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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 緒 論,1.1 精細(xì)化學(xué)品的定義 精細(xì)化學(xué)品(Fine Chemicals)即精細(xì)化工產(chǎn)品。 “精細(xì)化工”是“精細(xì)化學(xué)工業(yè)”(Fine Chemical Industry)的簡(jiǎn)稱。 化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品包括: 通用化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品。 通用化學(xué)品:應(yīng)用廣泛、生產(chǎn)中技術(shù)要求高、產(chǎn)量大、用途廣的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品,如無(wú)機(jī)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(duì)精細(xì)化學(xué)品的意義目前還沒(méi)有嚴(yán)格的提法,在我國(guó)對(duì)精細(xì)化學(xué)品的定義是指: 對(duì)基本化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的初級(jí)或次級(jí)化學(xué)品進(jìn)行深度加工而制取的,具有特殊功能、特定用途、小批量生產(chǎn)的技術(shù)密集度高、附加價(jià)值高的系列化工產(chǎn)品。(有時(shí)也稱專
2、用化學(xué)品),其中多數(shù)產(chǎn)品的品種多、更新快、規(guī)模小并且利潤(rùn)高、商品性強(qiáng)。 研究精細(xì)化學(xué)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制備及應(yīng)用的科學(xué)稱為精細(xì)化學(xué)品化學(xué)。,1.2 精細(xì)化學(xué)品的分類 精細(xì)化學(xué)品的種類繁多,目前主要以其產(chǎn)品具有的特定功能來(lái)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(xiàn),產(chǎn)品被分得越來(lái)越細(xì)。 日本1984年把精細(xì)化學(xué)品分成35個(gè)類別,而到1985年就發(fā)展成51個(gè)類別。 我國(guó)1986年把精細(xì)化工產(chǎn)品分為12大類。 具體分類如下:,(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 (6)信息用化學(xué)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(xué)藥品(原料藥)和日用化學(xué)品 (11)日用化學(xué)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(gè)事項(xiàng),1.3 精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)特點(diǎn) 精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程不同于一般化學(xué)品的生產(chǎn),它的生產(chǎn)過(guò)程可歸納為三個(gè)部分:化學(xué)合成、制劑(劑型化)、商品化(標(biāo)準(zhǔn)化),在每一生產(chǎn)過(guò)程中又派出各種化學(xué)的、物理的、生化的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的要求,因此精細(xì)化工生產(chǎn)特征主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):,1、多品種、小批量 多品種不僅是精細(xì)化工生產(chǎn)的特征,也是評(píng)價(jià)精細(xì)化工總體水平的一個(gè)標(biāo)志。 從目前發(fā)達(dá)國(guó)家精細(xì)化學(xué)品的分類就可看出,精細(xì)化工具有多品種、多
4、行業(yè)的特點(diǎn),從某一精化行業(yè)產(chǎn)品來(lái)看,特別是專用品和特制配方產(chǎn)品,其應(yīng)用面窄、針對(duì)性強(qiáng),往往是多種牌號(hào),多種劑型,同時(shí)由于多數(shù)精化產(chǎn)品用量少,功能大,更新快,決定了其產(chǎn)量小、品種多。,例如,精化工業(yè)中染料這門(mén)古老的行業(yè),據(jù)染料索引(Color Index)第三版統(tǒng)計(jì),不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料品種有5232個(gè),其中已公布化學(xué)結(jié)構(gòu)的有1536個(gè),生產(chǎn)染料的主要國(guó)家經(jīng)常生產(chǎn)的品種在2000種以上,同一品種相加復(fù)配又可派生出若干個(gè)牌號(hào),如西德拜耳公司,一個(gè)公司就生產(chǎn)1600個(gè)牌號(hào)的產(chǎn)品。 再如表面活性劑,國(guó)外有5000多種,日本三洋化成公司就生產(chǎn)1500多種,并且以每年增加100多個(gè)品種的速度擴(kuò)大品種;國(guó)外生
