绪论优秀公开课课件

精细化工工艺学

（考试课）课程安排学时数：48学时教学内容：精细化工的基本面貌、技术范畴、重要系列的精细化工产品、基本原理、生产工艺、性能应用和发展趋势。宋启煌等《精细化工工艺学》，化学工业出版社，2011年；李和平，葛虹，《精细化工工艺学》，科学出版社广东工学院精细化工教研室，《精细化工基本生产技术及其应用》广东科技出版社刘程，《表面活性剂应用大全》，北京工业出版社曾繁涤，《精细化工产品及工艺学》，化工出版社闫鹏飞等，《精细化学品化学》，化工出版社参考书:1.1精细化工的定义一、化工产品的分类化工产品通用化工产品（1）大吨位，非差别性化学品。同一产品，各厂生产的都有统一的规格。（2）大吨位，差别性化学品。同一类中，各厂生产的品种可能有不同的规格、性能和用途。精细化工产品（1）小吨位，非差别性化学品。产品生产量少，但有统一的商品标准。（2）小吨位，差别性化学品。这些产品都有专门用途，注重产品配方。二、精细化工的定义生产精细化学品的工业叫精细化工。

精细化学品指对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而取得的具有特定功能、特定用途、小批量的系列产品。化学型：精细化学品（如化学试剂）精细化学品功能型：专用化学品（如洗发香波）1.2精细化工的范畴和分类我国对精细化工产品的分类（1986年由化工部制定）

(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(包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品)；(7)食品和饲料添加剂；(8)粘合剂；(9)催化剂和各种助剂；(10)化学药品(原料药)和日用化学品；(11)功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。注意点：1、每一项都包括多项子项，如催化剂和助剂；2、仍在不断发展之中，种类在不断变化；3、考虑到化工部的管辖范围，并未包含精细化工的全部内容。（如化妆品，酶，精细陶瓷等）五、投资效率高、附加值高、利润大。投资效率（%）=（附加价值/固定资产）%附加值——指产品的产值中扣去原材料、税金和厂房折旧费后剩余部分的价值。（1）精细化工的附加值在化学工业中是最高的；（2）精细化工的利润率高，加工深度越深，获利润越大。石油化工原料加工成三大合成材料可增值8倍，加工成精细化学品可增值106倍。四、大量采用复配技术利用物理方法使多种组分尽可能均匀混合，使产品体现多种性能和协同作用，配方的研究是决定性因素。1.4精细化工在国民经济中的作用一、精细化工与农业的关系精细化工在农业中的应用主要有农药、兽药、饲料添加剂和微量元素肥料，农药包括各种各样的杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂等。精细化工产品的作用主要体现在以下两个方面：1、直接用作最终产品；如：染料、香料、农药、医药、涂料、黏合剂、化妆品。2、作为过程添加剂赋予主产品特定的性能；如增塑剂、阻燃剂二、精细化工与轻工业和人民生活的关系肥皂、合成洗涤剂、纺织助剂、食品添加剂、化妆品、香精、香料等。煤石油天然气农副产品基本有机化工产品（三烯、三苯、乙炔、萘、醇、醛、酸、卤代烃等）精细化工产品三大合成材料一、煤的加工煤的加工主要有焦化、气化、生产电石，其中与精细化工有密切关系的是焦化，其副产物煤焦油和粗苯可分离出多种芳香族原料。1.5精细化工的原料资源精细化工的原料资源主要是煤、石油、天然气和农副产品。1、催化重整烃类原料在催化剂存在下进行碳架结构的重新调整，以制取芳烃。2、烃类热裂解将石油馏分经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成分子量较小的烯烃、炔烃和芳烃的过程。二、石油加工以制取化工原料为目的的加工方法主要有以下几种：四、农副产品的利用1、含淀粉类物质经发酵制乙醇、丁醇、丙酮。2、含纤维素、半纤维素的物质水解可得己糖和戊糖，己糖发酵得乙醇，戊糖水解得糠醛。3、各种动物油和植物油（油脂）水解可得甘油和各种脂肪酸。三、天然气的利用天然气的主要成分是甲烷，其化工利用主要有三条途径：1、经高温水蒸气转化生产合成气，进一步生产化工原料；2、氧化裂解制乙炔3、直接生产各种化工产品二、传统大宗精细化学品的更新换代

