精細(xì)化工及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)全套

精細(xì)化工及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)全套一、概述⒈精細(xì)化工精細(xì)化工是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品工業(yè)的通稱。精細(xì)化工是化學(xué)工業(yè)的一個(gè)組成部分。精細(xì)化工是當(dāng)今化學(xué)工業(yè)中最具活力的新興領(lǐng)域之一，是新材料的重要組成部分。以石油為基本原料生產(chǎn)的有機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品，從生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的特點(diǎn)考慮，與化學(xué)工業(yè)的其它行業(yè)相比，精細(xì)化工產(chǎn)品的產(chǎn)量較小，品種較多，用途廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，技術(shù)密集程度和附加價(jià)值高，產(chǎn)品因具有特殊的使用功能，在專門或特定的領(lǐng)域使用，更新?lián)Q代快；大多以間歇方式生產(chǎn)；具有功能性或最終使用性：許多為復(fù)配性產(chǎn)品，配方等技術(shù)決定產(chǎn)品性能等特點(diǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量要求高；商品性強(qiáng)，多數(shù)以商品名銷售；要求不斷進(jìn)行新產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的研究，重視技術(shù)服務(wù)；設(shè)備投資較小。因此精細(xì)化工產(chǎn)品又被稱為專用化學(xué)品。精細(xì)化工直接服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多行業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。大力發(fā)展精細(xì)化工已成為世界各國(guó)調(diào)整化學(xué)工業(yè)結(jié)構(gòu)、提升化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)能級(jí)和擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益的戰(zhàn)略重點(diǎn)。精細(xì)化工率(精細(xì)化工產(chǎn)值占化工總產(chǎn)值的比例)的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)化學(xué)工業(yè)發(fā)達(dá)程度和化工科技水平高低的重要標(biāo)志。⒉特點(diǎn)精細(xì)化學(xué)品的品種繁多，有無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、聚合物以及它們的復(fù)合物。生產(chǎn)技術(shù)上所具有的共同特點(diǎn)是：⑴品種多、更新快，需要不斷進(jìn)行產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)，所以研究開發(fā)費(fèi)用很大，如醫(yī)藥的研究經(jīng)費(fèi),常占藥品銷售額的8％～10％。這就導(dǎo)致技術(shù)壟斷性強(qiáng)、銷售利潤(rùn)率高。⑵產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)原產(chǎn)品要求純度高,復(fù)配以后不僅要保證物化指標(biāo),而且更注意使用性能，經(jīng)常需要配備多種檢測(cè)手段進(jìn)行各種使用試驗(yàn)。這些試驗(yàn)的周期長(zhǎng)，裝備復(fù)雜，不少試驗(yàn)項(xiàng)目涉及人體安全和環(huán)境影響。因此，對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品管理的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)較多。如藥典、農(nóng)藥管理法規(guī)等。對(duì)于不符合規(guī)定的產(chǎn)品，往往國(guó)家限令其改進(jìn)，以達(dá)到規(guī)定指標(biāo)或禁止生產(chǎn)。⑶精細(xì)化工生產(chǎn)過程與一般化工生產(chǎn)不同，它的生產(chǎn)全過程，不僅包括化學(xué)合成（或從天然物質(zhì)中分離、提取），而且還包括劑型加工和商品化，由兩個(gè)部分組成。其中化學(xué)合成過程,多從基本化工原料出發(fā),制成中間體，再制成醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、有機(jī)顏料、表面活性劑、香料等各種精細(xì)化學(xué)品。劑型加工和商品化過程對(duì)于各種產(chǎn)品來說是配方和制成商品的工藝，它們的加工技術(shù)均屬于大體類似的單元操作。⑷大多以間歇方式小批量生產(chǎn)。雖然生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，但規(guī)模小，單元設(shè)備投資費(fèi)用低，需要精密的工程技術(shù)。