精细化学品制造工艺设计及设备

1、-. z.精细化学品制造工艺及设备精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称精细化工。精细化学品的含义，国外迄今仍在讨论中。目前，凡具有以下特点的化工产品通称为精细化学品，即：1.品种多，更新换代快；2.产量小，大多以间歇方式生产；3.具有功能性或最终使用性；4.许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；5.产品质量要求高；6.商品性强，多数以商品名销售；7.技术密集高，要求不断进展新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术效劳；8.设备投资较小；9.附加价值率高等。1.精细化工的定义精细化学工业的简称，化学工业中生产精细化学品的经济领域。精细化学品这个名词,沿用已久,原指产量小、纯度高、价

2、格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等。但是，这个含义还没有充分提醒精细化学品的本质。近年来，各国专家对精细化学品的定义有了一些新的见解，欧美一些国家把产量小、按不同化学构造进展生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。精细化工与根底化工(如根本有机化工、无机化工)不同,后者多生产根本化工原料，而前者生产的产品,多为各工业部门广泛应用的辅助材料或人民生活的直接消费品。因此，精细化工是国民经济不可缺少的工业部门，

3、它与人民生活严密关联。精细化工产品又名精细化学品是化学工业中用来与通用化工产品或大宗化学品相区别的专用术语。国内外许多学者对精细化工产品提出的定义到目前为止还没有一个公认的说法。综合国外的释义，凡具有投资少、收益率高、利润率高和附加价值高、知识密集高、专利期长的小量多品种特性的化学品称为精细化学品，这是欧美定义的精细化学品和专用化学品的总称。中国原则上采用这个精细化学品的命名法和定义。精细化学工业，通常简称为精细化工，是生产精细化学品工业的总称。近年来，由于社会生产及生活水平的提高，化学工业产品构造的变化以及高新技术的要求，知识经济的兴起使得精细化工产品越来越受到重视。精细化工在化学工业内所占

4、产值比重精细化率逐年增长，精细化率大小被认为是一个国家化学工业兴旺程度的标志之一。并已有把生产精细化工产品的工业单独作为一个部门从化学工业中独立出来的倾向。 2、分类分类：由于各国的分类方法不尽一样，精细化学品包括的*围也不完全一致。目前，中国精细化学品大体上包括：医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品包括感光材料、磁记录材料等、化学试剂和高纯物质、食品添加剂、和饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、外表活性剂、香料等。随着国民经济的开展，精细化学品的开发和应用领域将不断开拓，新的门类将不断增加。特点：精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。生产技术上所具有

5、的共同特点是：品种多、更新快，需要不断进展产品的技术开发和应用开发，所以研究开发费用很大，如医药的研究经费,常占药品销售额的810。这就导致技术垄断性强、销售利润率高。产品质量稳定，对原产品要求纯度高,复配以后不仅要保证物化指标,而且更注意使用性能，经常需要配备多种检测手段进展各种使用试验。这些试验的周期长，装备复杂，不少试验工程涉及人体平安和环境影响。因此，对精细化工产品管理的法规、标准较多。如药典见中华人民*国药典、英国药典、农药管理法规等。对于不符合规定的产品，往往国家限令其改良，以到达规定指标或制止生产。精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程，不仅包括化学合成或从天然物质中

6、别离、提取，而且还包括剂型加工和商品化，由两个局部组成。其中化学合成过程,多从根本化工原料出发,制成中间体，再制成医药、染料、农药、有机颜料、外表活性剂、香料等各种精细化学品。剂型加工和商品化过程对于各种产品来说是配方和制成商品的工艺，它们的加工技术均属于大体类似的单元操作。大多以间歇方式小批量生产。虽然生产流程较长，但规模小，单元设备投资费用低，需要精细的工程技术。产品的商品性强，用户竞争剧烈，研究和生产单位要具有全面的应用技术，为用户提供技术效劳。综上所述，精细化工产品作为一个知识门类来，在不同目的的要求下有多种分类方法。精细化工产品的分类和*围，不仅国际上缺少统一准则，即使在一个国家内，

