精细化工工艺学绪论课件

1、第一章 绪论第一章 绪论绪 论 精细化学工业（简称精细化工）是生产精细化学品的工业。精细化工是当今世界各国发展化学工业的战略重点，也是一个国家综合技术水平的重要标志之一。其基本特征是以高新技术为依托，为全球经济和人民生活生产提供高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。绪 论 精细化学工业（简称精细化工）是生产精细化学品第一章绪论 主要内容精细化工的定义精细化学品的范畴和分类精细化工的特点发展精细化工的战略意义精细化工的发展趋势和重点精细化工工艺学基础精细化工开发简介第一章绪论 主要内容精细化工的定义1.1 精细化工的定义美国克莱恩(Klin)化工产品分为两大类别:通用化学品或大宗化学品（he

2、avy chemicals）精细化学品（fine chemicals） 或专用化学品（speciality chemicals）或商品化学品（commodity chemicals）1.1 精细化工的定义美国克莱恩(Klin)通用化学品一般指由基本天然原料（如煤、石油、天然气和农副产品等）经初级加工得到的大吨位产品特点:应用范围广、生产中化工技术要求高、产量大而附加值低等,通常以其主要成分的化学名称来命名的化学品它们是合成重要化工产品的原料和中间体石化中合成树脂、合成橡胶、合成纤维等，例：聚氯乙烯塑料、丁苯橡胶化肥：如尿素1.1 精细化工的定义通用化学品一般指由基本天然原料（如煤、石油、天然气

3、和农副产品精细化学品则是指一些具有特定应用性能的、在合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小但产值高的产品例如医药、化学试剂、化妆品等精细化工产品的定义：凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品，有时叫做专用化学品（speciality chemicals）或精细化学品（fine chemicals）。1.1 精细化工的定义精细化学品则是指一些具有特定应用性能的、在合成工艺中步骤繁多1.1 精细化工的定义 基本（天然）原料 初级加工 基本化工产品（通用化学品或大宗化学品） 精细加工 精细化工产品（精细化学品或专用化学品）按国家自然科学技术分类标准，精细化工

4、全称为精细化学工程（fine chemical engineering） ，属化学工程学科范畴1.1 精细化工的定义1.2 精细化学品的范畴和分类侧重于从产品的功能性来区分:销售量小的化学型产品称为“精细化学品”销售量小的功能型产品称为“专用化学品”即,精细化学品是按其分子组成（即作为化合物）来销售的小量产品，强调的是产品的规格和纯度；专用化学品也是小量产品，但却是根据它们的功能来销售的，强调的是其功能。 1.2 精细化学品的范畴和分类侧重于从产品的功能性来区分:1.2 精细化学品的范畴和分类区别精细化学品与专用化学品的具体要点：（1）精细化学品多为单一化合物，可以用化学式表示其成分，而专用化

5、学品很少是单一的化合物，常常是若干种化学品组成的复合物或配方物，通常不能用化学式表示其成分；（2）精细化学品一般为最终使用性产品，用途较广，而专用化学品的加工度更高，为最终使用性产品，用途较窄；1.2 精细化学品的范畴和分类区别精细化学品与专用化学品的1.2 精细化学品的范畴和分类 （3）精细化学品大体是用一种方法或类似的方法制造的，不同厂家的产品基本没有差别，而专用化学品的制造，各生产厂家互不相同，产品有差别，甚至可完全不同； 如阿斯匹林、邻苯二甲酸二丁酯、醋酸苄酯香料为精细化学品. 专用化学品如洗发香波、防臭剂、催化剂、防腐剂等，这类产品都有专用性用途，多数是复配方商品， 1.2 精细化学

6、品的范畴和分类 1.2 精细化学品的范畴和分类 （4）精细化学品是按其所含的化学成分来销售的，而专用化学品是按其功能销售的；（5）精细化学品的生命期相对较长，而专用化学品的生命期短，产品更新很快；（6）专用化学品的附加价值率、利润率更高，技术秘密性更强，更需要依靠专利保护或对技术诀窍严加保密，新产品的生产可完全依靠本企业的技术开发。1.2 精细化学品的范畴和分类 （4）精细化学品是按其所含1.2 精细化学品的范畴和分类 实际上,欧美国家广泛使用“专用化学品”一词,而很少使用“精细化学品”精细化学品是通往专用化学品的“阶梯”，且随着新技术革命的深入，有独特功能的专用化学品将保持较高的发展速度 专