化学农药工业重点发展高效、安全、经济的新产品。如杀虫剂、杀菌剂等。

染料工业重点发展纺织印染需求量大的活性染料、分散染料、还原染料等；涂料、油墨和塑料加工用的高档有机颜料及助剂。

涂料工业以发展满足建筑、汽车、电器、交通（船舶、路标）、家具需要的高档涂料，解决恶劣条件下的防腐难题，着重抓好低污染、节能型新品种的研制。

粘合剂工业重点是发展低毒（或无毒）、中低温固化和高强耐候品种，开发功能型的新品种，尤其注重开发鞋用粘合剂。

化学试剂重点加强分离提纯技术研究，狠抓试剂门类品种的开发，实现超净高纯试剂、生物工程用试剂、临床诊断试剂、有机合成试剂的产品系列化。

感光材料和磁记录材料要瞄准世界先进水平，走“先仿后创”的路子。摄影化学材料要在现有各种冲洗套药的基础上，主攻柯达和富士彩色胶卷冲洗套药的国产化；感光化学材料主攻高纯硝酸银（彩卷用）；磁记录材料要发展国际上有竞争能力的出口创汇产品，同时实现数字磁记录产品系列的配套，并加强有关方面的研究开发力量，建立相应的研究与开发中心。

三、优先发展的关键技术1、新催化技术

设计和开发出若干具有高活性、高选择性、立体定向、稳定性好、寿命长的高效催化剂和相应的催化技术，以满足精细化工发展的国内外市场的需要。重点是开发膜催化剂、稀土络合催化剂、沸石择型催化剂、固体超强酸催化剂等，以及相转移催化技术、立体定向合成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。

3、增效复配技术

发达国家化工产品数量与商品数量之比为1:20，我国目前仅为1:1.5，不仅品种数量少，而且质量差。关键的原因之一是增效复配技术落后。需要加强这方面的应用基础研究及应用技术研究，如专门研究表面活性剂的分离方法、洗涤作用、表面改性、微胶囊化、薄膜化及超微粒化技术等。由于应用对象的特殊性，很难采用单一的化合物来满足用户的要求，配方以及复配技术的研究就成为产品好坏的决定性因素。

4、超细粉体技术

超细粉体技术是20世纪70年代兴起的一门固体材料加工技术，可用于精细化学品的后加工。在超细状态下，粉体的物性及化学性质会发生明显的变化。超细粉体技术可使药品的生化作用更趋有效；使油漆、油墨的色彩艳美而光亮；使涂料粘合得更为牢固；作为橡胶与塑料的填充物时，可以改善两者的物化性质，使其更好地满足技术要求等。因而，对该技术的实用化应用技术的研究前景广阔。

5、气雾剂（CFC）无污染替代技术

臭氧层被破坏这一全球性的环境问题，自20世纪70年代以来就引起世界各国的极大关注，由于受控制物质的禁用时间表不断提前，所以研究其替代物质就更为迫切。

研究在空调制冷、塑料发泡、高效杀虫气雾剂等方面氟氯烃（CFC）无污染替代物及替代技术，研究可工业化的合成路线及其实用化技术具有重要意义。其他如生物技术、聚合物改性技术、计算机化工应用技术、综合治理技术等都与化学工业、精细化工的发展密切相关。它们的突破与发展，都会给经济的发展和社会的进步产生巨大的影响。

总之，生产高功能精细化学品，离开了高技术的应用和发展关键技术，是不可能实现的。合成技术——指均相反应、非均相反应、均相络合催化、酶催化等。完成反应的方法——指间歇操作还是连续操作及反应器的选择等问题。几个重要指标一、反应物的摩尔比指加入反应器的几种反应物间的摩尔之比，多数反应为提高反应速率，投料的摩尔比不等于化学计量比，常取价格便宜、易除去的组分过量。2.2化学计量学二、限制反应物和过量反应物反应物不按化学计量投料时，以最小化学计量数存在的反应物叫限制反应物，超过的叫过量反应物。xA=反应掉原料A的量通入原料A的量四、选择性转化为目的产物消耗的A量与反应掉A的总量之比。S=转化为目的产物的A量反应掉的A量三、转化率反应掉的A量占通入反应器A量的百分数。五、收率生成目的产物消耗A的摩尔数与通入反应物A的摩尔数之比。精细化学品开发步骤图示新方案的提出实验室研究基础