《精細(xì)化工概論》PPT課件.ppt

精細(xì)化工概論,緒論,化學(xué)品,非差別性,產(chǎn)量大 用途廣,產(chǎn)量小 用途專,染料 顏料 農(nóng)藥 醫(yī)藥,硫酸 燒堿 化肥 通用塑料,通用化學(xué)品,精細(xì)化學(xué)品,差別性,產(chǎn)量大 用途廣,產(chǎn)量小 用途專,火藥 炭黑 合成纖維,醫(yī)藥 感光材料 調(diào)和香料,擬通用化學(xué)品,專用化學(xué)品,精細(xì)化學(xué)品： 我國1986年頒發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品分類規(guī)定，共計11類。分別為： 農(nóng)藥、染料、涂料（油漆、油墨）、顏料、試劑和高純物、信息用化學(xué)品（感光材料、磁性材料）、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化學(xué)藥品（原料藥）和日用化學(xué)品、功能高分子材料（功能膜、偏光材料）。,精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)特點： 1、多品種、小批量、高純度； 2、綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置； 3、高技術(shù)密度： 投資小、生產(chǎn)復(fù)雜、技術(shù)性強、保密性高。 4、大量采用復(fù)配技術(shù)； 5、間歇生產(chǎn) 6、附加價值高，商品性強；,精細(xì)化工的原料來源,煤的加工 石油加工 天然氣的利用 農(nóng)、林、牧、漁副產(chǎn)品的利用,煤的煉焦：,萘、2甲基萘、蒽、菲、芴、苊、 芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、 硫芴、吡啶、咔唑等,石油加工,催化重整：苯、甲苯、二甲苯 熱裂解：乙烯、丙烯、丁二烯 催化裂化：多烷基苯、烷基萘 臨氫脫烷基化：苯、萘,天然氣的利用 甲烷、乙烷、丙烷和較高碳鏈的烷烴（其中主要是甲烷） 可直接用于制備碳黑、乙炔、氫氰酸、各種氯代甲烷、二硫化碳、甲醇、甲醛等 制合成氣（CO和H2的混合物），進一步制得甲醇、甲醛、高碳醇、正丁醛、甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸、丙烯酸酯、人造石油等,農(nóng)、林、牧、漁副產(chǎn)品的利用,碳水化合物： 脂肪和油類：,主要成分：甘油三羧酸酯 可獲得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉類、壬二酸與壬酸、脂肪醇、環(huán)氧化合物、蓖麻醇酸、甘油。,糖類、淀粉、糖類樹膠單糖 纖維素己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）,1、表面活性劑,“工業(yè)味精”之稱 降低表面張力的作用,問題：濺開來后為什么形成水滴？,引力,內(nèi)聚力,“兩親”結(jié)構(gòu),表面活性劑,親油基（長烴鏈R-，C8-C18之間）,親水基（-OH,-COOH,-COOR,-NH2）,親水基,親油基,表面活性劑應(yīng)用原理,1、潤濕和滲透,不良潤濕,良好潤濕,表面活性劑降低了表面張力，液體可以很好的固體表面鋪展開來。,2、乳化 一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體 。,分層,水包油,油包水,3、分散 能使固體微粒均勻地分散在另一種液體中的物質(zhì)稱為分散劑，如顏料分散在涂料、印刷油墨中。,4、起泡和消泡 泡沫是指氣體分散在液體中的分散體系。,4、起泡和消泡,4、起泡和消泡,發(fā)泡劑：能使氣泡穩(wěn)定存在的作用。用以發(fā)泡的表面活性劑叫發(fā)泡劑或起泡劑。 穩(wěn)泡劑：在作為起泡劑的表面活性劑中加入少量極性有機物可提高液膜的表面粘度，增加泡沫的穩(wěn)定性，以期延長泡沫壽命，該類物質(zhì)稱為穩(wěn)泡劑。 消泡劑：消除泡沫穩(wěn)定的因素。 抑泡劑：防止泡沫的產(chǎn)生。,4、增溶 是指由于表面活性劑膠束的存在，使得在溶劑中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。 