7、用化学品 精细化学品通用化学品1.2 精细化学品的范畴和分类 实际上,欧美国家广泛使用“1.2 精细化学品的范畴和分类 对精细化学品的统计分类主要是按性能与用途来划分。一种精细化学品在应用领域的规模还很小时，往往是合并于其他行业类，只有当它发展到相当规模时，才加以分类统计。目前，各国的分类也不尽相同，如日本1984年版精细化工年鉴中将精细化学品分为35个行业类别， 而到1985年，就发展为51个类别。如1.2 精细化学品的范畴和分类 对精细化学品的统计分类主要1.2 精细化学品的范畴和分类1986年，我国把精细化学品暂分为11大类：（1）农药； （2）染料；（3）涂料； （4）颜料；（5）试剂

8、和高纯物、 （6）信息用化学品、（7）食品和饲料添加剂；（8）胶粘剂、（9）催化剂和各种助剂（10）化学原药和日用化学品、（11）功能高分子材料。大类再分很多小类，小类又分很多品种。1.2 精细化学品的范畴和分类1986年，我国把精细化学品1.2 精细化学品的范畴和分类（1）农药； （2）染料；（3）涂料； （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）胶粘剂、（9）催化剂和各种助剂（10）化学原药和日用化学品、（11）功能高分子材料。1.2 精细化学品的范畴和分类（1）农药； 1.2 精细化学品的范畴和分类 1）催化剂 2）印染助剂 3）塑料助剂 4）橡

9、胶助剂 5）水处理剂 6）纤维抽丝用油剂 7）有机抽提剂 8）高分子聚合物添加剂 9）表面活性剂10）皮革助剂11）农药剂12）油田用化学品13）混凝土添加剂14）机械、冶金助剂15）油用添加剂16）炭黑17）吸附剂18）电子工业专用化学品19）纸张用添加剂20）其他助剂回子菜单1.2 精细化学品的范畴和分类 1）催化剂11）农药剂回1.2 精细化学品的范畴和分类从生产角度可将精细化学品分为两大类：a分子水平合成、提纯为主，结合少量的复配增效技术得到的有特定功能的化学品，如农药、染料、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饲料添加剂、催化剂和各种助剂、化学药品和日用化学品、功能高分子材料等。

10、b以配方技术为主要生产手段，配方技术能左右最终使用功能的化学品，如涂料、洗涤剂、化妆品、香料、黏合剂等。1.2 精细化学品的范畴和分类1.3 精细化工的特点小批量、多品种和特定功能、专用性质构成了精细化工产品的量与质的两大基本特征。精细化工的综合生产特点可归纳为四个方面：1.小批量、多品种、复配型居多； （产品特点）2.综合生产流程和多功能生产装置（流程装置特点）3.技术密集度高（技术特点）4.经济效益高（经济特点）1.3 精细化工的特点小批量、多品种和特定功能、专用性质构1.3 精细化工的特点小批量、多品种、大量采用复配技术（产品特点）除了通用型精细化学品外，专用品种和定制品种愈来愈多，这是

11、商品应用功能效应和商品经济效益共同对精细化学品功能和性质反馈的自然结果不断地开发新品种、新剂型和提高开发新品种的创新能力是当前国际上精细化工发展的总趋势因此，多品种不仅是精细化工生产的一个特征，也是评价精细化工综合水平的一个重要标志。1.3 精细化工的特点小批量、多品种、大量采用复配技术（产1.3 精细化工的特点多品种（产品特点） 例如医药，1975年6月30日前，在德国联邦保健省登记的品种数为25026种，此外还有牙科专用药、治疗水剂、消毒液、强壮剂3000种列入医师、药剂师处方表中的有8200种；药房出售的成药为2000种，开发中的新品种有6000种原药与制剂的品种比为1：101.3 精细