5、產(chǎn)的化妝品有37個(gè)大類,法國(guó)僅發(fā)用化妝品就多達(dá)2000多種牌號(hào)。,2、綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置 多數(shù)精細(xì)化工產(chǎn)品是由基本原料出發(fā),經(jīng)過(guò)深度加工制得的,因而生產(chǎn)流程一般較長(zhǎng),工序較多。由于這些產(chǎn)品的需求量不大,故往往采用間歇式裝置生產(chǎn),雖然精化產(chǎn)品的品種多,但從合成角度來(lái)看,其合成單元反應(yīng)往往不外乎十幾種,尤其是同系列產(chǎn)品其合成采用的生產(chǎn)過(guò)程和設(shè)備,有許多共同相似之處。,國(guó)外在五十年代末期就拋棄了單一產(chǎn)品、單一流程的落后生產(chǎn)方式,七十年代開(kāi)始精化生產(chǎn)中已遂步出現(xiàn)了單元反應(yīng)設(shè)備,這些設(shè)備容積大,在傳質(zhì)傳熱等工程技術(shù)上作了許多改進(jìn),可適應(yīng)不同反應(yīng)條件及不同原料、生產(chǎn)工藝的要求,這樣就可使小批量、
6、多品種生產(chǎn)中的一個(gè)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(chǎn)流程,設(shè)計(jì)和制作用途廣、功能多的生產(chǎn)裝置,在單元設(shè)備上采用近代先進(jìn)技術(shù)裝備(如計(jì)算機(jī)的引用),使反應(yīng)的控制、工藝操作自動(dòng)化、精密化。,3、技術(shù)密集度高 精細(xì)化工是綜合性較強(qiáng)的技術(shù)密集型工業(yè)(技術(shù)含量高、高技術(shù))。這是由于精化產(chǎn)品是以商品的綜合功能出現(xiàn)的,這就需要在化學(xué)合成中篩選不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,在生產(chǎn)中由于步驟多、工序長(zhǎng)、影響收率和質(zhì)量的因素多,獲得高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品就必須具有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)管理方法;在制劑生產(chǎn)中必須充分發(fā)揮精化產(chǎn)品自身功能和其它配合物的協(xié)同效應(yīng),從制劑到商品化,又有一個(gè)復(fù)配過(guò)程,這些內(nèi)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(xì)化學(xué)品高技術(shù)密集度的一個(gè)重要因素。,其次,精細(xì)化工產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)成功率低、時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高,結(jié)果又導(dǎo)致了技術(shù)壟斷性強(qiáng)、銷售利潤(rùn)率高。例如:農(nóng)藥:隨著對(duì)藥效、生物體安全性的要求愈來(lái)愈高,新品開(kāi)發(fā)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng),費(fèi)用愈來(lái)越大,開(kāi)發(fā)的成功率就相對(duì)減少。 如美國(guó)農(nóng)藥:1961-1970年的10年間,開(kāi)發(fā)新品18個(gè);1971-1979年的10年間,開(kāi)發(fā)新品4個(gè)。其中1964年新農(nóng)藥開(kāi)發(fā)時(shí)間為3年花費(fèi)270萬(wàn)美元,而1975年新農(nóng)藥開(kāi)發(fā)需8年1300萬(wàn)美元。,4、大量采用復(fù)配技術(shù) 這也是精化產(chǎn)品的特點(diǎn)之一,為了滿足各種用途需要,許多產(chǎn)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(jìn)行復(fù)配,經(jīng)過(guò)劑型加工和復(fù)配技術(shù)所制的產(chǎn)品數(shù)目往往超過(guò)由合成而得到的第一產(chǎn)品數(shù)目,經(jīng)復(fù)配后,產(chǎn)品具有增效、改性和擴(kuò)大應(yīng)用范圍等功能,其性能往往超過(guò)結(jié)構(gòu)單一的產(chǎn)品,因此掌握復(fù)配技術(shù)使精細(xì)化工產(chǎn)品具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的一個(gè)重要方面,這也是我國(guó)精細(xì)化工發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。,1.4 精細(xì)化學(xué)品的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn) 精細(xì)化學(xué)品的高經(jīng)濟(jì)效益已為實(shí)踐證明,概括起來(lái)可以從下列幾個(gè)方面的特點(diǎn)加以說(shuō)明: 1、附加價(jià)值高 附加價(jià)值是指在產(chǎn)品的產(chǎn)值中扣去原材料費(fèi)、稅金、設(shè)備廠房折舊費(fèi)后剩余部分的價(jià)值,該價(jià)值包括利潤(rùn)、工人勞動(dòng)力、動(dòng)力消耗以及技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)用。精細(xì)化工產(chǎn)品的附加價(jià)值與銷售額的比率在
