精細化學品第一章--緒論

1、第一章 緒 論,1.1 精細化學品的定義 精細化學品（Fine Chemicals）即精細化工產品。 “精細化工”是“精細化學工業(yè)”（Fine Chemical Industry）的簡稱。 化學工業(yè)產品包括: 通用化學品和精細化學品。 通用化學品：應用廣泛、生產中技術要求高、產量大、用途廣的基礎化工產品，如無機化工 的化肥、硫酸、燒堿等；石油化工中的塑料、合成纖維、合成橡膠等。,對精細化學品的意義目前還沒有嚴格的提法，在我國對精細化學品的定義是指: 對基本化學工業(yè)生產的初級或次級化學品進行深度加工而制取的，具有特殊功能、特定用途、小批量生產的技術密集度高、附加價值高的系列化工產品。（有時也稱專

2、用化學品），其中多數產品的品種多、更新快、規(guī)模小并且利潤高、商品性強。 研究精細化學品的組成、結構、性質、變化、制備及應用的科學稱為精細化學品化學。,1.2 精細化學品的分類 精細化學品的種類繁多，目前主要以其產品具有的特定功能來分類。隨著科技的發(fā)展，一些新興的精化行業(yè)正在不斷出現，產品被分得越來越細。 日本1984年把精細化學品分成35個類別，而到1985年就發(fā)展成51個類別。 我國1986年把精細化工產品分為12大類。 具體分類如下：,（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（包括感光材料、磁性材料等） （7）食品和飼料添加劑

3、 （8）粘合劑 （9）催化劑和各種助劑 （10）化學藥品（原料藥）和日用化學品 （11）日用化學品 （12）功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等） 其中催化劑和各種助劑一類又包含20個事項,1.3 精細化學品生產特點 精細化學品生產過程不同于一般化學品的生產，它的生產過程可歸納為三個部分：化學合成、制劑（劑型化）、商品化（標準化），在每一生產過程中又派出各種化學的、物理的、生化的、技術的、經濟的要求，因此精細化工生產特征主要表現在以下幾點：,1、多品種、小批量 多品種不僅是精細化工生產的特征，也是評價精細化工總體水平的一個標志。 從目前發(fā)達國家精細化學品的分類就可看出，精細化工具有多品種、多

4、行業(yè)的特點，從某一精化行業(yè)產品來看，特別是專用品和特制配方產品，其應用面窄、針對性強，往往是多種牌號，多種劑型，同時由于多數精化產品用量少，功能大，更新快，決定了其產量小、品種多。,例如，精化工業(yè)中染料這門古老的行業(yè)，據染料索引（Color Index）第三版統計，不同化學結構的染料品種有5232個，其中已公布化學結構的有1536個，生產染料的主要國家經常生產的品種在2000種以上，同一品種相加復配又可派生出若干個牌號，如西德拜耳公司，一個公司就生產1600個牌號的產品。 再如表面活性劑，國外有5000多種，日本三洋化成公司就生產1500多種，并且以每年增加100多個品種的速度擴大品種；國外生

5、產的化妝品有37個大類，法國僅發(fā)用化妝品就多達2000多種牌號。,2、綜合生產流程和多功能生產裝置 多數精細化工產品是由基本原料出發(fā)，經過深度加工制得的，因而生產流程一般較長，工序較多。由于這些產品的需求量不大，故往往采用間歇式裝置生產，雖然精化產品的品種多，但從合成角度來看，其合成單元反應往往不外乎十幾種，尤其是同系列產品其合成采用的生產過程和設備，有許多共同相似之處。,國外在五十年代末期就拋棄了單一產品、單一流程的落后生產方式，七十年代開始精化生產中已遂步出現了單元反應設備，這些設備容積大，在傳質傳熱等工程技術上作了許多改進，可適應不同反應條件及不同原料、生產工藝的要求，這樣就可使小批量、

6、多品種生產中的一個品種用一套流程的矛盾得以解決，即廣泛采用多品種綜合生產流程，設計和制作用途廣、功能多的生產裝置，在單元設備上采用近代先進技術裝備（如計算機的引用），使反應的控制、工藝操作自動化、精密化。,3、技術密集度高 精細化工是綜合性較強的技術密集型工業(yè)（技術含量高、高技術）。這是由于精化產品是以商品的綜合功能出現的，這就需要在化學合成中篩選不同化學結構的產品，在生產中由于步驟多、工序長、影響收率和質量的因素多，獲得高質量、高性能的產品就必須具有先進的生產技術和科學管理方法；在制劑生產中必須充分發(fā)揮精化產品自身功能和其它配合物的協同效應，從制劑到商品化，又有一個復配過程，這些內在的和外在

7、的因素既互相連系又互相制約，這樣就形成了精細化學品高技術密集度的一個重要因素。,其次，精細化工產品的技術開發(fā)成功率低、時間長、費用高，結果又導致了技術壟斷性強、銷售利潤率高。例如：農藥：隨著對藥效、生物體安全性的要求愈來愈高，新品開發(fā)的時間越來越長，費用愈來越大，開發(fā)的成功率就相對減少。 如美國農藥：1961-1970年的10年間，開發(fā)新品18個；1971-1979年的10年間，開發(fā)新品4個。其中1964年新農藥開發(fā)時間為3年花費270萬美元，而1975年新農藥開發(fā)需8年1300萬美元。,4、大量采用復配技術 這也是精化產品的特點之一，為了滿足各種用途需要，許多產品，除了要求加工成各種劑型（如