12、化工的特点多品种（产品特点）1.3 精细化工的特点多品种（产品特点）又如染料，据染料索引(Colour Index)1976年第三版的统计，不包括已淘汰和重复的品种，不同化学结构的染料品种为5232个，其中已公布化学结构的为1536个。生产染料的主要国家经常生产的品种在2000个以上，同一品种稍加复配又可派生出若干个牌号，如德国拜耳公司一个厂就生产1600个牌号。1.3 精细化工的特点多品种（产品特点）1.3 精细化工的特点精细化工产品成长趋势 萌芽期：销售量较少 成长期：前期销售量增长较快，后期增长变慢 饱和期：销售量不在增长 衰退期：逐渐被新产品取代销售量萌芽期成长期饱和期衰退期1.3 精

13、细化工的特点精细化工产品成长趋势销售量萌芽期成长1.3 精细化工的特点大量采用复配技术（产品特点）1.3 精细化工的特点大量采用复配技术（产品特点）1.3 精细化工的特点大量采用复配技术（产品特点）采用复配技术所制成的商品数目，远远超过由合成而得到的单一产品数目采用复配技术所推出的产品，具有增效、改性和扩大应用范围等功能，其性能往往超过结构单一的产品采用复配技术是使精细化学品具备市场竞争力的重要方面，也是我国的一个薄弱环节1.3 精细化工的特点大量采用复配技术（产品特点）1.3 精细化工的特点:装置通用性强综合生产流程和多功能生产装置（流程装置特点）精细化工产品的生产，通常以间歇反应为主，采用

14、批量生产，装置通用性强。1.3 精细化工的特点:装置通用性强综合生产流程和多功能生1.3 精细化工的特点:装置通用性强多数精细化工产品需要由基本原料出发，经过深度加工才能制得，因而生产流程一般较长，工序较多。由于这些产品的需求量不大，故往往采用间歇式装置生产。虽然精细化工产品品种繁多，但从合成角度看，其合成单元反应不外乎十几种，尤其是一些同系列产品，其单元反应及所采用的生产过程和设备，有很多相似之外。近年来，许多生产工厂广泛采用多品种综合生产流程，设计和制作用途广、功能多的生产装置。即一套流程装置可以经常改变生产品种的牌号，使其具有相当大的适应性，以适应精细化工产品多品种、小批量的特点。1.3

15、 精细化工的特点:装置通用性强多数精细化工产品需要由1.3 精细化工的特点:装置通用性强精细化工最合理的设计方案是按单元反应来组织反应设备，用若干个单元反应器组合起来生产不同的产品。单元反应器的生产能力可以很大，对一个具体品种来说，通过几批甚至于一批生产就可以满足年产量的要求。精细化工产品的生产，通常以间歇反应为主，采用批量生产。这种做法收到了明显的经济效益；但同时对生产管理和操作人员的素质，却提出了更高的要求。1.3 精细化工的特点:装置通用性强精细化工最合理的设计方1.3 精细化工的特点：技术密集度高技术密集度高（技术特点）精细化工的生产全过程不同于一般化学品，主要由化学合成、制剂加工、商

16、品化（或复配）三个生产部分组成，技术密集度高，技术开发成功率低。技术密集还表现为情报密集、信息快，技术保密性与专利垄断性强。1.3 精细化工的特点：技术密集度高技术密集度高（技术特点1.3 精细化工的特点：技术密集度高首先，生产过程中工艺流程长、单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格，而且应用和涉及到多领域、多学科的理论知识和专业技能，其中包括多步合成、分离技术、分析测试、性能筛选、复配技术、剂型研制、商品化加工、应用开发和技术服务等。 1.3 精细化工的特点：技术密集度高首先，生产过程中工艺流1.3 精细化工的特点：技术密集度高在实际应用中，精细化学品是以商品的综合能力出现的，需在化学合

17、成中筛选不同的化学结构，在剂型（制剂）生产中充分发挥精细化学品的自身功能与其他配合物质的协同作用。从制剂到商品化又有一复配过程:化学合成 制剂加工 商品化（或复配）筛选化合物 物质协同作用这些内在和外在的因素既相互联系又相互制约，形成精细化学品高技术密集度的重要特性1.3 精细化工的特点：技术密集度高在实际应用中，精细化学1.3 精细化工的特点1.3 精细化工的特点1.3 精细化工的特点：技术密集度高就技术密集度而言，化学工业本身就是高技术密集指数工业，而精细化工又是化学工业中的高技术密集指数工业。日本曾做过分析，若以机械制造工业技术密集指数为100计，化学工业为248，医药340 精细化工涂

