精細化工概述

1、精精 細細 化化 工工工工 藝藝 學學第第1 1章章 緒緒 論論精細化工的形成和發(fā)展精細化工的形成和發(fā)展精細化學品的定義精細化學品的定義精細化學品的分類精細化學品的分類精細化學品的特性精細化學品的特性工藝學的內涵工藝學的內涵精細化工的發(fā)展方向精細化工的發(fā)展方向 精細化工的形成和發(fā)展精細化工的形成和發(fā)展 精細化學工業(yè)（簡稱精細化工）是生產精細化學品的工業(yè)。精細化工是當今世界各國發(fā)展化學工業(yè)的戰(zhàn)略重點，也是一個國家綜合技術水平的重要標志之一。其基本特征是以高新技術為依托，為全球經濟和人民生活生產提供高質量、多品種、專用或多功能的精細化學品。精細化工的形成和發(fā)展精細化工的形成和發(fā)展精細化學品十九世紀

2、以前已有，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，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)更新換代，如合成洗滌劑的出現，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。 精細化工的形成和發(fā)展精細化工的形成和發(fā)展進入本世紀，精細化學品發(fā)展的基本特征是以高新技術為依托，為全球經濟和人民生活提供高質量、多品種、專用或多功能的精細化學品。同時，伴隨著人們對環(huán)保的認識，對可持續(xù)發(fā)展的共識，人

3、們認識到：傳統(tǒng)的化學工業(yè)必須變革，以適應可持續(xù)發(fā)展的要求。精細化學品工業(yè)也必須朝著低污染甚至無污染的“綠色”方向發(fā)展，并且應該成為整個化學工業(yè)的典范。除“綠色”外，近年來，精細化工已經向追求更高功能化方向發(fā)展。精細化工的形成和發(fā)展精細化工的形成和發(fā)展精細化率=精細化工產品的總值 *100% 化工產品的總值目前世界上主要發(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。 精細化學品的定義精細化學品的定義精細化學品是與大宗化學品相對應的一類化工產品，是指對化學工業(yè)生產的初級或次級產品進行深加工而制成的具有某種或某幾種特殊功能的化學品。精細化

4、學品的定義精細化學品的定義這些功能可以是自身具有或賦予他物具有，突出功能可以是化學功能、物理功能或生物活性。它可以是單一組份的純物質，也可以是多元復配的產物。一般其產量相對較小的、附加價值相對較高。精細化學品的特性1.生產特性小批量、多品種、復配型居多；小批量、多品種、復配型居多；復配是復配是指兩種或兩指兩種或兩種以上物質通過恰當比例，按照一定的方式去混合，種以上物質通過恰當比例，按照一定的方式去混合，而獲得一種新產品的技術或過程。而獲得一種新產品的技術或過程。 技術密集度高；技術密集度高；精細化工產品市場競爭激烈，產品精細化工產品市場競爭激烈，產品的更新換代快。這要求生產企業(yè)，要經常不斷的根

5、的更新換代快。這要求生產企業(yè)，要經常不斷的根據市場的需要、客戶的需求開發(fā)出性能更高的產品。據市場的需要、客戶的需求開發(fā)出性能更高的產品。因此，企業(yè)必須開展科學研究，及時掌握各種技術因此，企業(yè)必須開展科學研究，及時掌握各種技術情報與市場信息，不斷采用新技術、新工藝。所以情報與市場信息，不斷采用新技術、新工藝。所以說精細化工屬于技術密集型產業(yè)。技術密集還表現說精細化工屬于技術密集型產業(yè)。技術密集還表現在生產過程的流程長，單元反應多，原料復雜，中在生產過程的流程長，單元反應多，原料復雜，中間過程控制要求嚴格，技術保密性強，專利壟斷性間過程控制要求嚴格，技術保密性強，專利壟斷性強等方面。強等方面。精細

6、化學品的特性1.生產特性多采用間歇式生產裝置；多采用間歇式生產裝置；精細化工生產設備還具有精細化工生產設備還具有“輕、薄、短、小輕、薄、短、小”的特點。從生產過程上看，產的特點。從生產過程上看，產品生產從單一產品、單一流程、單元操作裝置的生品生產從單一產品、單一流程、單元操作裝置的生產方法，一方面向具有多功能的生產裝置產方法，一方面向具有多功能的生產裝置(一機多能，一機多能，多功能化多功能化)發(fā)展；另一方面向所謂的柔性生產系統(tǒng)發(fā)展；另一方面向所謂的柔性生產系統(tǒng)(FMS，柔性化，柔性化)發(fā)展，即具有相近的工藝流程的同發(fā)展，即具有相近的工藝流程的同一類型品種，使用同一套設備生產。一類型品種，使用同

7、一套設備生產。 生產流程多樣化。生產流程多樣化。針對同一產品，不同的廠家擁有針對同一產品，不同的廠家擁有不同的生產技術，這些技術各具特色，具有鮮明的不同的生產技術，這些技術各具特色，具有鮮明的自主知識產權的特征。從原料，到反應原理，再到自主知識產權的特征。從原料，到反應原理，再到工藝過程的組合均不相同。工藝過程的組合均不相同。 精細化學品的特性2.經濟特性 投資效率高，投資效率高，投資效率為附加價值與固定資產的比投資效率為附加價值與固定資產的比值。由于精細化學品的產量小，所以固定資產投資值。由于精細化學品的產量小，所以固定資產投資比例相對較少，同時精細化工產品的附加價值較高，比例相對較少，同時

