《精細(xì)化工概論》教學(xué)課件

1、精細(xì)化工概論第1頁(yè)，共73頁(yè)。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?；鹚幪亢诤铣衫w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)品第2頁(yè)，共73頁(yè)。精細(xì)化學(xué)品： 我國(guó)1986年頒發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品分類規(guī)定，共計(jì)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）。第3頁(yè)，共73頁(yè)。精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)：1、多品種、小批量、高純度；2、綜合生產(chǎn)流程和多功能生

2、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(qiáng)、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(jià)值高，商品性強(qiáng)；第4頁(yè)，共73頁(yè)。精細(xì)化工的原料來(lái)源煤的加工石油加工天然氣的利用農(nóng)、林、牧、漁副產(chǎn)品的利用第5頁(yè)，共73頁(yè)。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、咔唑等苯：5070甲苯：1222二甲苯：26 粗苯煤焦油第6頁(yè)，共73頁(yè)。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、萘第7頁(yè)，共73頁(yè)。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、

3、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(jìn)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、人造石油等第8頁(yè)，共73頁(yè)。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(shù)膠單糖纖維素己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）第9頁(yè)，共73頁(yè)。第10頁(yè)，共73頁(yè)。第11頁(yè)，共73頁(yè)。1、表面活性劑“工業(yè)味精”之稱降低表面張力的作用問(wèn)題：濺開(kāi)來(lái)后為什么形成水滴？引力內(nèi)聚力第12頁(yè)，共73頁(yè)?！?/p>

4、兩親”結(jié)構(gòu)表面活性劑親油基（長(zhǎng)烴鏈R-，C8-C18之間）親水基（-OH,-COOH,-COOR,-NH2）親水基親油基第13頁(yè)，共73頁(yè)。表面活性劑應(yīng)用原理1、潤(rùn)濕和滲透不良潤(rùn)濕良好潤(rùn)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(kāi)來(lái)。第14頁(yè)，共73頁(yè)。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 。分層水包油油包水第15頁(yè)，共73頁(yè)。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。第16頁(yè)，共73頁(yè)。4、起泡和消泡泡沫是指氣體分散在液體中的分散體系。第17頁(yè)，共73頁(yè)。4、起泡和消泡第18頁(yè)，共73頁(yè)。4、起泡和消泡

5、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(jī)物可提高液膜的表面粘度，增加泡沫的穩(wěn)定性，以期延長(zhǎng)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。第19頁(yè)，共73頁(yè)。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(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)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。 第20頁(yè)，共73頁(yè)。4、增溶第21頁(yè)

6、，共73頁(yè)。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。第22頁(yè)，共73頁(yè)。4、增溶第23頁(yè)，共73頁(yè)。4、增溶第24頁(yè)，共73頁(yè)。4、增溶第25頁(yè)，共73頁(yè)。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(jī)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(gè)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。 非極性分子第26頁(yè)，共73頁(yè)。第27頁(yè)，共73頁(yè)。（2）與表面活性劑分子并排分布 對(duì)于分子結(jié)構(gòu)與表面活性劑相似的極性有機(jī)化合物，如長(zhǎng)鏈

7、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(guò)氫鍵或偶極子相互作用聯(lián)系起來(lái)。這種方式增溶后膠束并不變大。第28頁(yè)，共73頁(yè)。（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(jī)化合物在膠束表面的增溶是通過(guò)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。第29頁(yè)，共73頁(yè)。（4）包裹在親水長(zhǎng)鏈內(nèi)部以聚氧乙烯基為親水基團(tuán)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绫健⒁冶健⒈椒拥榷替湻枷銦N類

8、化合物 第30頁(yè)，共73頁(yè)。增溶作用第31頁(yè)，共73頁(yè)。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(rùn)濕、滲透、乳化、分散、增溶等作用的綜合結(jié)果。第32頁(yè)，共73頁(yè)。肥皂去污原理示意圖第33頁(yè)，共73頁(yè)。表面活性劑種類：第34頁(yè)，共73頁(yè)。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。第35頁(yè)，共73頁(yè)。從中國(guó)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(guó)最早記載了染料的使用。公元前11世紀(jì)，商朝，中國(guó)染料和染絲技術(shù)已相當(dāng)成熟。公元前2世紀(jì)開(kāi)始的“絲綢之路”，中國(guó)的

