精細(xì)化學(xué)品制造工藝設(shè)計(jì)及設(shè)備

1、-. z.精細(xì)化學(xué)品制造工藝及設(shè)備精細(xì)化學(xué)工業(yè)是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品工業(yè)的通稱，簡(jiǎn)稱精細(xì)化工。精細(xì)化學(xué)品的含義，國(guó)外迄今仍在討論中。目前，凡具有以下特點(diǎn)的化工產(chǎn)品通稱為精細(xì)化學(xué)品，即：1.品種多，更新?lián)Q代快；2.產(chǎn)量小，大多以間歇方式生產(chǎn)；3.具有功能性或最終使用性；4.許多為復(fù)配性產(chǎn)品，配方等技術(shù)決定產(chǎn)品性能；5.產(chǎn)品質(zhì)量要求高；6.商品性強(qiáng)，多數(shù)以商品名銷售；7.技術(shù)密集高，要求不斷進(jìn)展新產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)的研究，重視技術(shù)效勞；8.設(shè)備投資較小；9.附加價(jià)值率高等。1.精細(xì)化工的定義精細(xì)化學(xué)工業(yè)的簡(jiǎn)稱，化學(xué)工業(yè)中生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。精細(xì)化學(xué)品這個(gè)名詞,沿用已久,原指產(chǎn)量小、純度高、價(jià)

2、格貴的化工產(chǎn)品，如醫(yī)藥、染料、涂料等。但是，這個(gè)含義還沒有充分提醒精細(xì)化學(xué)品的本質(zhì)。近年來，各國(guó)專家對(duì)精細(xì)化學(xué)品的定義有了一些新的見解，歐美一些國(guó)家把產(chǎn)量小、按不同化學(xué)構(gòu)造進(jìn)展生產(chǎn)和銷售的化學(xué)物質(zhì)，稱為精細(xì)化學(xué)品(fine chemicals)；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(specialty chemicals)。中國(guó)、日本等則把這兩類產(chǎn)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化工與根底化工(如根本有機(jī)化工、無機(jī)化工)不同,后者多生產(chǎn)根本化工原料，而前者生產(chǎn)的產(chǎn)品,多為各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的輔助材料或人民生活的直接消費(fèi)品。因此，精細(xì)化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的工業(yè)部門，

3、它與人民生活嚴(yán)密關(guān)聯(lián)。精細(xì)化工產(chǎn)品又名精細(xì)化學(xué)品是化學(xué)工業(yè)中用來與通用化工產(chǎn)品或大宗化學(xué)品相區(qū)別的專用術(shù)語。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品提出的定義到目前為止還沒有一個(gè)公認(rèn)的說法。綜合國(guó)外的釋義，凡具有投資少、收益率高、利潤(rùn)率高和附加價(jià)值高、知識(shí)密集高、專利期長(zhǎng)的小量多品種特性的化學(xué)品稱為精細(xì)化學(xué)品，這是歐美定義的精細(xì)化學(xué)品和專用化學(xué)品的總稱。中國(guó)原則上采用這個(gè)精細(xì)化學(xué)品的命名法和定義。精細(xì)化學(xué)工業(yè)，通常簡(jiǎn)稱為精細(xì)化工，是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品工業(yè)的總稱。近年來，由于社會(huì)生產(chǎn)及生活水平的提高，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品構(gòu)造的變化以及高新技術(shù)的要求，知識(shí)經(jīng)濟(jì)的興起使得精細(xì)化工產(chǎn)品越來越受到重視。精細(xì)化工在化學(xué)工業(yè)內(nèi)所占