8、精細化工產品的附加價值較高，所以精細化工產品投資效率高。所以精細化工產品投資效率高。 附加價值高，附加價值高，（附加價值：指在產值中扣除原材料、稅金、設備、（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、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）利潤、動力消耗以及技術開發(fā)等費用）附加價值高附加價值高反映出產品加工中，所需要的勞動，技術利用情況，反映出產品加工中，所需要的勞動，技術利用情況，以及利潤等。以及利潤等。利潤率高，利潤率高，精細化學品利潤高的原因在很大程度上源精細化學品利潤高的原因在很大程度上源于技術壟斷

9、。于技術壟斷。精細化學品的特性3.商業(yè)特性獨家經營，技術保密；獨家經營，技術保密；重視市場調研，適應市場需求；重視市場調研，適應市場需求；配有應用技術和技術服務配有應用技術和技術服務技術咨詢、技術培訓、技術支持等工作。 精細化學品的特性4.產品特性具有一定的功能。具有一定的功能。包括物理功能、化學功能和生物活性包括物理功能、化學功能和生物活性化學功能：化學功能：系指在一定的環(huán)境條件下，此種化學品可增加或賦系指在一定的環(huán)境條件下，此種化學品可增加或賦予其它物質以某種特定的影響或變化予其它物質以某種特定的影響或變化 如染色、脫污、去雜、粘合、如染色、脫污、去雜、粘合、增稠、阻燃等，有的可能同時伴有

10、物理作用。增稠、阻燃等，有的可能同時伴有物理作用。物理功能：物理功能：精細化學品自身所具有的物理性質和能力，如耐高精細化學品自身所具有的物理性質和能力，如耐高溫、高強、超硬、絕緣、導體、超導、磁性、吸熱、放熱、吸音溫、高強、超硬、絕緣、導體、超導、磁性、吸熱、放熱、吸音等，有的也可能同時伴有化學作用。表現為某種特定物理效應的，等，有的也可能同時伴有化學作用。表現為某種特定物理效應的，如熱電、光電、激光等如熱電、光電、激光等某些特定的生物活性：某些特定的生物活性：系指精細化學品自身以其活性基團，增系指精細化學品自身以其活性基團，增進或賦予生物體一定的能力進或賦予生物體一定的能力( (加新陳代謝能

11、力、生長能力、抵抗能加新陳代謝能力、生長能力、抵抗能力和適應能力力和適應能力) )如食品添加劑中可預防貧血、增強免疫、延緩衰老、如食品添加劑中可預防貧血、增強免疫、延緩衰老、美容保健、減肥功能、調節(jié)血脂、調節(jié)血糖、改善腸胃功能、抑美容保健、減肥功能、調節(jié)血脂、調節(jié)血糖、改善腸胃功能、抑制腫瘤、改善記憶等方面的添加劑。制腫瘤、改善記憶等方面的添加劑。精細化學品的分類精細化學品可以分為三大類，即精細有機化學品、精細無機化學品及精細生物制品。日本把精細化學品分為51個類別。 中國把精細化工產品分為11個產品類別：農藥、染料、涂料（包括油漆和油墨）、顏料、試劑和高純物、信息化學品（包括感光材料、磁性材

12、料等能接受電磁波的化學品）、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產的化學藥品（原料藥）和日用化學品、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）。 對于那些尚未形成產業(yè)的精細化工門類稱為新領域精細化工。它們是水處理化學品、造紙化學品、皮革化學品、電子化學品、氣霧劑等。 精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵 精細化工工藝學是指從初級原料、次級精細化工工藝學是指從初級原料、次級原料到精細化工產品的加工方法和過程。其原料到精細化工產品的加工方法和過程。其方法和過程可以采用化學反應，也可采用復方法和過程可以采用化學反應，也可采用復配技術，但這些方法和過程應該是技術上可

13、配技術，但這些方法和過程應該是技術上可行的、工藝上先進的、經濟上合理的、環(huán)保行的、工藝上先進的、經濟上合理的、環(huán)保上允許的。上允許的。 精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵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。除這三個主要過程外，還包括分離與回收、檢驗、計量、包裝、儲運等過程。對于精細化工的生產，有時還包括精制加工和商品化部分。從生產的管理上，需要注意生產操作人員、機械設備、各種原輔料、生產工藝及法規(guī)及生產環(huán)境。 精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵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

14、圖。屬于工藝流程圖性質的圖樣有若干種，它們都用來表達工藝生產過程。在工藝學上常用的有方塊流程圖、裝備流程圖、帶控制點工藝流程圖等。 工藝流程設計圍繞工藝流程的四個重要部分：其他相關措施及設計精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵1 1、生產準備過程、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：實驗室用試劑 、工業(yè)級的化工原料 原料預處理：預熱（冷）汽化干燥粉碎篩分提純精制混合配制壓縮等 精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵2 2、化學反應過程鑒于精細化學品的特點，精細化

15、學品的生產方式是多種多樣的。以合成為主的精細化學品生產，需要明確采用何種合成路線，即選用什么原料，經由哪幾步單元反應來制備目的產物。 反應過程中涉及的問題： (1)操作方式（連續(xù)、間歇） (2)能量供給、移出方式 (3)催化反應反應過程中涉及的問題： 轉化率XA選擇性S理論收率YP重量收率YW精細化工工藝學的內涵精細化工工藝學的內涵3 3、產品后處理過程經反應得到的物料，多數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。 產物后處理：產物處理（分離凈化）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）三廢處理：三廢：u廢氣u廢液u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)精細化工的發(fā)展方向精細化工的發(fā)展方向綠色精細化工綠色精細化工指的是對環(huán)境無公害的低污染或者無污染精細化學品工業(yè)，故又可以稱為清潔精細化工或環(huán)境友好精細化工。 精細化工的發(fā)展方向精細化工的發(fā)展方向綠色精細化工是指在生產過程中，或產品