精細(xì)化工概述

1、精精 細(xì)細(xì) 化化 工工工工 藝藝 學(xué)學(xué)第第1 1章章 緒緒 論論精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化學(xué)品的定義精細(xì)化學(xué)品的定義精細(xì)化學(xué)品的分類精細(xì)化學(xué)品的分類精細(xì)化學(xué)品的特性精細(xì)化學(xué)品的特性工藝學(xué)的內(nèi)涵工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工的發(fā)展方向精細(xì)化工的發(fā)展方向 精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化工的形成和發(fā)展 精細(xì)化學(xué)工業(yè)（簡稱精細(xì)化工）是生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)。精細(xì)化工是當(dāng)今世界各國發(fā)展化學(xué)工業(yè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)，也是一個國家綜合技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。其基本特征是以高新技術(shù)為依托，為全球經(jīng)濟(jì)和人民生活生產(chǎn)提供高質(zhì)量、多品種、專用或多功能的精細(xì)化學(xué)品。精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化學(xué)品十九世紀(jì)

2、以前已有，如藥物、油漆、肥皂、農(nóng)藥等等。天然物為原料。 在20世紀(jì)初，隨著石油化工的發(fā)展，以合成化學(xué)品為原料的精細(xì)化學(xué)品產(chǎn)生了第一次飛躍。 在20世紀(jì)中葉，隨著高分子化學(xué)的發(fā)展和高分子材料的大量出現(xiàn)，為精細(xì)化學(xué)品帶來了第二次飛躍，其特征之一是部分老行業(yè)更新?lián)Q代，如合成洗滌劑的出現(xiàn)，油漆擴(kuò)展為涂料；其另一特征是新生行業(yè)崛起如合成聚合物膠粘劑、合成材料用助劑、信息化學(xué)品、功能高分子等。 精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化工的形成和發(fā)展進(jìn)入本世紀(jì)，精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的基本特征是以高新技術(shù)為依托，為全球經(jīng)濟(jì)和人民生活提供高質(zhì)量、多品種、專用或多功能的精細(xì)化學(xué)品。同時，伴隨著人們對環(huán)保的認(rèn)識，對可持續(xù)發(fā)展的共識，人

3、們認(rèn)識到：傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)必須變革，以適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求。精細(xì)化學(xué)品工業(yè)也必須朝著低污染甚至無污染的“綠色”方向發(fā)展，并且應(yīng)該成為整個化學(xué)工業(yè)的典范。除“綠色”外，近年來，精細(xì)化工已經(jīng)向追求更高功能化方向發(fā)展。精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化工的形成和發(fā)展精細(xì)化率=精細(xì)化工產(chǎn)品的總值 *100% 化工產(chǎn)品的總值目前世界上主要發(fā)達(dá)國家的精細(xì)化工率已超過50以上，如日本的精細(xì)化工率已超過60，而我國還處于較低的水平，需要進(jìn)一步的發(fā)展。 精細(xì)化學(xué)品的定義精細(xì)化學(xué)品的定義精細(xì)化學(xué)品是與大宗化學(xué)品相對應(yīng)的一類化工產(chǎn)品，是指對化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的初級或次級產(chǎn)品進(jìn)行深加工而制成的具有某種或某幾種特殊功能的化學(xué)品。精細(xì)化

4、學(xué)品的定義精細(xì)化學(xué)品的定義這些功能可以是自身具有或賦予他物具有，突出功能可以是化學(xué)功能、物理功能或生物活性。它可以是單一組份的純物質(zhì)，也可以是多元復(fù)配的產(chǎn)物。一般其產(chǎn)量相對較小的、附加價(jià)值相對較高。精細(xì)化學(xué)品的特性1.生產(chǎn)特性小批量、多品種、復(fù)配型居多；小批量、多品種、復(fù)配型居多；復(fù)配是復(fù)配是指兩種或兩指兩種或兩種以上物質(zhì)通過恰當(dāng)比例，按照一定的方式去混合，種以上物質(zhì)通過恰當(dāng)比例，按照一定的方式去混合，而獲得一種新產(chǎn)品的技術(shù)或過程。而獲得一種新產(chǎn)品的技術(shù)或過程。 技術(shù)密集度高；技術(shù)密集度高；精細(xì)化工產(chǎn)品市場競爭激烈，產(chǎn)品精細(xì)化工產(chǎn)品市場競爭激烈，產(chǎn)品的更新?lián)Q代快。這要求生產(chǎn)企業(yè)，要經(jīng)常不斷的根

