工業(yè)化學(xué)課件-精細(xì)化工

9精細(xì)化工9.1概述原指產(chǎn)量小、純度高、價格貴的化工產(chǎn)品，如醫(yī)藥、染料、涂料等。歐美一些國家把產(chǎn)量小、按不同化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)和銷售的化學(xué)物質(zhì)，稱為精細(xì)化學(xué)品(finechemicals)；把產(chǎn)量小、經(jīng)過加工配制、具有專門功能或最終使用性能的產(chǎn)品，稱為專用化學(xué)品(specialtychemicals)。中國、日本等則把這兩類產(chǎn)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品。

9.1.1精細(xì)化學(xué)品9.1.2精細(xì)化工品的分類

精細(xì)化工的定義、分類所謂精細(xì)化工產(chǎn)品（即精細(xì)化學(xué)品）是指那些具有特定的應(yīng)用功能，技術(shù)密集，商品性強(qiáng)，產(chǎn)品附加值較高的化工產(chǎn)品。生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的化工企業(yè)，通稱精細(xì)化學(xué)工業(yè)，簡稱精細(xì)化工。中國精細(xì)化工產(chǎn)品包括11個產(chǎn)品類別:1.農(nóng)藥；2.染料；3.涂料（包括油漆和油墨）；4.顏料；5.試劑和高純物質(zhì)；6.信息用化學(xué)品（包括感光材料、磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品）；7.食品和飼料添加劑；8.粘合劑；9.催化劑和各種助劑；10.（化工系統(tǒng)生產(chǎn)的）化學(xué)藥品（原料藥）和日用化學(xué)品；11.高分子聚合物中的功能高分子材料（包括功能膜，偏光材料等）。9.1.3.1

染料

染料是能將纖維或其他被染物染成各種顏色的有機(jī)化合物。它是由苯、萘、蒽等基本有機(jī)原料經(jīng)硝化、還原、磺化、鹵化、胺化、氧化、?；?、烷基化等化學(xué)反應(yīng)過程生成中間體，然后將中間體再經(jīng)重氮化、偶合等反應(yīng)過程制成原染料，再經(jīng)染料后處理制成商品染料或有機(jī)顏料。9.1.3主要精細(xì)化學(xué)品按用途分類染料按用途可分為：直接染料能在中性或弱堿性介質(zhì)中加熱煮沸直接上染棉纖維的一種染料，多半為偶氮染料。酸性染料是指在酸性介質(zhì)中進(jìn)行染色的染料，常含有助色體—NO2、—SO3H、—COOH。主要用于羊毛、蠶絲和錦綸等染色。酸性染料有偶氮型、蒽醌型、三芳甲烷型等，但大部分屬于偶氮染料。分散染料是一種微溶于水，在水中借分散劑作用而呈高度分散狀態(tài)的染料。分散染料分子中含有極性基團(tuán)，如羥基、羥烷氨基，使染料在水中極易分散而吸附于纖維內(nèi)，主要用于聚酯纖維和醋酸纖維的染色。堿性染料是含有氨基、取代氨基或季銨基，在水溶液中能直接生成或與酸成鹽后生成帶正電荷有色離子的染料。它們大多屬于三苯甲烷等化學(xué)結(jié)構(gòu)。主要用于腈綸纖維的染色。還原染料

