精細化工工藝學緒論

精細化工工藝學緒論演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有47頁\編輯于星期日（優(yōu)選）精細化工工藝學緒論現(xiàn)在是2頁\一共有47頁\編輯于星期日主要教學內容章節(jié)內容學時章節(jié)內容學時第1章緒論2第6章涂料6第2章高分子加工用助劑4第7章香料提取4第3章表面活性劑4第8章化妝品4第4章食品添加劑6第9、10章2第5章膠黏劑8其他總計40現(xiàn)在是3頁\一共有47頁\編輯于星期日主要參考書1.宋啟煌主編.精細化工工藝學.第2版.北京：化學工業(yè)出版社，2004.

2.李和平主編.精細化工工藝學.第2版.北京：科學出版社，2007.

馬榴強主編.精細化工工藝學.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

選用教材現(xiàn)在是4頁\一共有47頁\編輯于星期日第1章緒論為什么要學習這門課？現(xiàn)在是5頁\一共有47頁\編輯于星期日現(xiàn)在是6頁\一共有47頁\編輯于星期日現(xiàn)在是7頁\一共有47頁\編輯于星期日1.1精細化工和精細化學品精細化學品（Finechemicals）化學品（Chemicals）通用化學品（Heavychemicals）大宗化學品現(xiàn)在是8頁\一共有47頁\編輯于星期日Chemicals:

Dr.C.H.ClineChemicalsDifferentiatedproducts(差別性)

Undifferentiatedproducts(非差別性)產量大、用途廣產量小、用途專產量大、用途廣產量小、用途專Pseudo-CommoditySpecialty-ChemicalsCommodity-ChemicalsFine-Chemicals無差別化學品——具有固定熔點或沸點，能以分子式或結構式

表示其結構的化學品稱為“無差別化學品”。差別化學品——不具備上述條件的化學品?，F(xiàn)在是9頁\一共有47頁\編輯于星期日產量/固定資產投資大小通用化學品（非）如硫酸、碳酸鈉、烯烴、芳烴等。半通用化學品（差）如合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等。低高價格/科技開發(fā)投資精細化學品（非）如中間體、醫(yī)藥和農藥的原料藥等。專用化學品（差）如農藥制劑、各種助劑、水處理劑等?；ぎa品的C.H.Cline分類現(xiàn)在是10頁\一共有47頁\編輯于星期日通用化學品（CommodityChemicals）：特點：非差別性、量大；定義：指從價廉，易得的天然資源開始，經一次或數(shù)次化學加工而制成的最基本的化工原料。擬通用化學品（Pseudo-commodityChemicals）定義：也稱半（或準）通用化學品特點：差別性、量大，如炭黑、火藥、合成纖維等。現(xiàn)在是11頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化學品（FineChemicals，F(xiàn)C）：特點：非差別性、量少；例如：化學試劑、燃料、顏料、食品添加劑、催化劑、醫(yī)藥和農藥的原藥等。以化合物的形式銷售，強調產品的規(guī)格和純度；用初級產品深加工制成。專業(yè)化學品（SpecialtyChemicals，SC）特點：差別性、量少；定義：指全面要求產品功能和性能的一類化學品，可按商品使用性質分為準商品、多用途功能化合物和最終用途化學品，如化妝品、肥皂、洗衣粉、農藥等；以混合物形式銷售，主要以復配顯示專門功能為特點?，F(xiàn)在是12頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化學品（finechemicals）：凡是增進或賦予一種（一類）產品以特定功能，或本身擁有某些特定功能的純物質或多元復配物。換句話說：對基本化學工業(yè)生產的初級或次級化學品進行深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生產的系列產品。現(xiàn)在是13頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化工：全稱精細化學工程(finechemicalengineering)是指生產精細化學品的工業(yè)。屬化學工程學科(chemicalengineering)范疇。精細化工與基礎化工（如基本有機化工、無機化工）不同，后者多生產基本化工原料，而前者生產的產品，多為各工業(yè)部門廣泛應用的輔助材料或人民生活的直接消費品。是當今世界各國發(fā)展化學工業(yè)的戰(zhàn)略重點。是一個國家綜合技術水平的重要標志之一。是以高新技術為依托的工業(yè)。是生產高質量、多品種、專用或多功能精細化學品的工業(yè)。現(xiàn)在是14頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化學品十九世紀以前即已有，如藥物、油漆、肥皂、農藥等等。天然物為原料。在20世紀初，隨著石油化工的發(fā)展，以合成化學品為原料的精細化學品產生了第一次飛躍。在20世紀中葉，隨著高分子化學的發(fā)展和高分子材料的大量出現(xiàn)，為精細化學品帶來了第二次飛躍，其特征之一是部分老行業(yè)更新?lián)Q代，如合成洗滌劑的出現(xiàn)，油漆擴展為涂料；其另一特征是新生行業(yè)崛起如合成聚合物膠粘劑、合成材料用助劑、信息化學品、功能高分子等。進入21世紀以來，精細化學品的發(fā)展基本特征是以高新技術為依托。環(huán)保意識的提高，提出了可持續(xù)發(fā)展的思路：精細化學品必須朝著“綠色”方向發(fā)展。肥皂油漆藥物農藥隨著時代的發(fā)展而發(fā)展向大宗化學品發(fā)展，或者走向衰亡技術密集和高附加值也非一成不變發(fā)展特點精細化工的發(fā)展現(xiàn)在是15頁\一共有47頁\編輯于星期日目前世界上主要發(fā)達國家的精細化工率已超過50％以上，如日本的精細化工率已超過60％，而我國還處于較低的水平，需要進一步的發(fā)展。