4、產(chǎn)值比重精細(xì)化率逐年增長(zhǎng)，精細(xì)化率大小被認(rèn)為是一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)興旺程度的標(biāo)志之一。并已有把生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品的工業(yè)單獨(dú)作為一個(gè)部門從化學(xué)工業(yè)中獨(dú)立出來的傾向。 2、分類分類：由于各國(guó)的分類方法不盡一樣，精細(xì)化學(xué)品包括的*圍也不完全一致。目前，中國(guó)精細(xì)化學(xué)品大體上包括：醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料、顏料、信息技術(shù)用化學(xué)品包括感光材料、磁記錄材料等、化學(xué)試劑和高純物質(zhì)、食品添加劑、和飼料添加劑、催化劑、膠粘劑、助劑、外表活性劑、香料等。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開展，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。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

5、的共同特點(diǎn)是：品種多、更新快，需要不斷進(jìn)展產(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810。這就導(dǎo)致技術(shù)壟斷性強(qiáng)、銷售利潤(rùn)率高。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)展各種使用試驗(yàn)。這些試驗(yàn)的周期長(zhǎng)，裝備復(fù)雜，不少試驗(yàn)工程涉及人體平安和環(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。如藥典見中華人民*國(guó)藥典、英國(guó)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)家限令其改良，以到達(dá)規(guī)定指標(biāo)或制止生產(chǎn)。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

6、別離、提取，而且還包括劑型加工和商品化，由兩個(gè)局部組成。其中化學(xué)合成過程,多從根本化工原料出發(fā),制成中間體，再制成醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、有機(jī)顏料、外表活性劑、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。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，需要精細(xì)的工程技術(shù)。產(chǎn)品的商品性強(qiáng)，用戶競(jìng)爭(zhēng)劇烈，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)效勞。綜上所述，精細(xì)化工產(chǎn)品作為一個(gè)知識(shí)門類來，在不同目的的要求下有多種分類方法。精細(xì)化工產(chǎn)品的分類和*圍，不僅國(guó)際上缺少統(tǒng)一準(zhǔn)則，即使在一個(gè)國(guó)家內(nèi)，

7、由于分類的目的不同，其分類法和包含的*圍也不盡一樣。但有一點(diǎn)，即分類和*圍必須符合國(guó)情，符合國(guó)家經(jīng)貿(mào)政策，且不斷作出必要的調(diào)整。 3、世界現(xiàn)狀世界精細(xì)化學(xué)工業(yè)最興旺的要推美國(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。美國(guó)精細(xì)化工新門類不斷涌現(xiàn)，在20世紀(jì)60年代美國(guó)開展了水處理劑；1973年石油大幅度漲價(jià)，迫使石油公司開發(fā)新的油氣資源，油田化學(xué)品就應(yīng)運(yùn)而成為熱門產(chǎn)品。70年代末隨著電子工業(yè)的蓬勃開展，電子工業(yè)用試劑又成了重點(diǎn)。1982年美國(guó)專用化學(xué)品銷售額(表21982年美國(guó)專用化學(xué)品銷售額(百萬美元)以農(nóng)用化學(xué)品和油田化學(xué)品為最高。聯(lián)邦德國(guó)精細(xì)化工自70年代起，采用所謂差異增長(zhǎng)

8、戰(zhàn)略，即有選擇、有重點(diǎn)地開展具有自己特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)的精細(xì)化工產(chǎn)品，使這類產(chǎn)品的銷售額不斷提高表3 聯(lián)邦德國(guó)精細(xì)化學(xué)品銷售額在全部化工產(chǎn)品中的比例()。世界主要生產(chǎn)者是幾家有名的大化工公司，如美國(guó)的杜邦公司其精細(xì)化工生產(chǎn)比重已超50、聯(lián)邦德國(guó)的拜耳股份公司以及日本的住友化學(xué)工業(yè)公司等。中國(guó)精細(xì)化工根底弱，近年產(chǎn)量增長(zhǎng)很快。1985年中國(guó)生產(chǎn)的染料89kt，醫(yī)藥(12大類化學(xué)原料藥)79kt，農(nóng)藥205kt,涂料769kt,電影膠片170Mm?；瘜W(xué)試劑(1983年產(chǎn)值)近5億元,粘合劑1983110kt，增塑劑(1983)215kt，洗滌劑(1983)670kt，磁帶(1984)約240Mm。從7