8、粉、粒、乳劑等）外，常常必須加入多種其他試劑進行復配，經過劑型加工和復配技術所制的產品數目往往超過由合成而得到的第一產品數目，經復配后，產品具有增效、改性和擴大應用范圍等功能，其性能往往超過結構單一的產品，因此掌握復配技術使精細化工產品具備市場競爭能力的一個重要方面，這也是我國精細化工發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。,1.4 精細化學品的經濟特點 精細化學品的高經濟效益已為實踐證明，概括起來可以從下列幾個方面的特點加以說明： 1、附加價值高 附加價值是指在產品的產值中扣去原材料費、稅金、設備廠房折舊費后剩余部分的價值，該價值包括利潤、工人勞動力、動力消耗以及技術開發(fā)費用。精細化工產品的附加價值與銷售額的比率在

9、化學工業(yè)各大部門中是最高的，而從整個精化工業(yè)的一些子行業(yè)來看，附加價值最高的是醫(yī)藥，這可從日本化工史上看出：,表1.1 日本化學工業(yè)各部門原材料費率和附加價值率%,表2.2 日本精化中某部門的附加價值與銷售額的比率（%） 其中：原材料費率（%）= 附加價值率（%）=,2、投資效率高 精細化學品一般產量小，裝置規(guī)模也較小，具有投資少，見效快的特點，即投資效率高。 投資效率（%）=（附加價值/固定資產）100% 精細化工資本密集度低于化學工業(yè)平均水平，一般為化學工業(yè)指數的0.3-0.5，是化肥工業(yè)的0.2-0.3，據統計，1975年日本投資效率如下： 平均 化肥工業(yè) 化纖 感光材料 醫(yī)藥 87.6

10、% 62% 94.3% 170.9% 241.4%,3、利潤率高 國外有一個統計：1977-1980年世界大型化工公司中的銷售利潤率在20%以上的有5家，銷售利潤率在15-20%之間的也有5家，這10家公司均為生產精細化學品公司；銷售利潤率在10-15%之間的有20家公司，其中80%以上的為精細化學品專業(yè)公司。 從以上據不難看出，精細化工行業(yè)的利潤率高于其他化工行業(yè)，這也是精化行業(yè)發(fā)展較快的主要原因之一。,1.5 精細化工的發(fā)展動向,一、當代高科技新領域的開發(fā) 近年來，世界各國都在大力發(fā)展精細化工，已使整個化學工業(yè)向精尖方向取得了長足的進展，先進國家的精細化工產值在化工總產值中的比例已達到60

11、-65%，我國近年來在精細化學品的開發(fā)、生產和應用上也有可觀的成就，精細化工在化學工業(yè)中的比重已達到50%,對精細化工而言，有關的高新科技領域包括：各類新型化工材料（如功能高分子材料、復合材料）、新能源、電子信息技術、生物技術（包括發(fā)酵、生物酶、細胞融合、基因重組等技術）、航空航天技術和海洋開發(fā)技術等。 二、結合國內外行情、發(fā)展精細化工系列產品 我國的煤炭、石油和天然氣資源十分豐富，為發(fā)展精細化工提供了充足的原料來源，如何搞好統籌規(guī)劃為國家現代化服務是很有意義的，以下提供幾種發(fā)展模式：,1、以某種原料為基礎，發(fā)展系列化產品 例如，開展石油化工副產品和聯產產品（如環(huán)烷酸（5烴、重芳烴）的綜合利用

12、；以環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為基礎發(fā)展各種工業(yè)用和民用非離子表面活性劑；以烷基苯為基礎發(fā)展合成洗滌劑等。 2、以某種技術為基礎發(fā)展系列化產品 例如：以羰基合成技術為基礎，由各種烯烴出發(fā)制取一系列脂肪醇；由丙烯制正丁醇和異丁醇，由庚烯得到異辛醇，由十二碳烯得到十二醇，這些醇大多可作為合成增塑劑和表面活性劑的原料。,3、針對某一應用領域發(fā)展系列化產品 例如，催化劑、油品添加劑、染料、膠粘劑等系列化產品很多，采用這種模式的優(yōu)點多，如一般生產廠家對本行業(yè)的用戶要求、產品性能檢測以及國內外發(fā)展動態(tài)較熟悉，從而有利于開發(fā)系列產品并形成一定優(yōu)勢。 4、注意采用復配技術 為了滿足各種專門用途的需要，化學合成質的產品

13、不僅需劑型化，還必須進行復配，已知在復配的產品中，包含多種成份，甚至包括幾十種之多，經過復配后不僅要產生數量多牌號多的產品，而且在性能和應用上往往比單一產品有更大的提高，能吸到十分優(yōu)異的效果，這也是我國精化行業(yè)發(fā)展的一個值得注意的方向。,三、采用先進技術 1、新催化技術 合成反應是精細化工產品生產的基礎，它與新催化技術密切相關，新催化技術的重點是能促進石油化工發(fā)展的膜催化劑，稀土絡合催化劑，沸石型催化劑，固體超強酸催化劑等， 發(fā)展與精細化工新品開發(fā)相關的相轉移催化技術，立體定向合成技術和固定化酶催化技術等，新催化技術要求能設計開發(fā)出具有高活性、高選擇性、立體定向、穩(wěn)定性好、壽命長的高效催化劑和技術。,2、新分離技術 開發(fā)工業(yè)規(guī)模