⑸產(chǎn)品的商品性強(qiáng)，用戶競(jìng)爭(zhēng)激烈，研究和生產(chǎn)單位要具有全面的應(yīng)用技術(shù)，為用戶提供技術(shù)服務(wù)。二、精細(xì)化工包含的領(lǐng)域精細(xì)化工產(chǎn)品的范圍十分廣泛，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)精細(xì)化工的范圍認(rèn)識(shí)上還不一致，存在著不同的觀點(diǎn)，廣的分為50類，窄的不足10類。通常是按照結(jié)構(gòu)分類。由于同一類結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，功能可以完全不同，應(yīng)用對(duì)象也不同，因而按結(jié)構(gòu)分不便應(yīng)用。也有按照大類屬性分為精細(xì)無機(jī)化工產(chǎn)品、精細(xì)有機(jī)化工產(chǎn)品、精細(xì)高分子化工產(chǎn)品和精細(xì)生物化工產(chǎn)品四類。這種分類方法又顯得粗糙。目前國(guó)內(nèi)外較為統(tǒng)一的分類原則是以產(chǎn)品的功能來進(jìn)行分類。大體可歸納為：醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成染料、有機(jī)顏料、涂料、香料與香精、化妝品與盥洗衛(wèi)生品、肥皂與合成洗滌劑、表面活性劑、印刷油墨及其助劑、粘接劑、感光材料、磁性材料、催化劑、試劑、水處理劑與高分子絮凝劑、造紙助劑、皮革助劑、合成材料助劑、紡織印染劑及整理劑、食品添加劑、飼料添加劑、動(dòng)物用藥、油田化學(xué)品、石油添加劑及煉制助劑、水泥添加劑、礦物浮選劑、鑄造用化學(xué)品、金屬表面處理劑、合成潤(rùn)滑油與潤(rùn)滑油添加劑、汽車用化學(xué)品、芳香除臭劑、工業(yè)防菌防霉劑、電子化學(xué)品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多個(gè)行業(yè)和門類。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，精細(xì)化學(xué)品的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嚅_拓，新的門類將不斷增加。三、產(chǎn)品的生產(chǎn)過程同其他化工產(chǎn)品一樣，精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程一樣也可分為原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品分離和提純?nèi)齻€(gè)階段。精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程的特點(diǎn)是：涉及的化學(xué)反應(yīng)多，決定了生產(chǎn)步驟多；化工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品還要經(jīng)過商品化過程，才能和用戶見面。首先是原料品種多，有些外購(gòu)原料還要多次加工才能使用，按每噸產(chǎn)品消耗的原輔材料計(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他化工行業(yè)；第二是生產(chǎn)工序多，化學(xué)反應(yīng)和分離操作反復(fù)進(jìn)行，副產(chǎn)物多，損失大，使產(chǎn)物收率較低；第三是生產(chǎn)過程的技術(shù)含量高，許多專有技術(shù)訣竅和秘密隱含其中，有些特殊技術(shù)秘不示人；第四是產(chǎn)品性能獨(dú)特不易互換、代用，但一經(jīng)問世極易被剖析、摹仿，同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，加上產(chǎn)品更新?lián)Q代快，必須加快回收投資和取得經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格高。1.精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)精細(xì)化工產(chǎn)品的特點(diǎn)之一是化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而原料提供的化學(xué)結(jié)構(gòu)太簡(jiǎn)單,而且缺少化學(xué)反應(yīng)活性,這就要求通過化學(xué)反應(yīng)引入具有化學(xué)反應(yīng)活性的結(jié)構(gòu),化學(xué)上稱為官能團(tuán),在通過官能團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)逐步改變化學(xué)結(jié)構(gòu),使之成為具有特定性能的精細(xì)化工產(chǎn)品。常用的、基本的化學(xué)反應(yīng)有：硝化、磺化、氧化、還原、水解、磺酸化、酯化、縮合、烷化、?；取０椿瘜W(xué)反應(yīng)規(guī)律選擇原料，將上述反應(yīng)按需要組成適當(dāng)?shù)仨樞虿拍苓_(dá)到目的。還要使用相關(guān)的無機(jī)化工原料（如硫酸、氯氣、純堿等）及各種類型的催化劑。2.有機(jī)中間體在精細(xì)化工產(chǎn)品較長(zhǎng)的生產(chǎn)過程中，有些從基本原料加工的產(chǎn)物，如苯制硝基苯，可作為生產(chǎn)某一系列或不同行業(yè)產(chǎn)品的原料，但它仍不具有最終產(chǎn)品的性能，只是生產(chǎn)過程的階段性產(chǎn)品或半成品，因此被稱為有機(jī)中間體，簡(jiǎn)稱中間體。