精细化工工艺学(1).ppt

精细化工工艺学 FineChemicalTechnology杨林 1概述 一 定义精细化工产品定义 又称精细化学品 对基础化学品进行深加工而制得的有一定 或特定 用途的 小批量生产的系列化学品 精细化工产品的特点 产品门类多 牌号多 商品性强 投资少 利润大 更新换代快 技术密集 竞争性强 精细化工定义 精细化学工业的简称 是生产精细化工产品工业的总称 二 精细化工在国民经济中的地位 1 精细化率 精细化工产值 化学工业产值 2 地位 精细化率大小是衡量一个国家化工发达程度的标志之一 日本 57 62 德国 56 60 美国 53 55 中国 15 80年 27 8 91年 32 95年 目前为54 以上 注 石化工业标志为乙烯产量 三 精细化学品分类 各国的分类情况差别很大 随着科技的发展 其分类越来越细 如日本1984年版 精细化工年鉴 共分为35类 1985年又分为51类 主要有 医药 农药 合成染料 表面活性剂等 我国对精细化工品分为11类 1986年5月10日 中国化工报 公布 2020 2 17 5 1 农药2 染料3 涂料 包括油漆和油墨 4 颜料5 试剂和高纯物6 信息用化学品7 食品和饲料添加剂8 粘合剂9 催化剂和各种助剂10 化工系统生产的化学原料药和日用化学品11 功能高分子材料 一 研发特性1 知识高度密集高知识密集度 低资本密集度 经济效益 1 2精细化工产品的特性 2 研发难度大 因功能性 安全性要求以及市场竞争等 产品研发难度大 成功率低 研发费用高 周期长 如 农药10 12年 费用2 31亿美元 3 技术和产品更新快 如 电子工业要求高纯度 高性能化学品和材料 环境问题要求高转化率 高选择性的催化剂 生命安全要求新的医药等 4 质量要求高 纯度高 如电子化学品4 6个9 稳定 寿命长 安全 如农药 功能性强 功能性强是产品质量的重要标志之一 如农药 医药 化妆品等 二 生产特性 1 综合流程和多功能装置特点 因流程长 产量小 变化大 故以多功能 综合化为主调 设计方案多采用以反应和单元操作相组合的理念来设计生产装置 如 日本的 万能锅 等柔性装置 2 制剂加工技术提高产品的应用性能 3 采用复配技术即配方技术 可提高产品的功能性 降低成本 增加品种 该技术是关键技术 也是专利保护对象 4 商品标准化技术如GB QB等 四 商业特性 1 市场从属性 市场 技术 原料 流程 设备 控制 检测 环保 标准 化等 信息 调研 决策研发生产市场 配方 工艺 设备 检测 安全评价等 2 垄断性和排它性专利权 技术秘密 如可口可乐配方 3 应用技术和技术服务 二者是商品质量的补充 2020 2 17 14 四 经济特性 1 投资效率高 但成功率低 2 利润率高 20 以上 2020 2 17 15 1 3精细化工在国民经济中的地位 1 农业 农药 兽药 饲料添加剂 微肥 生长调节剂等 2 生物技术 30 的精细化工产品由生物化学技术生产 3 信息技术 分子电路 电子化学品等 4 能源技术 太阳能储存等 5 航天技术 C纤维 胶粘剂等 2020 2 17 16 1 4精细化工产品发展趋势和重点 一 趋势1 精细化率迅速增长54 55 2 新品种迅速增长应用领域的拓宽促使品种迅速增长 3 高新技术促进精细化工产品的发展采用信息技术 生物技术 新材料技术 新能源技术 2020 2 17 17 二 重点1 掌握先进技术 优先发展关键技术 软件 催化 生物 分离 超细 复配技术等 硬件 综合流程 多功能多用途装置 