9、紡織品遠(yuǎn)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(lán)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(guó)手稿提到用蠟染布的防染技術(shù)。 1856年，英國(guó)青年P(guān)erkin在尋找治療瘧疾的方法時(shí)，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)合 成染料 “Mauve”（苯胺紫），從此一個(gè)新的工業(yè)開(kāi)始了。這種染料是亮紫紅色，但是很容易褪色。第36頁(yè)，共73頁(yè)。植物染料靛藍(lán)第37頁(yè)，共73頁(yè)。古代中國(guó)服裝顏色處方顏色植物染料來(lái)源紅色茜草、紅花、蘇方黃色梔子、青茅草、黃檗茶色黃櫨、橡子藍(lán)色靛藍(lán)紫色紫草第38頁(yè)，共73頁(yè)。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(tuán)與助色

10、團(tuán)理論（1876年）。 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團(tuán)存在時(shí)才能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為發(fā)色基團(tuán)，主要的發(fā)色基團(tuán)有-N=N-、=C=C=、-N=O、NO2、=C=O等，含有發(fā)色團(tuán)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。 第39頁(yè)，共73頁(yè)。近代發(fā)色理論：物質(zhì)對(duì)可見(jiàn)光發(fā)生不同的選擇吸收就會(huì)呈現(xiàn)各種顏色。由于各個(gè)分子中化學(xué)鍵的本質(zhì)、電子的流動(dòng)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(duì)光的吸收存在很大的差異。能夠作為染料的有機(jī)化合物，它的內(nèi)部電子躍遷所需的激化能必須在可見(jiàn)光(400nm760nm)范圍內(nèi)。第40頁(yè)，共73頁(yè)。第41頁(yè)，

11、共73頁(yè)。染色過(guò)程3.固著2.擴(kuò)散1.吸附染色過(guò)程，大致可以分為三個(gè)基本階段:第42頁(yè)，共73頁(yè)。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。第43頁(yè)，共73頁(yè)。染料按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類偶氮染料第44頁(yè)，共73頁(yè)。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(hào)、蘇丹紅2號(hào)，蘇丹紅3號(hào)和蘇丹紅4號(hào) 。衛(wèi)生部發(fā)布蘇丹紅危

12、險(xiǎn)性評(píng)估報(bào)告。結(jié)論：對(duì)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(xiǎn)性不大，但如果經(jīng)常攝入含較高劑量蘇丹紅的食品就會(huì)增加其致癌的危險(xiǎn)性。第45頁(yè)，共73頁(yè)。蒽醌染料芳甲烷染料三苯甲烷 二苯甲烷 堿性嫩黃O 第46頁(yè)，共73頁(yè)。顏料通常是指不溶性的有色物質(zhì)。無(wú)機(jī)顏料：炭黑及鐵、鋇、鋅、鎘、鉛等金屬氧化物和鹽炭黑氧化鐵紅第47頁(yè)，共73頁(yè)。有機(jī)顏料：有類似于染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也可以相互轉(zhuǎn)化。第48頁(yè)，共73頁(yè)。3、農(nóng)藥防治蟲(chóng)害、病害、草害的藥劑。無(wú)機(jī)農(nóng)藥、有機(jī)農(nóng)藥無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)的化學(xué)物質(zhì)。

13、 石灰、硫磺、砷酸鈣、磷化鋁、硫酸銅等。第49頁(yè)，共73頁(yè)。有機(jī)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(jī)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(jī)農(nóng)藥通常又根據(jù)其來(lái)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(jī)農(nóng)藥 第50頁(yè)，共73頁(yè)。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?；瘖y品：基質(zhì)原料+輔助原料第51頁(yè)，共73頁(yè)。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(jí)脂肪酸、高級(jí)醇類。動(dòng)植物油：椰子油、蓖麻油、羊毛脂、蜂蠟、牛油；礦

14、物油：白油；化學(xué)合成油：甘油、甘油脂第52頁(yè)，共73頁(yè)。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(méi)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。第53頁(yè)，共73頁(yè)。作用主要成分使用方法按摩膏潤(rùn)滑，含有豐富的油分羊毛油、白油、蜂蠟、乳化劑、卵磷脂、羊毛醇、抗氧劑和去離子水等用于按摩，用后要清洗干凈按摩乳潤(rùn)滑，但含水分較大，適用于油性和缺水皮膚羊毛油、白油、蜂蠟、乳化劑、卵磷脂、羊毛醇、抗氧劑和