又稱甕染料，在堿性溶液中借連二亞硫酸鈉進(jìn)行還原處理，而使纖維染色的染料。用于棉、麻、粘膠和維綸等染色。反應(yīng)性染料又稱活性染料，含有能與纖維素纖維中的羥基和蛋白質(zhì)纖維中的氨基發(fā)生反應(yīng)的活性基團(tuán)。廣泛用于棉、麻、絲、毛及粘膠纖維的染色。9.1.3.2農(nóng)藥按用途分殺蟲劑主要為有機(jī)磷酸酯類、氨基甲酸酯類、菊酯類和昆蟲激素類。占農(nóng)藥總產(chǎn)量的85%。殺菌劑用于防治植物的藥劑。占農(nóng)藥總產(chǎn)量的5%。除草劑占農(nóng)藥總產(chǎn)量的10%。植物生長調(diào)節(jié)劑9.1.3.3醫(yī)藥藥品是經(jīng)過國家食品藥品監(jiān)督管理部門審批，允許其上市生產(chǎn)、銷售的藥物，不包括正在上市前臨床試驗中的藥物；藥物則包括所有具有治療功效的化學(xué)物質(zhì)，不一定經(jīng)過審批，也不一定是市面有售的化學(xué)物質(zhì)。原料藥是藥劑的有效成分，只有加工成為藥物制劑，才能成為可供臨床應(yīng)用的藥品?；瘜W(xué)合成藥分為無機(jī)合成藥和有機(jī)合成藥?？股丶吧锘瘜W(xué)藥品。

9.1.3.4涂料

指涂布于物體表面在一定的條件下能形成薄膜而起保護(hù)、裝潢或其他特殊功能（絕緣、防銹、防霉、耐熱等）的物質(zhì)。其主要成分包括：成膜物質(zhì)是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工產(chǎn)品、纖維素衍生物、天然樹脂和合成樹脂。助劑如消泡劑，流平劑等，還有一些特殊的功能助劑，如底材潤濕劑等。顏料一般分兩種，一種為著色顏料，常見的鈦白粉，鉻黃等；還有種為體質(zhì)顏料，也就是常說的填料，如碳酸鈣，滑石粉。溶劑包括烴類溶劑（礦物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等）、醇類、醚類、酮類和酯類物質(zhì)。9.1.3.5表面活性劑9.1.4精細(xì)化工的特點(diǎn)精細(xì)化工的研究和應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，其主要的特點(diǎn)是：具有特定的功能和實(shí)用性特征。技術(shù)密集程度高。小批量，多品種。生產(chǎn)流程復(fù)雜，設(shè)備投資大，對資金需求量大。實(shí)用性、商品性強(qiáng)，市場競爭激烈，銷售利潤高，附加值高的特點(diǎn)。產(chǎn)品周期短，更新?lián)Q代快，多采用間歇式生產(chǎn)工藝。9.2精細(xì)化工單元過程9.2.1磺化在有機(jī)化合物分子中引入磺酸基（—SO3H）或它相應(yīng)的鹽或磺酰鹵基（—SO3X）的任何化學(xué)過程。主要影響因素：被磺化物的結(jié)構(gòu)磺酸的異構(gòu)化和水解工業(yè)生產(chǎn)中芳烴的磺化方法液相過量硫酸磺化法共沸去水磺化法采用過量的過熱苯蒸汽通入120℃~180℃濃硫酸中，利用共沸原理由未反應(yīng)的苯帶出反應(yīng)生成的水。三氧化硫磺化法烘焙磺化法氨磺酸磺化法9.2.2鹵化

向有機(jī)化合物中引入鹵素的反應(yīng)。氯化在工業(yè)上應(yīng)用最廣。主要用于制取中間體、在精細(xì)化工產(chǎn)品中引入鹵素和改進(jìn)性能、通過制取鹵素衍生物來制取含有其他取代基如羥基、氨基等的衍生物。工業(yè)上連串反應(yīng)的處理方法控制鹵化深度工業(yè)上常采用苯過量的方法選擇合適的操作

在連續(xù)化生產(chǎn)中，減少反混是提高收率所希望產(chǎn)物收率最重要的方法。9.2.3硝化

脂肪族的硝化主要用于制取炸藥、火箭燃料等?；焖嵯趸挠绊懸蛩叵跛岜认跛崤c被硝化物的摩爾比混酸組成溫度攪拌9.2.4還原鐵粉還原鋅粉還原硫化堿還原（Na2S等）亞硫酸鹽還原加氫還原（液相加氫、氣相加氫）9.2.5烷基化芳烴烷基化特點(diǎn)：連串反應(yīng)可逆反應(yīng)烷基可能發(fā)生重排9.3典型精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)例9.3.