膠束：兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會相互吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減少了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束。,4、增溶,4、增溶 隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。,4、增溶,4、增溶,4、增溶,4、增溶的作用方式 （1）非極性分子在膠束內(nèi)核的增溶，飽和脂肪烴、環(huán)烷烴以及苯等不易極化的非極性有機物，通常被增溶于膠束內(nèi)核中，就像溶于非極性碳?xì)浠衔锶芤褐幸粯?。紫外光譜或核磁共振譜分析表明，被增溶的物質(zhì)完全處于一個非極性環(huán)境中，X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)增溶后膠束體積變大。,非極性分子,（2）與表面活性劑分子并排分布,對于分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑相似的極性有機化合物，如長鏈的醇、胺、脂肪酸和極性燃料等兩親分子，則是增溶于膠束的“柵欄”之間。被增溶物的非極性碳?xì)滏I插入膠束內(nèi)部，其極性頭插入表面活性劑極性基之間，通過氫鍵或偶極子相互作用聯(lián)系起來。這種方式增溶后膠束并不變大。,（3）在膠束表面的吸附增溶 苯二甲酸二甲酯等既不溶于水、也不溶于油的小分子極性有機化合物在膠束表面的增溶是通過被吸附于膠束表面區(qū)域或是靠近膠束表面分子“柵欄”的區(qū)域完成的。,（4）包裹在親水長鏈內(nèi)部,以聚氧乙烯基為親水基團的非離子表面活性劑，通常將被增溶物包藏在膠束外層的聚氧乙烯鏈中。以這種方式被增溶的物質(zhì)主要是較易極化的碳?xì)浠衔铮绫?、乙苯、苯酚等短鏈芳香烴類化合物,增溶作用,5、洗滌作用,從固體表面出去污物統(tǒng)稱為洗滌。洗滌去污作用，是表面活性劑降低了表面張力而產(chǎn)生的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等作用的綜合結(jié)果。,肥皂去污原理示意圖,表面活性劑種類：,2、染料、顏料,染料：在一定的介質(zhì)中，能使纖維或其他物質(zhì)牢固著色的化合物。,從中國古代仰韶文化遺址中就已發(fā)現(xiàn)了早在公元前5000年至公元前3000多年的絲綢織物。 公元前2600年，中國最早記載了染料的使用。 公元前11世紀(jì)，商朝，中國染料和染絲技術(shù)已相當(dāng)成熟。 公元前2世紀(jì)開始的“絲綢之路”，中國的紡織品遠銷到中亞、 西亞、地中海和歐洲。 公元2世紀(jì)和3世紀(jì)，在羅馬人的墳?zāi)怪邪l(fā)現(xiàn)用茜草和靛藍染色的織物，而不是古代皇帝的紫袍（帝王紫）。 700多年，一份中國手稿提到用蠟染布的防染技術(shù)。 1856年，英國青年P(guān)erkin在尋找治療瘧疾的方法時，發(fā)現(xiàn)了第一個合 成染料 “Mauve”（苯胺紫），從此一個新的工業(yè)開始了。這種染料是亮紫紅色，但是很容易褪色。,植物染料,靛藍,古代中國服裝顏色處方,染料的發(fā)色原理,經(jīng)典發(fā)色理論： 維特(O.N.Witt)發(fā)色團與助色團理論（1876年）。 有機化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團存在時才能發(fā)色，這些基團稱之為發(fā)色基團，主要的發(fā)色基團有-N=N-、=C=C=、-N=O、NO2、=C=O等，含有發(fā)色團的分子稱為發(fā)色體或色原體。增加染料結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵的數(shù)量，其顏色加深，羰基數(shù)目增加顏色也加深。,近代發(fā)色理論： 物質(zhì)對可見光發(fā)生不同的選擇吸收就會呈現(xiàn)各種顏色。 由于各個分子中化學(xué)鍵的本質(zhì)、電子的流動性、以及分子基態(tài)至激發(fā)態(tài)能各不相同，使得不同分子對光的吸收存在很大的差異。 