18、料2701.3 精细化工的特点：技术密集度高就技术密集度而言，化学1.3 精细化工的特点：技术密集度高各公司投入精细化学品的研究费也较高比如化学工业的平均研究费占化工产品总销售额的3%，而德国拜尔公司农药研究费则占销售额10%，赫司特公司医药的占12%，瑞士汽巴-加基公司染料的占7%。1.3 精细化工的特点：技术密集度高1.3 精细化工的特点：技术密集度高其次，新产品新技术开发的成功概率低、时间长、费用高是精细化学品生产高技术密集的另一个因素。据报道，美国、德国的医药和农药新品种的开发成功率为1/10000，日本为1/10000-1/30000。 1.3 精细化工的特点：技术密集度高1.3 精

19、细化工的特点：技术密集度高随着对药效、生物体安全性的要求愈来愈严，新品种开发的时间愈来愈长，费用也愈来愈大，新品种开发成功的数量相应地也愈来愈少 1964年，一个新农药的开发时间只需3年、270万美元；到1975年就需要8年、1300万美元 1.3 精细化工的特点：技术密集度高1.3 精细化工的特点：技术密集度高又如染料新品种的开发，成功率约为1/60001/8000。其他如表面活性剂、功能树脂、电子材料等新品种的技术开发，成功率都很低。由于精细化学品技术开发成功率低，时间长、费用大，其结果必然导致技术垄断性强，销售利润率高。1.3 精细化工的特点：技术密集度高1.3 精细化工的特点：技术密集

20、度高各公司投入精细化学品的研究费也较高比如化学工业的平均研究费占化工产品总销售额的3%，而德国拜尔公司农药研究费则占销售额10%，赫司特公司医药的占12%，瑞士汽巴-加基公司染料的占7%。1.3 精细化工的特点：技术密集度高1.3 精细化工的特点经济效益高（经济特点）精细化工在化学工业各大部门中的附加值最高，一般在50%以上。1.3 精细化工的特点经济效益高（经济特点）1.3 精细化工的特点：小结1.小批量、多品种、多复配 （产品特点）2.综合生产流程和多功能生产装置（流程装置特点），装置通用性高3.技术密集度高（技术特点）4.经济效益高（经济特点） 1.3 精细化工的特点：小结1.小批量、多

21、品种、多复配 （1.3 精细化工的特点我们有必要来对基本化学工业和精细化学工业的区别作一个比较，可见发展精细化工的关键问题并不全在于产品的制造技术和谋求销售更多的产品上，而更应该注意到各环节的配合和为用户服务的问题，大致从以下几个方面来看：1.3 精细化工的特点我们有必要来对基本化学工业和精细化学1.3 精细化工的特点（1）加强情报信息工作 发展精细化工必须要特别强调情报信息的畅通，要有效地追踪、分析、预测国内外的发展现状和未来动向，掌握技术进展水平，抓住和预测市场的现状和可能出现的变化，技术向有关方面通报信息。1.3 精细化工的特点（1）加强情报信息工作 发展精细化1.3 精细化工的特点（2

22、）做好售后服务 精细化工主要是向用户提供性能优良或具有特殊功能的产品，要深入和及时地了解产品售出后的信息反馈，了解用户对产品的使用要求和心理要求。国外在这方面特别重视，一般是组织一支很强的技术队伍，针对用户提出的问题进行大量而及时的技术服务工作，由此也能使自己看到产品的优缺点，了解市场的需求情况，经常做到更新换代，开拓市场，占领市场。1.3 精细化工的特点（2）做好售后服务 1.3 精细化工的特点（3）作为从事精细化工工作者，尤其是处于领导地位的人员，要有敢于冒风险，勇于进取的精神和比较长远的目标。另外，还需要有两支素质好的队伍，一是技术开发人员，许多重大的技术要用自己的力量努力开发，增强队伍

