第一章 精细化工工艺基础(1)课件

精

细

化

学

品

合

成

工

艺第一章精细化工工艺基础1.1概述1.2精细化工产品的配方设计原则1.3配方优化设计方法1.1概述1.1.1精细化工的定义1.1.2精细化工的范畴1.1.3精细化工的特点1.1.4绿色化学1.1.5精细化工产品简介1.1.1精细化工的定义

精细化学品—中间体、医药、农药、香精的原料，是通用化工产品的次级产品，有时是以化学名称及分子式表示，而且规格有时也是以其主要物质的含量为基础，但其往往具有较明确的功能指向，与通用化工产品相比，商品性强，生产工艺精细。

专用化学品—医药成药、农药配剂、各种香精等，是化工产品精细化后的最终产物，其功能性更强。一种精细化学品可以制成多种专用化学品。1.1.1精细化工的定义通用化工产品精细化工产品范围适用于多种用途的通用材料适用于专门用途的专用材料要求能大量而廉价地连续生产和供应，便于加工在质量上必须具有特定功能特点产量大，设备大型化产品精细化和功能化1.1.1精细化工的定义

精细化学品：是指按分子组成（即作为化合物）来生产和销售的小吨位产品，有统一的商品标准，强调产品的规格和纯度；专用化学品：是指小量而有差别的化学品，强调其功能。1.1.1精细化工的定义

现代精细化工：生产精细化学品和专用化学品的工业，是以高新技术为基础，以市场需求为导向，以产品具有特定功能、附加值高、小批量、多品种、系列化为特点的化学工业1.1.2精细化工的范畴

以产品功能为主要分类依据，分为以下11类1.医药和兽药2.农用化学品3.涂料4.粘合剂5.染料和颜料6.表面活性剂和合成洗涤剂7.塑料、合成纤维和橡胶用助剂8.香料9.感光材料10.试剂和高纯物11.食品和饲料添加剂12.石油用化学品13.造纸用化学品14.功能高分子材料15.化妆品16.催化剂17.生化酶18.无机精细化学品1.1.3精细化工的特点一、精细化工产品研发特性（1）知识密集度高在日本，将机械制造业的知识密集度定为100，化学工业248，

医药品340。资本密集度，是化学工业的0.3~0.5

化肥工业的0.2~0.3

乙烯工业的0.1（2）研发难度大（3）技术和产品更新快，品种多二、产品的生产特点（1）综合生产流程和多功能生产装置FMS—柔性生产系统（2）制剂加工技术（3）采用复配技术三、产品的商业特性（1）技术保密，专利垄断（2）重视市场调研，适应市场需求（3）重视应用技术和技术服务四、产品的经济效益评价1.附加价值与附加价值指数附加价值：在产品的产值中扣除原材料、税金、设备和厂房折旧费后，剩余部分的价值。2.投资效率高投资效率=（附加价值/固定资产）×100%3.利润率美国商业部工业经济调查局资料：石油化工原料：50亿元产出：初级化学品100亿元再产：有机中间体240亿元+最终成品40亿元进一步加工（塑料、树脂、合成橡胶、化纤、塑料和橡胶制品等）：中间产品400亿元+最终成品270亿元精细化程度的提高，附加价值不断提高

以氮肥为基数的有关行业的附加价值指数（有关行业附加价值/氮肥附加价值）如下：氮肥100石油化工产品335.8染料、有机颜料1219.2塑料1213.2合成纤维606涂料732.4医药制剂40781.1.4绿色化学

一、绿色化学研究的内容和特点1、绿色化学的含义绿色化学（GreenChemistry），又称为环境友好化学（EnvironmentalFriendlyChemistry）或可持续发展的化学（SustainableChemistry），是运用化学原理和新化工技术来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生，使所研究开发的化学产品和过程更加环境友好。2、绿色化学的研究内容清洁合成（CleanSynthesis）工艺和技术，减少废物排放，目标是“零排放”（ZeroEmission）；改革现有工艺过程，实施清洁生产（CleanProduction）；安全化学品和绿色新材料的设计和开发；提高原材料和能源的利用率，大量使用可再生资源（RenewableResource）；生物技术和生物质（Biomass）的利用；新的分离技术（NewSeparationTechnologies）；绿色技术和工艺过程的评价；绿色化学的教育，用绿色化学变革社会生活，促进社会经济和环境的协调发展。3、绿色化学的特点绿色化学与传统化学的区别：绿色化学更多地考虑社会的可持续发展，促进人和自然关系的协调。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学，是更高层次上的化学。3、绿色化学的特点绿色化学与环境治理的区别：绿色化学是从源头防止污染的生成，即污染预防（PollutionPrevention），而环境治理是对已被污染的环境进行治理，即“末端治理”，既浪费资源和能源，治理费用又大，综合效益差。二、绿色化学引发的产业革命1、化学制药的绿色化舍曲林：抗抑郁症药物的活性成分原合成路线：原料：二氯苯基四氢萘酮、甲胺、氢气、D-扁桃酸、醋酸乙酯溶剂溶剂：四氢呋喃或甲苯助剂：四氯化碳作脱水剂，分离中间产物Pfizer公司改进后的工艺过程溶剂：改用乙醇助剂：中间产物在乙醇中的溶解度很小，无需助剂分离优点：每生产1t舍曲林产品，溶剂用量：从227100dm3减少到22710dm3；原料甲胺、二氯苯基四氢萘酮、D-扁桃酸分别节省60%、45%、20%；每年废物减排：700t。为此，Pfizer公司获得2002年度美国“总统绿色化学挑战奖”。2、农药工业的绿色化绿色农药：指那些对害虫和病菌高效，对人畜、害虫天敌和农作物安全，在环境中易于分解，在农作物中低残留或无残留的农药。如生物调节剂：采用不同的活性物质来调节、改变和抑制有害生物体在不同阶段的生长、发育及繁殖，达到防治病虫害的目的。例如RohmandHass公司开发的一种杀虫剂，属于促蜕皮类杀虫剂，促使害虫在不该蜕皮的时候提前蜕皮，使其脱水停止进食而快速死亡。3、绿色新材料