7、由于分类的目的不同，其分类法和包含的*围也不尽一样。但有一点，即分类和*围必须符合国情，符合国家经贸政策，且不断作出必要的调整。 3、世界现状世界精细化学工业最兴旺的要推美国、联邦德国和日本，其产品产量分别居于世界第一、二、三位。美国精细化工新门类不断涌现，在20世纪60年代美国开展了水处理剂；1973年石油大幅度涨价，迫使石油公司开发新的油气资源，油田化学品就应运而成为热门产品。70年代末随着电子工业的蓬勃开展，电子工业用试剂又成了重点。1982年美国专用化学品销售额(表21982年美国专用化学品销售额(百万美元)以农用化学品和油田化学品为最高。联邦德国精细化工自70年代起，采用所谓差异增长

8、战略，即有选择、有重点地开展具有自己特点和技术优势的精细化工产品，使这类产品的销售额不断提高表3 联邦德国精细化学品销售额在全部化工产品中的比例()。世界主要生产者是几家有名的大化工公司，如美国的杜邦公司其精细化工生产比重已超50、联邦德国的拜耳股份公司以及日本的住友化学工业公司等。中国精细化工根底弱，近年产量增长很快。1985年中国生产的染料89kt，医药(12大类化学原料药)79kt，农药205kt,涂料769kt,电影胶片170Mm。化学试剂(1983年产值)近5亿元,粘合剂1983110kt，增塑剂(1983)215kt，洗涤剂(1983)670kt，磁带(1984)约240Mm。从7

9、0年代以来，一些工业兴旺国家相继将化学工业开展的战略重点转向精细化工，故加快开展精细化工己成为世界性的趋势。其原因是：(1)出于科学技术和工农业各部门的开展，以及人们生活水平的提高迫切要求加快精细化工的开展，以提供各种性能优异、用途广泛的精细化学品；(2)出于一些工业兴旺同家的石油化工已开展到相当规模，并具有技术优势，能为精细化工的开展提供充足的原料、中间体和技术条件；(3)一些缺乏资源的工业兴旺国家，由于二次能源危机的冲击，不得不改变化工产品的构造，将其战略重点由石油化工转向省资源、省能源、附加价值高和技术密集的精细化工，以便用技术优势弥补资源劣势；(4)出于一些工业兴旺国家的石油化工已经开

10、展到由量到质的转变阶段，目前其通用产品的量已能根本满足需要，故要求进一步开发新产品，开拓新的市场，那只有转向开展功能性材料、特种材料和专用商品；(5)由于新技术的挑战，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代产业的根底技术，它与精细化工有着非常密切的关系，故要求精细化工迅速开展。日本早在1968年就提出开展精细化工；1975年日本通产省指出，日本化学工业应向精细化工方向开展；1977年提出，日本的化学工业，重要的是加强精细化学品的国际竞争力。80年代以来，日本采取了一系列的措施促进精细化工的开展，从而使精细化工获得了较快的开展其精细化率(精细化工在整个化学工业中所占的比重)已从1979年的4

11、0上升到50以上。从日本1987年几个化学工业部门产品生产的年平均增长率，可见其精细化工开展速度很快。日本l 987年*些精细化工产品的年平均增长率为：感光材料，l 2；医药，91；有机化工产品，58；石油芳香烃与煤焦油产品64；塑料，64。德国精细化工开展的历史较长，根底也较好。该国为了发挥自己在精细化工方面的技术优势，为了保持在国际市场上的优势地位和获得更高的附加价值及利润，近年来也在大力调整化工产品的构造，将开展重点转向精细化工，且其精细化率已超过53。在德国化学工业中起举足轻重作用的Hoechst公司、Bayer公司和Basf公司都在加快精细化工的开展。Hoechst公司的精细化工开展

12、最快，现在是世界上最大的医药企业和欧洲最大的涂料企业。Bayer公司对通用塑料等原材料型的化工已经不感兴趣，正集中力量开展精细化工，目前农药和医药两个部门的销售额已占总销售额的35以上，Basf公司的精细化工比重也已达30以上。美国尽管有丰富的天然气和石油资源，且受能源危机的冲击不大，但在70年代就开场重视精细化工的技术开发，许多化工公司纷纷调整化工产品构造，加快精细化的步伐。例如Du Pont公司为了开展精细化工，关闭了在国外的纤维企业购置了Conoco Chemicals公司，并决定重点开展精细化工。Dow chemica1s公司也决定把开展重点转向精细化工，并准备在较短时间内将精细化工的