能夠作為染料的有機化合物，它的內(nèi)部電子躍遷所需的激化能必須在可見光(400nm760nm)范圍內(nèi)。,染色過程,染色過程，大致可以分為三個基本階段:,染料的固著存在兩種類型: 1. 化學(xué)性固色: 指染料與被染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而使染料固著在被染物上。例：活性染料染纖維素纖維，彼此形成醚鍵結(jié)合。 2.物理化學(xué)性固著: 由于染料與被染物之間相互吸引及氫鍵的形成，使染料固著在被染物上。許多染棉的染料，如直接染料、硫化染料、還原染料等都是依賴這種引力而固著在被染物上。,染料按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,偶氮染料,偶氮染料蘇丹紅,蘇丹紅是一類合成型偶氮染料,其品種主要包括蘇丹紅1號、蘇丹紅2號，蘇丹紅3號和蘇丹紅4號 。,衛(wèi)生部發(fā)布蘇丹紅危險性評估報告。結(jié)論：對人健康造成危害的可能性很小，偶然攝入含有少量蘇丹紅的食品，引起的致癌性危險性不大，但如果經(jīng)常攝入含較高劑量蘇丹紅的食品就會增加其致癌的危險性。,蒽醌染料 芳甲烷染料,顏料,通常是指不溶性的有色物質(zhì)。 無機顏料：炭黑及鐵、鋇、鋅、鎘、鉛等金屬氧化物和鹽,炭黑,氧化鐵紅,有機顏料：有類似于染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也可以相互轉(zhuǎn)化。,3、農(nóng)藥,防治蟲害、病害、草害的藥劑。 無機農(nóng)藥、有機農(nóng)藥 無機農(nóng)藥 主要由天然礦物質(zhì)原料加工、配制而成的農(nóng)藥，故又稱為礦物性農(nóng)藥。這種農(nóng)藥的有效成分都是無機的化學(xué)物質(zhì)。 石灰、硫磺、砷酸鈣、磷化鋁、硫酸銅等。,有機農(nóng)藥 主要由碳?xì)湓貥?gòu)成的一類農(nóng)藥。且大多數(shù)可用有機化學(xué)合成方法制得。目前所用的農(nóng)藥絕大多數(shù)屬于這一類。 有機農(nóng)藥通常又根據(jù)其來源及性質(zhì)分成以下幾類: 植物性農(nóng)藥、礦物油農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥（“微生物性農(nóng)藥”或“生物性農(nóng)藥”）、人工化學(xué)合成有機農(nóng)藥,4、日用化學(xué)品,日用品包括化妝品、洗滌劑、口腔日用化學(xué)品、專用清潔劑等。 化妝品：,基質(zhì)原料,+,輔助原料,1.基質(zhì)原料 基質(zhì)原料主要是油性原料，包括油脂類、蠟類、碳?xì)浠衔镆约敖M成這些成分的高級脂肪酸、高級醇類。 動植物油：椰子油、蓖麻油、羊毛脂、蜂蠟、牛油； 礦物油：白油； 化學(xué)合成油：甘油、甘油脂,2.輔助原料 抗氧化劑有生育酚、特丁基羥基小茴香腦、特丁基羥基甲苯、沒食子酸丙脂等等。 防腐劑有尼泊金酯類如尼泊金甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和芐酯等等。 化妝品中常用的乳化劑，主要是離子型和非離子型兩種。 保濕劑有甘油、丙二醇、山梨醇、乳酸鈉等。 此外可適量加用皮膚滲透劑，如氮酮，可幫助皮膚吸收。,洗滌劑：,表面活性劑,軟水劑,漂白劑,酶,熒光增白劑,抑菌劑,泡沫調(diào)節(jié)劑,粉狀洗滌劑的生產(chǎn)方法,噴霧干燥法生產(chǎn)粉狀洗滌劑的流程,常用洗滌劑的配方,組 分 含量w% 烷基苯磺酸鈉 30 25 20 硫酸鈉 22.9 28 47 脂肪醇聚氧乙烯醚 1 2 0.3 羧甲基纖維素鈉 1.4 1.2 1 壬基酚聚氧乙烯醚 1.5 2 熒光增白劑 0.2 0.1 三聚磷酸鈉 30 24 10 對甲基苯磺酸鈉 2.4 1.5 碳酸鈉 5 15 硅酸鈉 8 10 8 水分 適量 適量 適量,復(fù)配型洗衣粉,5、涂料,溶劑型涂料生產(chǎn)工藝與設(shè)備,1-高速分散機；2-沙磨機；3 -樹脂高位槽；4-調(diào)漆罐；5-過濾機；6-漆船；,6、膠黏劑,,靠界面間作用使各種材料牢固地粘接在一起的物質(zhì)。 b膠粘劑的組成：,固化劑和固化促進劑,粘料,增塑劑和增韌劑,膠接過程是一個復(fù)雜的過程！,www.t