺乏等限制。为了解决这些问题，必须做更多更深入的研究，使产品逐渐走向实用。
（4）功能扩展阶段 在一种新型精细化工产品已在工业或人们生活中实际应用之后，便面临研究工作更为活跃的功能扩展阶段。功能扩展主要表现在以下几个方面。
①品种日益增多 为了满足不同使用者和应用场合的具体要求，在原理上大同小异的新产品和新配方大量涌现，出现一些系列产品。在这一阶段，研究论文或专利数量非常多，重复研究现象也大量出现。
②产品的性能和功能日益脱离原型 虽然新产品仍留有原型的影子，但在化学结构、生产工艺和配方组成上离原型会越来越远，性能也更为优异。
③产品的使用方式日益多样化 经常出现不同使用方法的产品或系列产品。
小型精细化工企业开发的新产品一般都是功能扩展阶段的产品，但对于一个具有创新精神的企业，则应时刻注意有关原型发现和雏形发明的信息，不失时机地开展性能改进工作。一旦性能改进研究工作完成后，便要尽快转入产品的功能扩展研究，力争早日占领市场。
精细化工过程开发的一般步骤是从一个新的技术思想的提出，再通过实验室试验、中间试验到实现工业化生产取得经济实效并形成一整套技术资料这一个全过程；或者说是把“设想”变成“现实”的全过程。由于化工生产的多样性与复杂性，化工过程开发的目标和内容有所不同，如新产品开发、新技术开发、新设备开发、老技术及老设备的革新等。但开发的程序或步骤则大同小异。一般精细化工过程开发步骤示意如图1-3。综合起来看，一个新的精细化工过程开发可分为三大阶段，分述如下。
图1-3 精细化工过程开发步骤示意图
1.4.3.1 实验室研究（小试）
实验室研究阶段包括根据物理和化学的基本理论、或从实验现象的启发与推演、信息资料的分析等出发，提出一个新的技术或工艺思路，然后在实验室进行实验探索，明确过程的可能性和合理性，测定基础数据，探索工艺条件等，具体事项说明如下。
（1）选择原料 小试的原料通常用纯试剂（化学纯、分析纯级）。纯试剂杂质少、能本质地显露出反应条件和原料配比对产品收率的影响，减少研制新产品的阻力。在用纯试剂研制取得成功的基础上，逐一改用工业原料。有些工业原料含有的杂质对新产品质量等影响很小，则可直接采用。有些工业原料杂质较多，影响合成新产品的反应或质量，那就要经过提纯或别的方法处理后再用。
（2）确定催化体系 催化剂可使反应速度大大加快，能使一些不宜用于工业生产的缓慢反应得到加速，建立新的产业。近年来关于制取医药、农药、食品和饲料添加剂等的催化剂专利增长很快。选择催化体系尽量要从省资源、省能源、少污染的角度考虑，尤其要注意采用生物酶作催化剂。
（3）提出和验证实施反应的方法、工艺条件范围、最优条件和指标 包括进料配比和流速、反应温度、压力、接触时间、催化剂负荷、反应的转化率和选择性、催化剂的寿命或失活情况等，这些大部分可以通过安排单因素实验、多因素正交试验等来得出结论。
（4）收集或测定必要的理化数据和热力学数据 包括密度、黏度、热导率、扩散系数、比热容、反应的热效应、化学平衡常数、压缩因子、蒸气压、露点、泡点、爆炸极限等。
（5）动力学研究 对于化学反应体系应研究其主反应速度、重要的副反应速度，必要时测定失活速度、处理动力学方程式并得出反应的活化能。
（6）传递过程研究 流体流动的压降、速度分布、混合与返混、停留时间分布、气含率、固含率、固体粒子的磨损、相间交换、传热系数、传质系数以及有内部构件时的影响等。
（7）材料抗腐蚀性能研究 所用原料应考虑对生产设备的腐蚀等影响。
（8）毒性试验 许多精细化工新产品都要做毒性试验。急性毒性用LD 50 来表示，又称半数致死量，指被试验的动物（大白鼠、小白鼠等）一次口服、注射或皮肤敷药剂后，有半数（50％）动物死亡所用的剂量。LD 50 的单位是所用药剂毫克数/千克体重。LD 50 数值越小，表示毒性越大。对于医药、农药、食品和饲料添加剂等精细化工产品，除了做急性毒性外，还要做亚急性和慢性毒性（包括致癌、致畸）等试验。在开发精细化工产品时，预先就要查阅毒性方面的资料，毒性较大的精细化工产品就不能用于与人类生存密切相关的领域，如食品周转箱、食品包装材料和日用精细化工产品等。