現(xiàn)在是16頁\一共有47頁\編輯于星期日我國精細化工的發(fā)展目前我國精細化工門類已達25個，品種達3萬多種，已建成精細化工技術開發(fā)中心10個，精細化學品生產能力近1350萬噸/年，年總產量近970萬噸，年產值超過1000億元。2004年，我國精細化工率已上升到45%。染料產量達到了59.83萬噸，約占世界染料產量的60%，2004年出口量達到22.66萬噸，約占世界出口總數(shù)的25%。涂料產量2004年達到298萬噸，成為世界第二大涂料生產國。農藥產量居世界第二位

檸檬酸的年出口量已接近40萬噸，約占全球總消費量的三分之一。

維生素C的出口量已突破5萬噸，占全球總消費量的50%以上現(xiàn)在是17頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化工的發(fā)展與經濟地位：基本原料精細化學品大宗化學品◆化工產品產業(yè)鏈社會發(fā)展國民經濟國防建設附加值：1

1.5-5

5-100+現(xiàn)在是18頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化工產品分類（1986年3月6日化工部頒布）

1．農藥；2．染料；3．涂料（包括油漆和油墨）；4．顏料；5.試劑和高純物；6.信息用化學品；7.食品和飼料添加劑；8.粘合劑；催化劑和各種助劑；化工系統(tǒng)生產的化學藥品和日用化學品;11.高分子聚合物中的功能高分子材料.精細有機化學品精細無機化學品精細生物制品現(xiàn)在是19頁\一共有47頁\編輯于星期日近年有人將其分為18類：醫(yī)藥和獸藥、農藥、粘合劑、涂料、染料和顏料、表面活性劑與合成洗滌劑、三大合成材料用助劑、香料、感光材料、試劑和高純物、食品和飼料添加劑、石油用化學品、造紙用化學品、功能高分子材料、化妝品、催化劑、生化酶、無機精細化學品。(18類)現(xiàn)在是20頁\一共有47頁\編輯于星期日1.2精細化工及精細化學品的特性1.2.1精細化工的生產特性小批量；多品種；大量采用復配技術；（協(xié)同作用）技術密集度高；間歇生產裝置和多功能生產裝置；生產流程呈多樣化現(xiàn)在是21頁\一共有47頁\編輯于星期日1.2.2精細化工的經濟特性