9、0年代以來，一些工業(yè)興旺國(guó)家相繼將化學(xué)工業(yè)開展的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，故加快開展精細(xì)化工己成為世界性的趨勢(shì)。其原因是：(1)出于科學(xué)技術(shù)和工農(nóng)業(yè)各部門的開展，以及人們生活水平的提高迫切要求加快精細(xì)化工的開展，以提供各種性能優(yōu)異、用途廣泛的精細(xì)化學(xué)品；(2)出于一些工業(yè)興旺同家的石油化工已開展到相當(dāng)規(guī)模，并具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能為精細(xì)化工的開展提供充足的原料、中間體和技術(shù)條件；(3)一些缺乏資源的工業(yè)興旺國(guó)家，由于二次能源危機(jī)的沖擊，不得不改變化工產(chǎn)品的構(gòu)造，將其戰(zhàn)略重點(diǎn)由石油化工轉(zhuǎn)向省資源、省能源、附加價(jià)值高和技術(shù)密集的精細(xì)化工，以便用技術(shù)優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)資源劣勢(shì)；(4)出于一些工業(yè)興旺國(guó)家的石油化工已經(jīng)開

10、展到由量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變階段，目前其通用產(chǎn)品的量已能根本滿足需要，故要求進(jìn)一步開發(fā)新產(chǎn)品，開拓新的市場(chǎng)，那只有轉(zhuǎn)向開展功能性材料、特種材料和專用商品；(5)由于新技術(shù)的挑戰(zhàn)，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代產(chǎn)業(yè)的根底技術(shù)，它與精細(xì)化工有著非常密切的關(guān)系，故要求精細(xì)化工迅速開展。日本早在1968年就提出開展精細(xì)化工；1975年日本通產(chǎn)省指出，日本化學(xué)工業(yè)應(yīng)向精細(xì)化工方向開展；1977年提出，日本的化學(xué)工業(yè)，重要的是加強(qiáng)精細(xì)化學(xué)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。80年代以來，日本采取了一系列的措施促進(jìn)精細(xì)化工的開展，從而使精細(xì)化工獲得了較快的開展其精細(xì)化率(精細(xì)化工在整個(gè)化學(xué)工業(yè)中所占的比重)已從1979年的4

11、0上升到50以上。從日本1987年幾個(gè)化學(xué)工業(yè)部門產(chǎn)品生產(chǎn)的年平均增長(zhǎng)率，可見其精細(xì)化工開展速度很快。日本l 987年*些精細(xì)化工產(chǎn)品的年平均增長(zhǎng)率為：感光材料，l 2；醫(yī)藥，91；有機(jī)化工產(chǎn)品，58；石油芳香烴與煤焦油產(chǎn)品64；塑料，64。德國(guó)精細(xì)化工開展的歷史較長(zhǎng)，根底也較好。該國(guó)為了發(fā)揮自己在精細(xì)化工方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為了保持在國(guó)際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)地位和獲得更高的附加價(jià)值及利潤(rùn)，近年來也在大力調(diào)整化工產(chǎn)品的構(gòu)造，將開展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，且其精細(xì)化率已超過53。在德國(guó)化學(xué)工業(yè)中起舉足輕重作用的Hoechst公司、Bayer公司和Basf公司都在加快精細(xì)化工的開展。Hoechst公司的精細(xì)化工開展