23、的实力；一是强有力的经营队伍，不仅要占领国内市场，而且要争夺国外市场。1.3 精细化工的特点（3）作为从事精细化工工作者，尤其是1.4 发展精细化工的战略意义精细化工产值率（精细化率）=精细化工产品的总值/化工产品的总值100%从70年代以来，一些工业发达国家相继将化学工业发展的战略重点由石油化工转向精细化工，因此加快发展精细化工已成为世界性的趋势。目前发达国家的精细化工产值率已高达60以上，我国现在的精细化率仅为40%左右。1.4 发展精细化工的战略意义精细化工产值率（精细化率）=精1.4 发展精细化工的战略意义精细化学品与经济建设和人民生活密切相关，除了直接作最终产品之外，绝大多数是作为辅

24、助原料或材料出现在生产和生活过程中。1.4 发展精细化工的战略意义精细化学品与经济建设和人民生活1.4 发展精细化工的战略意义精细化工也是当代高科技领域的重要组成部分，对争夺高新技术的优势，提高产品的国际竞争力和国防实力具有战略意义。1.4 发展精细化工的战略意义精细化工也是当代高科技领域的重1.5 精细化工的发展趋势和重点精细化工的发展趋势1）品种门类继续增加2）发展速度继续领先3）大力采用高新技术1.5 精细化工的发展趋势和重点精细化工的发展趋势1.5 精细化工的发展趋势和重点1）品种门类继续增加包含两方面：即传统精细化学品的更新换代；新产品的开发，后者是重点发展方向。研究热门的新产品有：

25、功能高分子材料、电子材料、精细陶瓷、生化制品等。1.5 精细化工的发展趋势和重点1）品种门类继续增加1.5 精细化工的发展趋势和重点发展速度继续领先发达国家化学工业发展速度一般在3%-4%，而精细化工的发展速度则在6%-7%。1.5 精细化工的发展趋势和重点发展速度继续领先1.5 精细化工的发展趋势和重点大力采用高新技术有关的新领域包括：各类新型化工材料（功能高分子材料、复合材料等）、生物技术（包括发酵技术、生物酶技术、细胞融合技术等）、电子信息技术（三维电路元件、生化检测元件等）、航空航天技术、海洋开发技术、新能源等。1.5 精细化工的发展趋势和重点大力采用高新技术1.5 精细化工的发展趋势

26、和重点我国精细化工的发展重点1、传统大宗精细化学品的更新换代化学农药工业重点是发展高小、安全、经济的新产品染料工业重点发展纺织印染需求量大的活性染料涂料工业以发展满足建筑、汽车、电器、交通等1.5 精细化工的发展趋势和重点我国精细化工的发展重点1、1.5 精细化工的发展趋势和重点2 、加快精细化学品新领域的开发当代高科技新领域的开发是精细化工发展的战略目标1.5 精细化工的发展趋势和重点2 、加快精细化学品新领域1.4 精细化工的发展趋势和重点 科技发展的任务是要以形成产业化为目标，以广东省为例，应重点发展气雾剂系列产品，食品添加剂、变性淀粉、饲料添加剂、高性能表面活性剂、水处理剂、电子化学品

27、、油田化学品等新领域的精细化学品。新品种的开发仍是今后重点发展方向1.4 精细化工的发展趋势和重点 科技发1.5 精细化工的发展趋势和重点3、优先发展的关键技术(1)新催化技术 新催化技术的重点是开发能促进石油化工发展的膜催化剂、稀土络合催化剂等 发展精细化工新产品开发密切相关的相转移催化技术、立体定向合成技术等特种技术。 加强与新型催化剂相适应的反应器放大、制造等技术开发。1.5 精细化工的发展趋势和重点3、优先发展的关键技术(11.5 精细化工的发展趋势和重点（2）新分离技术 开发工业规模的多组分分离，重点开发超临界萃取分离技术，研究用超临界萃取分离技术制取出口创汇率极高的天然植物提取物，为超临界萃取分离技术的实用化、国产化提供理论和技术依据 另外，着重开展无机膜分离技术在超纯气体、饮用水等领域的应用开发。1.5 精细化工的发展趋势