（9）质量分析 小试产品的质量是否符合标准或要求，须用分析手段来鉴别。原材料的质量、工艺流程的中间控制、三废处理和利用等都要进行分析。从事精细化工产品生产和开发的企业，应根据分析任务、分析对象、操作方法及测定原理等，建立必要的分析机构和添置相应的分析仪器设备。
1.4.3.2 中试放大
从实验室研究到工业生产的开发过程，一般易于理解为量的扩大而忽视其质的方面。为使小试的成果应用于生产，一般都要进行中试放大试验，它是过渡到工业化生产的关键阶段。往往每一级的放大，都伴随有技术质量上的差别，小装置上的措施未必与大装置上的相同，甚至一些操作参数也可能要另做调整。在此阶段中，化学工程和反应工程的知识和手段是十分重要的。中试的时间对一个过程的开发周期往往具有决定性的影响。中试要求研究人员具有丰富的工程知识，掌握先进的测试手段，并能取得提供工业生产装置设计的工程数据，进行数据处理从而修正为放大设计所需的数学模型。此外，对于新过程的经济评价也是中试阶段的重要组成部分。
（1）预设计及评价 结合已有的小试结果、资料或经验，较粗略地预计出全过程的流程和设备，估算出投资、成本和各项技术经济指标，然后加以评价或进行可行性研究。考察是否有工业化的价值？哪些方面还有待于改进？是要全流程的中间厂，还是只要局部中试就可以了？是否有可能利用现有的某些生产装置来进行中试？据此进行中间厂设计。
（2）中试的任务 中试是过渡到工业化生产的关键阶段，它的建设和运转要力求经济和高效。中试的任务如下：①检验和确定系统的连续运转条件和可靠性；②全面提供工程设计数据，包括动力学的、传递过程的诸方面数据，以供数学模型或直接设计之需；③考察设备结构的材质和材料的性能；④考察杂质的影响；⑤提供部分产品或副产品的应用研究和市场开发之需；⑥研究解决“三废”的处理问题；⑦研究生产控制方法；⑧确定实际的经济消耗指标，⑨修正和检验数学模型。
（3）中试放大方法 根据目前国内外研究进展情况，放大方法一般分为经验放大法、部分解析法和数学模型放大法等，分述如下。
①经验放大法 这是依靠对类似装置或产品生产的操作经验而建立起来的以经验认识为主实行放大的方法。因此，为了不冒失败的危险，放大的比例常常是比较小的，甚至再有意加大一些安全系数。对难于进行的理论解析课题，往往依靠经验来解决。
②部分解析法 这是一种半经验、半理论的方法，即根据化学反应工程的知识（动量传递、热量传递、质量传递和反应动力学模型），对反应系统中的某些部分进行分析，确定各影响因素之间的主次关系，并以数学形式作出部分描述，然后在小装置中进行试验验证，探明这些关系式的偏离程度，找出修正因子，或者结合经验的判断，定出设计方法或所需结果来。
③数学模型放大法 该法是针对一个实际放大过程用教学方程的形式加以描述，即用数学语言来表达过程中各种变量之间的关系，再运用计算机来进行研究、设计和放大。这种数学方程称之为数学模型，它通常是一组微分或代数方程式。数学模型的建立是整个放大过程的核心，也是最困难的部分。只要能够建立正确的模型，利用电子计算机之助，一般总可以算出结果来。要建立一个正确的数学模型，首先得对过程的实质有深刻的认识和确切的掌握，这就需要有从生产实践和科学研究两方面积累起来的、直接的和间接的知识，经过去伪存真、去芜存精的功夫，把它抽象成为概念、理论和方法，然后才能运用数学手段把有关因素之间的相互关系定量地表示出来。数学模型放大法成功的关键在于数学模型的可靠性，一般从初级模型到预测模型再到设计模型需经过小试、中试到工业试验的多次检验修正，才能达到真正完美的程度。
④相似模拟法 通过无量纲数进行放大的相似模拟法被成功地应用于许多物理过程，但对化学反应过程，由于一般不能做到既物理相似又化学相似，故除特殊情况外，多不采用。