5、的更新?lián)Q代快。這要求生產(chǎn)企業(yè)，要經(jīng)常不斷的根據(jù)市場的需要、客戶的需求開發(fā)出性能更高的產(chǎn)品。據(jù)市場的需要、客戶的需求開發(fā)出性能更高的產(chǎn)品。因此，企業(yè)必須開展科學(xué)研究，及時掌握各種技術(shù)因此，企業(yè)必須開展科學(xué)研究，及時掌握各種技術(shù)情報(bào)與市場信息，不斷采用新技術(shù)、新工藝。所以情報(bào)與市場信息，不斷采用新技術(shù)、新工藝。所以說精細(xì)化工屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。技術(shù)密集還表現(xiàn)說精細(xì)化工屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。技術(shù)密集還表現(xiàn)在生產(chǎn)過程的流程長，單元反應(yīng)多，原料復(fù)雜，中在生產(chǎn)過程的流程長，單元反應(yīng)多，原料復(fù)雜，中間過程控制要求嚴(yán)格，技術(shù)保密性強(qiáng)，專利壟斷性間過程控制要求嚴(yán)格，技術(shù)保密性強(qiáng)，專利壟斷性強(qiáng)等方面。強(qiáng)等方面。精細(xì)

6、化學(xué)品的特性1.生產(chǎn)特性多采用間歇式生產(chǎn)裝置；多采用間歇式生產(chǎn)裝置；精細(xì)化工生產(chǎn)設(shè)備還具有精細(xì)化工生產(chǎn)設(shè)備還具有“輕、薄、短、小輕、薄、短、小”的特點(diǎn)。從生產(chǎn)過程上看，產(chǎn)的特點(diǎn)。從生產(chǎn)過程上看，產(chǎn)品生產(chǎn)從單一產(chǎn)品、單一流程、單元操作裝置的生品生產(chǎn)從單一產(chǎn)品、單一流程、單元操作裝置的生產(chǎn)方法，一方面向具有多功能的生產(chǎn)裝置產(chǎn)方法，一方面向具有多功能的生產(chǎn)裝置(一機(jī)多能，一機(jī)多能，多功能化多功能化)發(fā)展；另一方面向所謂的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展；另一方面向所謂的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)(FMS，柔性化，柔性化)發(fā)展，即具有相近的工藝流程的同發(fā)展，即具有相近的工藝流程的同一類型品種，使用同一套設(shè)備生產(chǎn)。一類型品種，使用同

7、一套設(shè)備生產(chǎn)。 生產(chǎn)流程多樣化。生產(chǎn)流程多樣化。針對同一產(chǎn)品，不同的廠家擁有針對同一產(chǎn)品，不同的廠家擁有不同的生產(chǎn)技術(shù)，這些技術(shù)各具特色，具有鮮明的不同的生產(chǎn)技術(shù)，這些技術(shù)各具特色，具有鮮明的自主知識產(chǎn)權(quán)的特征。從原料，到反應(yīng)原理，再到自主知識產(chǎn)權(quán)的特征。從原料，到反應(yīng)原理，再到工藝過程的組合均不相同。工藝過程的組合均不相同。 精細(xì)化學(xué)品的特性2.經(jīng)濟(jì)特性 投資效率高，投資效率高，投資效率為附加價(jià)值與固定資產(chǎn)的比投資效率為附加價(jià)值與固定資產(chǎn)的比值。由于精細(xì)化學(xué)品的產(chǎn)量小，所以固定資產(chǎn)投資值。由于精細(xì)化學(xué)品的產(chǎn)量小，所以固定資產(chǎn)投資比例相對較少，同時精細(xì)化工產(chǎn)品的附加價(jià)值較高，比例相對較少，同時