12、最快，現(xiàn)在是世界上最大的醫(yī)藥企業(yè)和歐洲最大的涂料企業(yè)。Bayer公司對(duì)通用塑料等原材料型的化工已經(jīng)不感興趣，正集中力量開展精細(xì)化工，目前農(nóng)藥和醫(yī)藥兩個(gè)部門的銷售額已占總銷售額的35以上，Basf公司的精細(xì)化工比重也已達(dá)30以上。美國(guó)盡管有豐富的天然氣和石油資源，且受能源危機(jī)的沖擊不大，但在70年代就開場(chǎng)重視精細(xì)化工的技術(shù)開發(fā)，許多化工公司紛紛調(diào)整化工產(chǎn)品構(gòu)造，加快精細(xì)化的步伐。例如Du Pont公司為了開展精細(xì)化工，關(guān)閉了在國(guó)外的纖維企業(yè)購(gòu)置了Conoco Chemicals公司，并決定重點(diǎn)開展精細(xì)化工。Dow chemica1s公司也決定把開展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，并準(zhǔn)備在較短時(shí)間內(nèi)將精細(xì)化工的

13、比重提高到50以上。其他如Monsamo公司和UCC公司，亦在加快精細(xì)化工的開展。美國(guó)精細(xì)化工的年平均增長(zhǎng)速度到達(dá)12，大大超過化學(xué)工業(yè)的平均增長(zhǎng)速度，其精細(xì)化率到達(dá)50以上。英、法等國(guó)也都在進(jìn)展化工產(chǎn)品構(gòu)造的調(diào)整，也將戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，精細(xì)化率也在加快。前蘇聯(lián)雖未將化學(xué)工業(yè)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工，但也在加快精細(xì)化工的開展。上述情況，說明世界工業(yè)興旺國(guó)家都在加快精細(xì)化工的開展，在調(diào)整化工產(chǎn)品的構(gòu)造，并將化學(xué)工業(yè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)向精細(xì)化工。4、精細(xì)化工技術(shù)工藝特點(diǎn)由于精細(xì)化工的含義，決定了精細(xì)化工生產(chǎn)特點(diǎn)，它的生產(chǎn)全過程不同于一般化學(xué)品。由化學(xué)合成、劑型、商品化三個(gè)生產(chǎn)局部組成，由于其產(chǎn)品專用性能，

14、就導(dǎo)致精細(xì)化工必然是高技術(shù)密集度的產(chǎn)業(yè)。對(duì)精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)可歸結(jié)為以下四點(diǎn)。l多品種小批量精細(xì)化工產(chǎn)品本身用量相對(duì)說不是很大，因此對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，對(duì)每一個(gè)具體品種來說年產(chǎn)量不可能很大，從幾百千克到幾噸，上千噸的也有。由于產(chǎn)品必須具有特定功能，故而它又是多品種的。隨著精細(xì)化學(xué)品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和商品的更新?lián)Q代，專用品種和定制品種越來越多。不斷地開發(fā)新品種和提高開發(fā)新品種的能力是精細(xì)化工開展水平的一個(gè)重要標(biāo)志。2綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置由于精細(xì)化工產(chǎn)品系多品種、小批量，生產(chǎn)上又經(jīng)常更換和更新品種，故要求工廠必須具有隨市場(chǎng)需求調(diào)整生產(chǎn)的高度靈活性，在生產(chǎn)上需采用多品種綜合的生產(chǎn)流程和

15、多用途多功能的生產(chǎn)裝置，以便取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由此對(duì)生產(chǎn)管理及工程技術(shù)人員和工人的素質(zhì)提出了更嚴(yán)格的要求。3高技術(shù)密集度技術(shù)密集是精細(xì)化工的另一特點(diǎn)，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中精細(xì)化學(xué)品是以商品綜合功能出現(xiàn)的，這就需要在化學(xué)合成中篩選不同化學(xué)構(gòu)造，在劑型上充分發(fā)揮自身功能與其他配合物的協(xié)同作用，在商品化上又有一個(gè)復(fù)配過程以更好發(fā)揮產(chǎn)品優(yōu)良性能。以上這些過程是相互聯(lián)系又是相互制約的，這就形成精細(xì)化學(xué)品技術(shù)密集度高的一個(gè)重要因素。其次，由于技術(shù)開發(fā)的成功率低，時(shí)間長(zhǎng)，造成研究開發(fā)投資較高。因此，它一方面要求情報(bào)密集、信息快，以適應(yīng)市場(chǎng)的需要和占領(lǐng)市場(chǎng)，同時(shí)又反映在精細(xì)化工生產(chǎn)中技術(shù)*性與專利壟斷性強(qiáng)，