13、比重提高到50以上。其他如Monsamo公司和UCC公司，亦在加快精细化工的开展。美国精细化工的年平均增长速度到达12，大大超过化学工业的平均增长速度，其精细化率到达50以上。英、法等国也都在进展化工产品构造的调整，也将战略重点转向精细化工，精细化率也在加快。前苏联虽未将化学工业的重点转向精细化工，但也在加快精细化工的开展。上述情况，说明世界工业兴旺国家都在加快精细化工的开展，在调整化工产品的构造，并将化学工业的战略重点转向精细化工。4、精细化工技术工艺特点由于精细化工的含义，决定了精细化工生产特点，它的生产全过程不同于一般化学品。由化学合成、剂型、商品化三个生产局部组成，由于其产品专用性能，

14、就导致精细化工必然是高技术密集度的产业。对精细化工产品的生产特点可归结为以下四点。l多品种小批量精细化工产品本身用量相对说不是很大，因此对产品质量要求较高，对每一个具体品种来说年产量不可能很大，从几百千克到几吨，上千吨的也有。由于产品必须具有特定功能，故而它又是多品种的。随着精细化学品的应用领域不断扩大和商品的更新换代，专用品种和定制品种越来越多。不断地开发新品种和提高开发新品种的能力是精细化工开展水平的一个重要标志。2综合生产流程和多功能生产装置由于精细化工产品系多品种、小批量，生产上又经常更换和更新品种，故要求工厂必须具有随市场需求调整生产的高度灵活性，在生产上需采用多品种综合的生产流程和

15、多用途多功能的生产装置，以便取得较大的经济效益。同时由此对生产管理及工程技术人员和工人的素质提出了更严格的要求。3高技术密集度技术密集是精细化工的另一特点，因为在实际应用中精细化学品是以商品综合功能出现的，这就需要在化学合成中筛选不同化学构造，在剂型上充分发挥自身功能与其他配合物的协同作用，在商品化上又有一个复配过程以更好发挥产品优良性能。以上这些过程是相互联系又是相互制约的，这就形成精细化学品技术密集度高的一个重要因素。其次，由于技术开发的成功率低，时间长，造成研究开发投资较高。因此，它一方面要求情报密集、信息快，以适应市场的需要和占领市场，同时又反映在精细化工生产中技术*性与专利垄断性强，

16、竞争剧烈。4商品性强由于精细化学品商品繁多，用户对商品选择性很高，商品性很强，市场竞争剧烈，因而应用技术和技术的应用效劳是组织生产的两个重要环节，在技术开发的同时，积极开发应用技术和开展技术效劳工作，以增强竞争机制，开拓市场，提高信。5、精细化工的开展趋势进入21世纪，精细化学品开展的根本特征是以高新技术为依托，为全球经济和人民生活提高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。同时，伴随着人们对环保的认识，对可持续开展的共识，人们认识到：传统的化学工业必须变革，以适应可持续开展的要求。精细化学品工业也必须朝着低污染甚至无污染的绿色方向开展，并且应该成为整个化学工业的典*。绿色精细化工指的是对环境

17、无公害的低污染或者无污染的精细化学品工业，故又可以称为清洁精细化工或者有好环境精细化工。其是在生产过程中，在产品生命周期中均对环境无危害。这包括原来来源的广泛，最好是再可生资源；生产工艺平安有效、节能、无废弃物排放居或废弃物可资源化；设备寿命使用期限长，无跑、冒、滴、漏现象，废弃的设备也不对环境产生威胁；产品使用平安，无污染，废弃的产品可作为资源再生，或经处理成为无污染的物质等。开展绿色精细化工，实现精细化工的可持续开展，即不断提高环境承载能力的开展；满足当代人需求又不损害子孙后代，满足其需求能力的开展；满足一个地区或者一个国家的需求而又不损害别的国家地区或者国家人群，满足其需求能力的开展。开

18、展绿色精细化工必须开展绿色精细化工技术。例如采用生物技术生产精细化工产品，利用计算机技术实现精细化工业的自动化，开发反响条件更容易控制、转化率更高的新技术与新工艺等。这方面已有一些成功的案例，例如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料，从产品使用而言对环境的危害将变得更小；以可降解材料代替不可降解材料，使报废产品的处理变得简单，且无环境危害之忧。开展绿色精细化工也是突破经济兴旺国家绿色壁垒，开展生产的要求。例如欧盟在2002年5月15日与其官方公报上公布了欧共体判定纺织品生态标签的新标准，在规定禁用和限制使用17类纺织助剂，它们主要包括制止使用烷基酚聚氧乙烯醚、线性烷基苯磺酸盐，等由它们组成的制剂。这是因为这些助剂的生物