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分，有苯系、萘系等中間體；按行業(yè)分有染料中間體、醫(yī)藥中間體。中間體生產(chǎn)處于精細(xì)化工品生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，能衍生出品種眾多、性能各異的精細(xì)化工產(chǎn)品。要發(fā)展精細(xì)化工產(chǎn)品，必須大力發(fā)展中間生產(chǎn)，否則擴(kuò)大產(chǎn)品品種就難以實(shí)現(xiàn)。用量較大的中間體不宜分散生產(chǎn)，不能僅為某一產(chǎn)品的需求就配一個(gè)中間體生產(chǎn)裝置。3.精細(xì)化工產(chǎn)品的純度是決定其質(zhì)量的重要指標(biāo)之一為了提純產(chǎn)品，一般采用多種分離技術(shù)，如精餾、萃取、結(jié)晶、過濾等。除了通用、定型設(shè)備外，還采用多種特殊設(shè)備。為防止物料腐蝕設(shè)備，必須采用耐蝕材料。依原料、產(chǎn)品的可燃性、毒性等不同，生產(chǎn)車間還應(yīng)防火、防毒。因此，安全生產(chǎn)，勞動(dòng)保護(hù)稱為精細(xì)化工廠必須十分注意的工作。4.商品化化工廠生產(chǎn)的精細(xì)化工產(chǎn)品一般不能直接使用。要滿足用戶（特別是個(gè)人消費(fèi)）需求，必須使產(chǎn)品商品化，其中最重要的是復(fù)配。通過復(fù)配時(shí)產(chǎn)品專用功能突出，輔助功能齊全。未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，將不完全取決于產(chǎn)品的純度，很可能是產(chǎn)品的綜合性能，復(fù)配在這方面將有重要作用。以粉末狀日用洗滌劑為例，復(fù)配中要添加多種助劑，以增加溶解度，軟化水，穩(wěn)定泡沫，抗結(jié)塊，具有增白、漂白功能。有的加酶制劑便于除去衣物上的某種污漬；有的加入柔軟劑、抗靜電劑、香料等。有時(shí)助劑的總重量超過洗滌劑本身。通過復(fù)配可形成風(fēng)格獨(dú)特的商品（如嬰兒用、消毒用），對(duì)提高產(chǎn)品附加值有重要作用。四、精細(xì)化工的發(fā)展世界精細(xì)化學(xué)工業(yè)最發(fā)達(dá)的要推美國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)和日本，其產(chǎn)品產(chǎn)量分別居于世界第一、二、三位。19世紀(jì)末近代化學(xué)工業(yè)形成后，農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等產(chǎn)品急劇增多，到20世紀(jì)30年代，以煤煉焦副產(chǎn)的煤焦油提供的苯、萘等為主要原料，采用化學(xué)合成技術(shù)，應(yīng)用多種化工單元操作，合成了多種產(chǎn)品，并取得了廣泛應(yīng)用，形成了精細(xì)化工的主體，這些行業(yè)及其產(chǎn)品至今仍發(fā)揮著重要作用。從20世紀(jì)中葉開始，近代化學(xué)工業(yè)轉(zhuǎn)向以石油為主要原料，新的合成技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使精細(xì)化工依賴的原料發(fā)生轉(zhuǎn)換，從煤轉(zhuǎn)向石油。為滿足各行各業(yè)的需要，陸續(xù)開發(fā)的新產(chǎn)品逐漸形成了新的門類，產(chǎn)生了許多新的精細(xì)化工行業(yè)，如表面活性劑、油田用化學(xué)品、高分子材料加工和使用助劑等。這樣，新行業(yè)、新產(chǎn)品層出不窮，傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，形成了新的精細(xì)化工，確立了它在化學(xué)工業(yè)的重要作用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，以電子工業(yè)為代表的新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了新精細(xì)化工產(chǎn)品的開發(fā)，如信息記錄材料、電子器件用材料等。這一時(shí)期，采用生物技術(shù)生產(chǎn)精細(xì)化工品（尤其是藥物）也有突出發(fā)展。它們的開發(fā)應(yīng)用，給精細(xì)化工開辟了嶄新的發(fā)展領(lǐng)域。這些產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜，產(chǎn)量小，質(zhì)量要求高，專用性極強(qiáng)，更體現(xiàn)了精細(xì)化工產(chǎn)品技術(shù)密集程度高，附加價(jià)值高，應(yīng)用領(lǐng)域單一的特點(diǎn)，是今后精細(xì)化工發(fā)展的方向。自從20世紀(jì)90年代后期以來，我國(guó)決定加大在能源、信息、生物、材料等高新技術(shù)領(lǐng)域的投資力度，化工作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)沒有被列入國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的行列，而被有的人歸于夕陽工業(yè)。