16、競(jìng)爭(zhēng)劇烈。4商品性強(qiáng)由于精細(xì)化學(xué)品商品繁多，用戶對(duì)商品選擇性很高，商品性很強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈，因而應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)的應(yīng)用效勞是組織生產(chǎn)的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)，在技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，積極開發(fā)應(yīng)用技術(shù)和開展技術(shù)效勞工作，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，開拓市場(chǎng)，提高信。5、精細(xì)化工的開展趨勢(shì)進(jìn)入21世紀(jì)，精細(xì)化學(xué)品開展的根本特征是以高新技術(shù)為依托，為全球經(jīng)濟(jì)和人民生活提高質(zhì)量、多品種、專用或多功能的精細(xì)化學(xué)品。同時(shí)，伴隨著人們對(duì)環(huán)保的認(rèn)識(shí)，對(duì)可持續(xù)開展的共識(shí)，人們認(rèn)識(shí)到：傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)必須變革，以適應(yīng)可持續(xù)開展的要求。精細(xì)化學(xué)品工業(yè)也必須朝著低污染甚至無污染的綠色方向開展，并且應(yīng)該成為整個(gè)化學(xué)工業(yè)的典*。綠色精細(xì)化工指的是對(duì)環(huán)境

17、無公害的低污染或者無污染的精細(xì)化學(xué)品工業(yè)，故又可以稱為清潔精細(xì)化工或者有好環(huán)境精細(xì)化工。其是在生產(chǎn)過程中，在產(chǎn)品生命周期中均對(duì)環(huán)境無危害。這包括原來來源的廣泛，最好是再可生資源；生產(chǎn)工藝平安有效、節(jié)能、無廢棄物排放居或廢棄物可資源化；設(shè)備壽命使用期限長(zhǎng)，無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，廢棄的設(shè)備也不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生威脅；產(chǎn)品使用平安，無污染，廢棄的產(chǎn)品可作為資源再生，或經(jīng)處理成為無污染的物質(zhì)等。開展綠色精細(xì)化工，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工的可持續(xù)開展，即不斷提高環(huán)境承載能力的開展；滿足當(dāng)代人需求又不損害子孫后代，滿足其需求能力的開展；滿足一個(gè)地區(qū)或者一個(gè)國(guó)家的需求而又不損害別的國(guó)家地區(qū)或者國(guó)家人群，滿足其需求能力的開展。開

18、展綠色精細(xì)化工必須開展綠色精細(xì)化工技術(shù)。例如采用生物技術(shù)生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工業(yè)的自動(dòng)化，開發(fā)反響條件更容易控制、轉(zhuǎn)化率更高的新技術(shù)與新工藝等。這方面已有一些成功的案例，例如以水性涂料、粉末涂料代替溶劑涂料，從產(chǎn)品使用而言對(duì)環(huán)境的危害將變得更??；以可降解材料代替不可降解材料，使報(bào)廢產(chǎn)品的處理變得簡(jiǎn)單，且無環(huán)境危害之憂。開展綠色精細(xì)化工也是突破經(jīng)濟(jì)興旺國(guó)家綠色壁壘，開展生產(chǎn)的要求。例如歐盟在2002年5月15日與其官方公報(bào)上公布了歐共體判定紡織品生態(tài)標(biāo)簽的新標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)定禁用和限制使用17類紡織助劑，它們主要包括制止使用烷基酚聚氧乙烯醚、線性烷基苯磺酸鹽，等由它們組成的制劑。這是因?yàn)檫@些助劑的生物