附加價值高；投資效率高；利潤率高。附加價值：指在產值中扣除原材料、稅金、設備、廠房的折舊費所剩余部分的價值。它包括工人勞動、利潤、動力消耗以及技術開發(fā)等費用。投資效率：附加價值與固定資產的比值。投資效率：化肥（62%）；纖維（94.3%）；感光材料（170.9%）；醫(yī)藥（2401.4%）現(xiàn)在是22頁\一共有47頁\編輯于星期日100美元變成10600美元的故事：石油化工原料初級化學品最終成品進一步加工為塑料中間產品有機中間體再進一步加工為家庭用品等中間產品100$10600$100$480$200$380$800$540$10600$現(xiàn)在是23頁\一共有47頁\編輯于星期日獨家經營，技術保密；重視市場調研，適應市場需求；配有應用技術和技術服務。1.2.3精細化工的商業(yè)特性1.2.4精細化工的產品特性多品種、小批量和具有特定功能、專用性質構成了精細化學品量與質的兩個基本特性。特定功能：物理功能、化學功能和生物活性?，F(xiàn)在是24頁\一共有47頁\編輯于星期日1.3精細化工的重要性精細化工的發(fā)展，促進了其它行業(yè)如農業(yè)、醫(yī)藥、紡織印染、皮革、造紙等衣、食、行和用水平的提高，同時為這些行業(yè)帶來了經濟效益的提高。精細化工的發(fā)展，為生物技術、信息技術、新材料、新能源技術、環(huán)保等高新技術的發(fā)展提供了保證。精細化工的發(fā)展，直接為石油和石油化工三大合成材料的生產及加工、農業(yè)化學品的生產，提供催化劑、助劑、特種氣體、特種材料、阻燃劑、膜材料、工業(yè)表面活性劑、環(huán)境保護治理化學品等各種添加劑，保證和促進了石油和化學工業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在是25頁\一共有47頁\編輯于星期日人民生活：衣：纖維助劑、染料。食：食品添加劑（甜味劑、色素、香精、味精、防腐劑）、化肥、農藥。?。貉b飾材料助劑、涂料、顏料、油漆、塑料。行：橡膠助劑、油料添加劑、防凍劑。?。核幤贰⒈＝∑?、除臭劑。美：化妝品、洗滌劑、美容美發(fā)品、玻璃擦凈劑、空氣清新劑。現(xiàn)在是26頁\一共有47頁\編輯于星期日社會發(fā)展工業(yè)：煤、石油、天然氣的各種加工助劑和催化劑，電子材料，礦產品加工劑等。農業(yè)：農藥、飼料添加劑、除草劑、植物生長劑、農副產品加工藥劑等。國防：化學武器、防化武器、導彈材料、航空航天材料等。高新科技：信息材料、功能材料、人造器官、基因工程材料等?，F(xiàn)在是27頁\一共有47頁\編輯于星期日精細化工的發(fā)展，提高了國家的化學工業(yè)的整體經濟效益，增強了國家的經濟實力。