但事實(shí)并非如此，特別是我們精細(xì)化工，由于它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的特殊地位，由于它和能源、信息、生物化工以及材料學(xué)科之間的緊密聯(lián)系，它在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中的作用將愈來愈重要，而成為不可替代、不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。因此，精細(xì)化工在中國(guó)、乃至在世界，依然是朝陽工業(yè)，前景一片光明。發(fā)展精細(xì)化工的條件之一是要求基本原料充足，尤其是品種齊全。往往缺少一種原料，就難以生產(chǎn)一系列的產(chǎn)品，以致影響一大類產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用。精細(xì)化工產(chǎn)品的開發(fā)往往需要大量的人力、財(cái)力投入，尤其是需要高級(jí)技術(shù)人才和產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)人才。如新農(nóng)藥的開發(fā)，不單包括化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)，產(chǎn)品應(yīng)用方法的確定，還要包括藥理、藥效檢定，實(shí)際試用的鑒定，還要確定對(duì)人、家畜、家禽的影響，以及符合涉及生理、生物、藥學(xué)、土壤、水源、空氣、環(huán)保等一系列學(xué)科法令、法規(guī)的要求，最終還要接受國(guó)家主管部門的審核獲準(zhǔn)才能作為商品。與此類似的還有醫(yī)藥、食品和飼料添加劑等。發(fā)展精細(xì)化工要妥善解決環(huán)境和勞動(dòng)保護(hù)。精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)中使用的原材料及中間產(chǎn)品，往往對(duì)人有毒害作用，有的被證實(shí)致癌。受化學(xué)反應(yīng)和分離技術(shù)的限制，三廢排放量大，污染品種多，排放量和濃度波動(dòng)大，不易治理。如生產(chǎn)廠過于分散，或在一個(gè)地區(qū)生產(chǎn)品種多，更增加治理難度。化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，其性質(zhì)較為相近。國(guó)際上有些公司利用已有的生產(chǎn)技術(shù)，著力開發(fā)系列產(chǎn)品，集中生產(chǎn)某一領(lǐng)域的精細(xì)化工產(chǎn)品，在開發(fā)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)形成特色并取得壟斷地位，借以取得更大的效益。這說明，只顧生產(chǎn)某一產(chǎn)品，不注意綜合開發(fā)，使產(chǎn)品成龍配套，提高技術(shù)含量，不但難以增加效益，而且無法在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)五、精細(xì)化工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位我們都知道精細(xì)化工是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的化工行業(yè)，主要包括醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、涂料、表面活性劑、催化劑，助劑和化學(xué)試劑等傳統(tǒng)的化工部門，也包括食品添加劑、飼料添加劑、油田化學(xué)品、電子工業(yè)用化學(xué)品、皮革化學(xué)品、功能高分子材料和生命科學(xué)用材料等近20年來逐漸發(fā)展起來的新領(lǐng)域。中國(guó)是個(gè)人口大國(guó)，十四億人的生存與生存質(zhì)量與精細(xì)化工息息相關(guān)。增加糧食產(chǎn)量，需要多種高效低毒的農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除草劑、復(fù)合肥料；抵疾病需要多種醫(yī)藥、抗生素；石化工業(yè)生產(chǎn)需要催化劑、表面活性劑、油品添加劑和橡膠助劑等。服裝、絲綢工業(yè)需要高質(zhì)量的染料、紡織助劑、顏料；美化環(huán)境、改善居住條件需要不同的涂料、黏合劑；據(jù)報(bào)道一臺(tái)電視機(jī)與2000多種化學(xué)品有關(guān)，其中絕大部分是精細(xì)化學(xué)品。正由于精細(xì)化工對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的重大貢獻(xiàn)，許多精細(xì)化工產(chǎn)品產(chǎn)量如染料、農(nóng)藥等居世界前列。有部分精細(xì)化工產(chǎn)品已能滿足國(guó)內(nèi)需求。精細(xì)化工的發(fā)展，促進(jìn)了其它行業(yè)如農(nóng)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(shí)為這些行業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益的提高。精細(xì)化工的發(fā)展，為生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料、新能源技術(shù)、環(huán)保等高新技術(shù)的發(fā)展提供了保證。精細(xì)化工的發(fā)展，直接為石油和石油化工三大合成材料（塑料、橡膠和纖維）的生產(chǎn)及加工、農(nóng)業(yè)化學(xué)品的生產(chǎn)，提供催化劑、助劑、特種氣體、特種材料（防腐、防高溫、耐溶劑）、阻燃劑、膜材料，各種添加劑，工業(yè)表面