控制 检测技术仪器设备2 以技术开发为基础 创新产品 发展方向 功能高分子材料 电子材料 精细陶瓷 超细材料 生化制品等 我国 十五 863 计划中明确提出了发展特种功能材料及技术的战略 3 培养高素质精细化工专业人才 2020 2 17 18 1 5本课程性质和基本内容 性质 专业课 内容 精细化工概况 技术范畴 重要系列产品 合成原理 生产工艺 性能应用 发展趋势 2020 2 17 19 思考题 1 精细化学品的研发特性 2 根据本课程知识范畴 结合就业意向 谈谈你应具备何种素质 2020 2 17 20 2无机精细化学品与材料 2 1概述一 分类与研究范畴二 国民经济中的地位三 发展趋势1 立足资源 向精细化 专业化发展 2 大力发展与信息 生命科学和材料科学相关的产品 3 注意开发新工艺技术以及型产品功能 2020 2 17 21 2 2精细化工艺技术 一 单晶化技术通过改变晶态 赋予材料光 电 热 磁 声 力学性能等 如焰熔法 激光红宝石 引上法 导膜法 片状蓝宝石 硅等 梯度法 蓝宝石单晶 2020 2 17 22 二 非晶化技术 材料属热力学亚稳态 金属及合金 半导体 电介质 离子导体 高聚物 氧化物玻璃等多种物类 材料具有高韧性 高耐腐蚀性 低磁致伸缩 低磁致损耗 高电阻 超导性 耐放射性等 工艺技术 1 合金 速冷 2 半导体 非晶态硅技术等 2020 2 17 23 三 超细化工艺技术 1 粒径2 性能 表面效应 和 体积效应 熔点低 化学性质活泼 磁性强 热传导好 对电磁波异常吸收等 3 制备机械法 物理 化学法 气相法 液相法 固相法 2020 2 17 24 四 表面改性化技术 1 无机改性2 有机改性3 复合改性 五 薄膜化技术思考题 1 画出冷冻干燥法工艺流程并指出其关键环节 2 表面改性的目的 有哪几类 3 有机改性剂的作用原理 2020 2 17 25 2无机精细化学品 一 磷酸盐精细化学品主要有 磷酸盐系涂料 磷酸盐系颜料 磷酸盐系催化剂 磷酸盐系离子交换剂 磷酸盐系食品添加剂 磷酸盐系荧光材料等 如 聚磷酸铵 NH4 n 2PnO3n 1 1 性状及用途2 合成 沸腾床法 nH3PO4 n 1 NH2 2CO NH4 n 2PnO3n 1 2020 2 17 26 二 硼化物精细化学品 应用极为广泛 如 过硼酸钠 NaBO2 H2O2 3H2O 1 用途2 合成 化学法 电解法 化学法 Na2B4O7 10H2O 2NaOH 4H2O2 H2O4 NaBO2 H2O2 3H2O 2020 2 17 27 三 锂化物 如 溴化锂1 用途2 合成中和法 溴化铁法 尿素还原法等 2020 2 17 28 尿素还原法工艺流程 母液返回浓缩工序套用或处理子除杂工序 问题 分析流程 找出影响产品质量的关键工序 2020 2 17 29 3无机精细材料 分类 工程材料 结构材料 功能材料当代三大固体材料 金属 高分子 精细陶瓷 一 精细陶瓷1 定义2 特点 本质是固相反应3 分类4 制备的一般流程 原料计量混合塑化成型烧成 问题 分析流程 找出影响产品质量的关键工序 由此解释各工序 2020 2 17 30 5 功能陶瓷6 工程陶瓷 作业 1 精细陶瓷制备的一般流程 影响显微结构的主要因素有哪些 塑化剂的加入对产品性能有何影响 二 纤维材料 碳纤维1 原料 粘胶纤维 聚丙烯腈纤维 沥青纤维 2 流程 p 27 3 影响因素 预氧化处理链状环化脱氢 碳化温度逐渐升温温度越高 强度越高 碳化速度速度越快 强度越低 石墨化处理温度越高 强