據(jù)報道一臺電視機與2000多種化學品有關，其中絕大部分是精細化學品。

現(xiàn)在是28頁\一共有47頁\編輯于星期日1.4精細化工工藝學的內涵初級原料、次級原料精細化工產品反應/復配1、生產準備過程精細化工生產的原料主要是各種有機化合物。根據(jù)生產目的的不同，原料要求等級也不盡一致?？刂谱≡系膩碓?、產地、純度等，是保障生產順利進行的首要條件。如：試劑等級及選用原則、試劑貯存原則、試劑預處理化工生產過程主要由生產準備過程、化學反應過程、產品后處理過程所組成?，F(xiàn)在是29頁\一共有47頁\編輯于星期日實驗室用試劑等級包括以下幾類：基準試劑（JZ，綠標簽）：作為基準物質，標定標準溶液；優(yōu)級純（GR，綠標簽，一級品）：主成分含量很高、純度很高，適用于精確分析和研究工作，有的可作為基準物質；分析純（AR，紅標簽，二級品）：主成分含量很高、純度較高，干擾雜質很低，適用于工業(yè)分析及化學實驗；化學純（CP，藍標簽，三級品）：主成分含量高、純度較高，存在干擾雜質，適用于化學實驗和合成制備；實驗純（LR，黃標簽）：主成分含量高、純度較差，雜質含量不做選擇，只適用于一般化學實驗和合成制備；指定級（ZD）、高純試劑（EP）、色譜純（GC或LC）、指示劑（ID）、生化試劑（BR）、可替代指示劑、當量試劑、電泳試劑等。現(xiàn)在是30頁\一共有47頁\編輯于星期日單體原料的貯存應注意：防止與空氣接觸產生易爆炸的混合物或產生過氧化物；提供可靠的措施，保證在任何情況下貯罐不會產生過高的壓力，以免貯罐爆破；防止有毒易燃的單體泄露出貯罐、管道和泵等輸送設備；為防止單體貯存過程中發(fā)生自聚現(xiàn)象，必要時應添加阻聚劑；貯罐還應當遠離反應裝置，以減少著火危險；貯存氣體狀態(tài)單體的貯罐和貯存常溫下為氣體，經壓縮冷卻液化為液體的單體的貯罐應當是耐壓容器。其它：用氮氣保護貯罐以防止進入空氣；為防止單體受熱后發(fā)生自聚，應當防止陽光照射并采取隔熱措施；或安裝冷卻水管，必要時進行冷卻?，F(xiàn)在是31頁\一共有47頁\編輯于星期日聚合反應過程的引發(fā)劑貯存注意事項：過氧化物采用小包裝、低溫環(huán)境、防火、防撞擊；固體過氧化物，如過氧化二苯甲酰中加適量水，使之保持潮濕狀態(tài)；液態(tài)的過氧化物，通常加適當溶劑使之稀釋以降低其濃度；烷基金屬化合物最危險，低級烷基的鋁化合物常制備為15%~25%的溶液，并且用惰性氣體（如氮氣）予以保護；過渡金屬鹵化物接觸潮濕空氣易水解，生成腐蝕性煙霧，因此應嚴格防止接觸空氣；貯存地點應當與生產區(qū)、單體貯存區(qū)隔離開，并要有適當?shù)陌踩貛?；酸性催化劑具有腐蝕性，應注意容器的密閉性，防止泄露而傷人。現(xiàn)在是32頁\一共有47頁\編輯于星期日2、生產過程以合成為主的精細化學品，需明確：合成路線：選用什么原料，經由哪幾步單元反應；工藝路線：原料的預處理和反應物的后處理應采用哪些化工過程、采用什么設備和生產流程等；反應條件控制：反應物的總摩爾比、反應物和生成物的初始濃度、pH、T、P反應操作方式：間歇、連續(xù)、半間歇（半連續(xù)）反應效率：轉化率、收率、選擇性以復配為主的精細化學品，應明確：采用什么原料、方法、設備、過程、條件；復配技術：經驗重要性、計算機仿真、模擬現(xiàn)在是33頁\一共有47頁\編輯于星期日3、產品后處理過程經反應得到的物料，多數(shù)情況下不是單純的產物，而是含有部分原料、催化劑殘渣、反應介質（水或有機溶劑）等的混合物。因此，必須將產物與反應物、反應介質等進行分離。分離方法與反應所得到物料的形態(tài)有關?，F(xiàn)在是34頁\一共有47頁\編輯于星期日產品處理（作為下一工序原料、篩選、包裝、灌裝、計量、貯存、輸送等）未反應物循環(huán)利用（返回反應過程或加工成副產物）副產物處理（設計制備、包裝、貯運等）后處理過程：三廢處理：三廢：廢氣、廢液、廢渣所含有害物質在排放前應該達到排放標準；盡量綜合利用，變廢為寶；污染問題不解決，不允許投產。相關政策法規(guī)現(xiàn)在是35頁\一共有47頁\編輯于星期日圍繞工藝流程的四個重要部分：工藝流程設計各個生產單元按照一定的目的要求，有機地組合在一起，形成一個完整的生產工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程圖。工藝流程圖有方塊流程圖、裝備流程圖、帶控制點工藝流程圖等。

現(xiàn)在是36頁\一共有47頁\編輯于星期日保險粉的生產工藝（保險粉：連二亞硫酸鈉，廣泛用于紡織工業(yè)的還原性染色、漂白）現(xiàn)在是37頁\一共有47頁\編輯于星期日1.5精細化工的發(fā)展方向指在生產過程中，或產品生命周期中均對環(huán)境無危害。這包括原料來源廣泛，最好是可再生資源；生產工藝安全有效、節(jié)能、無廢棄物排放或廢棄物可資源化；設備使用壽命長，無跑冒滴漏現(xiàn)象，廢棄的設備也不對環(huán)境產生威脅；產品使用安全，無污染，廢棄的產品可作為資源再生，或經處理成為無污染的物質等。綠色精細化工（清潔精細化工、環(huán)境友好精細化工）

現(xiàn)在是38頁\一共有47頁\編輯于星期日納米技術，是指研究由尺寸在0.1～100nm之間的物質組成的體系的運動規(guī)律和相互作用，以及可能的實際應用中技術問題的科學技術。

納米技術與精細化工的結合

由于納米材料具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應等特性，使納米微粒的熱磁、光、敏感特性、表面穩(wěn)定性，擴散和燒結性能，以及力學性能明顯優(yōu)于普通微粒，所以在精細化工上納米材料有著極其廣泛的應用

?，F(xiàn)在是39頁\一共有47頁\編輯于星期日

貯氫材料

FeTi和Mg2Ni是貯氫材料的重要候選合金，吸氫很慢，必須活化處理，即多次進行吸氫—脫氫過程。納米晶FeTi的吸氫活化性能明顯優(yōu)于普通多晶材料。催化劑由于納米晶材料可以提供大量催化活性位置，因此很適宜作催化材料。如超細硼粉、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑；超細的鉑粉、碳化鎢粉是高