1.4.3.3 工业化生产试验
一般正式化工业生产厂的规模约为中间试验厂的10～50倍，当腐蚀情况及物性常数都明确时，规模可扩大到100～500倍。
组成一个过程的许多化工单元和设备，能够有把握放大的倍数并不一致。对于通用的流体输送机械，如泵及压缩机等，因是定型产品，不存在这个问题。对于一般的换热设备，只要物性数据准确，可以放大数百倍而误差不超过10％。对于蒸馏、吸收等塔设备，如有正确的平衡数据，也可放大100～200倍。总之，对于精细化工生产的单元操作和设备，经过中试后，即可比较容易地进行工业设计并投入工业化生产试验。但对于化学反应装置，由于其中进行着多种物理与化学过程，而且相互影响，情况错综复杂，理论解析往往感到困难，甚至实验数据也不易归纳为有把握的规律性的形式，工业化生产的关键或难点即在此。
精细化工产品大致分为配方型产品和合成型产品。对于配方型产品，其反应装置内进行的只是一定工艺条件下的复配或只有简单的化学反应，这种产品在经过中试后，可直接进入工业化生产，一般不会存在技术问题。对于合成型产品，尤其是需经过多步合成反应的医药类产品，由于反应过程复杂，影响因素较多，在进行设计时需建立工业反应器的数学模型，然后再进行工业化生产试验。这方面的问题属于化学反应工程学的研究范畴，在此简述如下。数学模型可以分为两大类，一类是从过程机理出发推导得到的，这一类模型叫做机理模型；另一类是由于对过程的实质了解得不甚确切，而是从实验数据归纳得到的模型，叫做经验模型。机理模型由于反映了过程的本质，可以外推使用，即可超出实验条件范围；而经验模型则不宜进行外推，或者不宜大幅度地进行外推。既然是经验性的东西，自然就有一定的局限性，超过了所归纳的实验数据范围，结论就不一定可靠。显而易见，能够建立机理模型当然最好，但由于科技发展水平的限制，目前还有许多过程的实质尚不甚清楚，也只能建立经验模型。工业反应器中的过程都是十分复杂的，需要抓住主要矛盾，将复杂现象简化，构成一个清晰的物理图像。一般工业化学反应器数学模型的建立，首先要结合反应器的形式，充分运用各个有关学科的知识进行过程的动力学分析。图1-4为反应器模型建立程序，同时也示出了所涉及的学科及其相互关系。通过实验数据以及热力学和化学知识，首先获得微观反应速率方程，前已指出，要确定反应过程的温度条件，就牵涉到相间的传热、反应器与外界的换热；要确定反应器内物料的浓度分布情况，则与器内流体流动状况、混合情况、相间传质等有关。无论反应组分的浓度或温度，都是决定反应速率的重要因素。因此，微观反应速率方程是不可能描述工业反应器的全过程的。这就需要将微观反应速率方程与传递过程结合起来考虑，运用相应的数学方法，建立宏观反应速率方程。最后，还需从经济的角度进行分析，以获得最适宜的反应速率方程。
图1-4 反应器模型的建立程序
数学模型的模型参数不宜过多，因为模型参数过多会掩盖模型和装置性能相拟合的真实程度。还应考虑到所得的模型方程计算机是否能运算，费时多少，特别是控制用的数学模型。另外，同一过程往往可以建立许多数学模型，这里就存在着一个模型识别的问题，即对可能的模型加以鉴别，找出最合适的模型来，模型确定下来之后，还需根据实验数据进行参数估值。
工业反应器的规模改变时，不仅产生量的变化，而且产生质的变化。这样一来根据实验室的数据和有关的学科知识建立起来的反应器模型，用于实际生产时需要做不同规模的反应器试验，反复将数学模型在实践中检验、修改、锤炼与提高，方可作为工业化生产设计时的依据。当然，目前还不能说所有化工过程都可以用数学模型来描述，也不是说每个化工过程的开发都必须建立数学模型，应视具体情况而定。
上述所讨论的几个放大阶段，仅仅是有关工艺过程方面，当然这是重要的一面。但是，作为一个新产品工厂或车间的设计与建设，这是不够的，还有许多方面的问题需要解决，诸如经济分析、机械设计、自动控制等，都需综合起来进行考虑。