又称生态材料，环境协调材料，是指那些具有良好使用性能或功能，对资源和能源消耗少，对生态环境污染小，有利于人类健康，可降解循环利用或再生利用率高，在制备、使用、废弃直至再生循环利用的整个过程中，都与环境协调友好的一大类材料。4、能源工业绿色化重点解决三方面问题：（1）煤的清洁燃烧技术我国煤炭85%用于直接燃烧，平均热效率不到30%；煤炭燃烧产生大量的烟尘，SO2占87%，NOx占65%，CO2占85%。（2）生物质的转化技术生物质：植物光合作用直接产生或间接衍生的所有物质，是可再生的资源。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。（3）绿色能源的开发太阳能、水力能、海洋能、风力能、生物质能均属于清洁能源。

1.3绿色精细化工绿色精细化工：运用绿色化学的原理和技术，尽可能选用无毒无害的原料，开发绿色合成工艺和环境友好的化工过程，生产对人类健康和环境无害的精细化学品。即实现化工原料的绿色化，合成技术和生产工艺的绿色化，精细化工产品的绿色化。1.1.5精细化工产品简介一、化妆品二、香料与香精一、化妆品要求：（1）无毒、无刺激、无诱变致病作用常规安全试验：毒性：LD50半数致死量

LD50＞5000mg/kg，毒性较小

LD50＞2000mg/kg，低毒性物质刺激性：指化妆品涂于人较为敏感的部位时，在一定的时间内，皮肤对化妆品所起的反应。（2）稳定性

（3）有效性

（4）舒适性原料基质原料（1）露类：以油脂为基质原料动物脂：羊毛脂（洗涤羊毛的废水中提取）、蜂脂（蜂房）、鲸脂（抹香鲸）植物脂：硬脂酸（植物或牛脂）、椰子油（椰子果肉）（2）粉类：香粉、胭脂作用：滑爽、遮盖、吸收主要成分：滑石粉、钛白粉、氧化锌、云母粉（3）香水类：常用乙醇作用：溶剂，兼有一定的清凉及杀菌作用辅助原料（1）乳化剂（2）香精（3）色素（4）防腐剂和抗氧化剂二、香料与香精香料的分类：按用途：化妆品香料----以挥发香气为主；食用香料----以产生香味为主。按来源：动物性天然香料----动物的分泌物或排泄物，常用的只有麝香等；植物性天然香料----以芳香植物的采香部位（花、枝、叶、草、根、皮、茎、籽、果等）为原料，用水蒸气蒸馏、浸提、吸收、压榨等方法生产出来的精油、浸膏、香脂等。单离香料----使用物理或化学方法从天然香料中分离提纯出来的单体香料化合物。合成香料----通过化学制取的香料化合物，特指以石油化工基本原料及煤化工基本原料为起点经过多步合成反应而制取的香料产品。香精的分类香精：在各种加香产品中使用的利用多种天然香料和合成香料调配而成的香料混合物。分类：按香型（1）花香型（2）非花香型（3）果香型（4）酒用香型（5）烟用香型（6）食用香型（7）幻想型香精的组成和作用调香：拟定香精配方的过程调香没有固定的绝对方法以供遵循，它是技术与艺术的结合，在很大程度上依赖于调香师的经验和艺术鉴赏力。香料对于香型和香韵的基本组成和作用：（1）主香剂----是决定香精香型的基本原料，在多数情况下，一种香精含有多种主香剂；（2）合香剂----调和香精中各种主香剂的香气，使主体香气更加浓