15、去離子水等按摩后容易洗凈潤(rùn)膚霜保持皮膚水分平衡和皮膚柔軟細(xì)膩。PH值在46.5，與皮膚表面PH值很接近，保護(hù)皮膚白油、橄欖油、卵磷脂、尿素、潤(rùn)膚劑、保濕劑、柔軟劑和去離子水等涂抹時(shí)可輕輕按摩，加強(qiáng)潤(rùn)膚霜與皮膚的親和性雪花膏含水量大，質(zhì)地潔白松軟，用后皮膚白皙硬脂酸、堿水、多元醇等其中含有使皮膚顯白的成分，用時(shí)要涂抹均勻，含水分大，油脂含量相對(duì)較少，適于油性和不同底色的皮膚營(yíng)養(yǎng)蜜（乳、液）水分含量大，油脂含量較少，涂敷后感覺(jué)清爽白油、甜杏仁油、動(dòng)物脂、羊毛醇、抗氧劑和去離子水等油脂含量小，相對(duì)保濕性差，適于分泌旺盛的油性皮膚。并可作為無(wú)水清潔用品，即可拭出污垢，又給皮膚補(bǔ)充了水分和少量油脂防曬膏

16、（油、水）可防止日光中波長(zhǎng)2900 3200A的紫外線對(duì)皮膚的傷害，有吸收和散射紫外線的功能氧化鋅、二氧化鈦、凡士林、硬脂酸鋅、高嶺土、芝麻油、羊毛脂、液體石蠟、橄欖油等涂于皮膚量要足，在皮膚上形成薄膜，在日光強(qiáng)的情況下，2 3小時(shí)涂抹一次化妝水收斂油性，營(yíng)養(yǎng)干性、衰老性氯化鋁、氯化羚基鋁、尿囊素、對(duì)酚磺酸鋅、明礬、去離子水等；尿囊素、甘油、乙醇、珍珠水解液、氧化鋅等皮膚清潔后擦試或彈拍，是每個(gè)人每天不可缺少的護(hù)膚品，早晚都要用第54頁(yè)，共73頁(yè)。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)劑第55頁(yè)，共73頁(yè)。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 第56頁(yè)，共7

17、3頁(yè)。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(duì)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)配型洗衣粉第57頁(yè)，共73頁(yè)。5、涂料第58頁(yè)，共73頁(yè)。第59頁(yè)，共73頁(yè)。第60頁(yè)，共73頁(yè)。溶劑型涂料生產(chǎn)工藝與設(shè)備 1-高速分散機(jī)；2-沙磨機(jī)；3 -樹(shù)脂高位槽；4-調(diào)漆罐；5-過(guò)濾機(jī)；6-漆船； 第61頁(yè)，共73頁(yè)。6、膠黏劑靠界面間作用使

18、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(jìn)劑 粘料 增塑劑和增韌劑 偶聯(lián)劑 和其他助劑 稀釋劑 填料 組成第62頁(yè)，共73頁(yè)。第63頁(yè)，共73頁(yè)。膠接過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程！第64頁(yè)，共73頁(yè)。各種膠粘劑介紹 硅酸鹽類：硅酸鹽水泥、硅酸鈉（水玻璃） 磷酸鹽類：磷酸-氧化銅 硫酸鹽類：石膏 陶瓷：氧化鋯、氧化鋁 淀粉類：淀粉、糊精 蛋白類：大豆蛋白、血蛋白、骨膠、魚(yú)膠、酪素、蟲(chóng)膠 硫酸鹽類：石膏 陶瓷：氧化鋯、氧化鋁 熱塑性：聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、飽和聚酯等 熱固性：脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、間苯二酚樹(shù)脂、三聚氰按樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯、聚異氰酸酯、呋喃樹(shù)脂等樹(shù)脂型橡膠型復(fù)合型氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、聚硫橡膠、端羧基橡膠、有機(jī)硅橡膠、熱塑性橡膠酚醛-聚乙烯醇縮醛、酚醛-氯丁橡膠、酚醛-丁腈橡膠、環(huán)氧-酚醛、環(huán)氧-聚酰胺、環(huán)氧-丁腈橡膠、環(huán)氧-聚氨酯合