9、化學(xué)工業(yè)各大部門(mén)中是最高的,而從整個(gè)精化工業(yè)的一些子行業(yè)來(lái)看,附加價(jià)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(xué)工業(yè)各部門(mén)原材料費(fèi)率和附加價(jià)值率%,表2.2 日本精化中某部門(mén)的附加價(jià)值與銷售額的比率(%) 其中:原材料費(fèi)率(%)= 附加價(jià)值率(%)=,2、投資效率高 精細(xì)化學(xué)品一般產(chǎn)量小,裝置規(guī)模也較小,具有投資少,見(jiàn)效快的特點(diǎn),即投資效率高。 投資效率(%)=(附加價(jià)值/固定資產(chǎn))100% 精細(xì)化工資本密集度低于化學(xué)工業(yè)平均水平,一般為化學(xué)工業(yè)指數(shù)的0.3-0.5,是化肥工業(yè)的0.2-0.3,據(jù)統(tǒng)計(jì),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(rùn)率高 國(guó)外有一個(gè)統(tǒng)計(jì):1977-1980年世界大型化工公司中的銷售利潤(rùn)率在20%以上的有5家,銷售利潤(rùn)率在15-20%之間的也有5家,這10家公司均為生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品公司;銷售利潤(rùn)率在10-15%之間的有20家公司,其中80%以上的為精細(xì)化學(xué)品專業(yè)公司。 從以上據(jù)不難看出,精細(xì)化工行業(yè)的利潤(rùn)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(xì)化工的發(fā)展動(dòng)向,一、當(dāng)代高科技新領(lǐng)域的開(kāi)發(fā) 近年來(lái),世界各國(guó)都在大力發(fā)展精細(xì)化工,已使整個(gè)化學(xué)工業(yè)向精尖方向取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,先進(jìn)國(guó)家的精細(xì)化工產(chǎn)值在化工總產(chǎn)值中的比例已達(dá)到60
11、-65%,我國(guó)近年來(lái)在精細(xì)化學(xué)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用上也有可觀的成就,精細(xì)化工在化學(xué)工業(yè)中的比重已達(dá)到50%,對(duì)精細(xì)化工而言,有關(guān)的高新科技領(lǐng)域包括:各類新型化工材料(如功能高分子材料、復(fù)合材料)、新能源、電子信息技術(shù)、生物技術(shù)(包括發(fā)酵、生物酶、細(xì)胞融合、基因重組等技術(shù))、航空航天技術(shù)和海洋開(kāi)發(fā)技術(shù)等。 二、結(jié)合國(guó)內(nèi)外行情、發(fā)展精細(xì)化工系列產(chǎn)品 我國(guó)的煤炭、石油和天然氣資源十分豐富,為發(fā)展精細(xì)化工提供了充足的原料來(lái)源,如何搞好統(tǒng)籌規(guī)劃為國(guó)家現(xiàn)代化服務(wù)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(chǔ),發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如,開(kāi)展石油化工副產(chǎn)品和聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)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(chǔ)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(chǔ)發(fā)展合成洗滌劑等。 2、以某種技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如:以羰基合成技術(shù)為基礎(chǔ),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(duì)某一應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如,催化劑、油品添加劑、染料、膠粘劑等系列化產(chǎn)品很多,采用這種模式的優(yōu)點(diǎn)多,如一般生產(chǎn)廠家對(duì)本行業(yè)的用戶要求、產(chǎn)品性能檢測(cè)以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)較熟悉,從而有利于開(kāi)發(fā)系列產(chǎn)品并形成一定優(yōu)勢(shì)。 4、注意采用復(fù)配技術(shù) 為了滿足各種專門(mén)用途的需要,化學(xué)合成質(zhì)的產(chǎn)品
13、不僅需劑型化,還必須進(jìn)行復(fù)配,已知在復(fù)配的產(chǎn)品中,包含多種成份,甚至包括幾十種之多,經(jīng)過(guò)復(fù)配后不僅要產(chǎn)生數(shù)量多牌號(hào)多的產(chǎn)品,而且在性能和應(yīng)用上往往比單一產(chǎn)品有更大的提高,能吸到十分優(yōu)異的效果,這也是我國(guó)精化行業(yè)發(fā)展的一個(gè)值得注意的方向。,三、采用先進(jìn)技術(shù) 1、新催化技術(shù) 合成反應(yīng)是精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ),它與新催化技術(shù)密切相關(guān),新催化技術(shù)的重點(diǎn)是能促進(jìn)石油化工發(fā)展的膜催化劑,稀土絡(luò)合催化劑,沸石型催化劑,固體超強(qiáng)酸催化劑等, 發(fā)展與精細(xì)化工新品開(kāi)發(fā)相關(guān)的相轉(zhuǎn)移催化技術(shù),立體定向合成技術(shù)和固定化酶催化技術(shù)等,新催化技術(shù)要求能設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出具有高活性、高選擇性、立體定向、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)的高效催化劑和技術(shù)。,2、新分離技術(shù) 開(kāi)發(fā)工業(yè)規(guī)模
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