8、精細(xì)化工產(chǎn)品的附加價(jià)值較高，所以精細(xì)化工產(chǎn)品投資效率高。所以精細(xì)化工產(chǎn)品投資效率高。 附加價(jià)值高，附加價(jià)值高，（附加價(jià)值：指在產(chǎn)值中扣除原材料、稅金、設(shè)備、（附加價(jià)值：指在產(chǎn)值中扣除原材料、稅金、設(shè)備、廠房的折舊費(fèi)所剩余部分的價(jià)值。它包括工人勞動、廠房的折舊費(fèi)所剩余部分的價(jià)值。它包括工人勞動、利潤、動力消耗以及技術(shù)開發(fā)等費(fèi)用）利潤、動力消耗以及技術(shù)開發(fā)等費(fèi)用）附加價(jià)值高附加價(jià)值高反映出產(chǎn)品加工中，所需要的勞動，技術(shù)利用情況，反映出產(chǎn)品加工中，所需要的勞動，技術(shù)利用情況，以及利潤等。以及利潤等。利潤率高，利潤率高，精細(xì)化學(xué)品利潤高的原因在很大程度上源精細(xì)化學(xué)品利潤高的原因在很大程度上源于技術(shù)壟斷

9、。于技術(shù)壟斷。精細(xì)化學(xué)品的特性3.商業(yè)特性獨(dú)家經(jīng)營，技術(shù)保密；獨(dú)家經(jīng)營，技術(shù)保密；重視市場調(diào)研，適應(yīng)市場需求；重視市場調(diào)研，適應(yīng)市場需求；配有應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)配有應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)技術(shù)咨詢、技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)支持等工作。 精細(xì)化學(xué)品的特性4.產(chǎn)品特性具有一定的功能。具有一定的功能。包括物理功能、化學(xué)功能和生物活性包括物理功能、化學(xué)功能和生物活性化學(xué)功能：化學(xué)功能：系指在一定的環(huán)境條件下，此種化學(xué)品可增加或賦系指在一定的環(huán)境條件下，此種化學(xué)品可增加或賦予其它物質(zhì)以某種特定的影響或變化予其它物質(zhì)以某種特定的影響或變化 如染色、脫污、去雜、粘合、如染色、脫污、去雜、粘合、增稠、阻燃等，有的可能同時伴有

10、物理作用。增稠、阻燃等，有的可能同時伴有物理作用。物理功能：物理功能：精細(xì)化學(xué)品自身所具有的物理性質(zhì)和能力，如耐高精細(xì)化學(xué)品自身所具有的物理性質(zhì)和能力，如耐高溫、高強(qiáng)、超硬、絕緣、導(dǎo)體、超導(dǎo)、磁性、吸熱、放熱、吸音溫、高強(qiáng)、超硬、絕緣、導(dǎo)體、超導(dǎo)、磁性、吸熱、放熱、吸音等，有的也可能同時伴有化學(xué)作用。表現(xiàn)為某種特定物理效應(yīng)的，等，有的也可能同時伴有化學(xué)作用。表現(xiàn)為某種特定物理效應(yīng)的，如熱電、光電、激光等如熱電、光電、激光等某些特定的生物活性：某些特定的生物活性：系指精細(xì)化學(xué)品自身以其活性基團(tuán)，增系指精細(xì)化學(xué)品自身以其活性基團(tuán)，增進(jìn)或賦予生物體一定的能力進(jìn)或賦予生物體一定的能力( (加新陳代謝能

11、力、生長能力、抵抗能加新陳代謝能力、生長能力、抵抗能力和適應(yīng)能力力和適應(yīng)能力) )如食品添加劑中可預(yù)防貧血、增強(qiáng)免疫、延緩衰老、如食品添加劑中可預(yù)防貧血、增強(qiáng)免疫、延緩衰老、美容保健、減肥功能、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)血糖、改善腸胃功能、抑美容保健、減肥功能、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)血糖、改善腸胃功能、抑制腫瘤、改善記憶等方面的添加劑。制腫瘤、改善記憶等方面的添加劑。精細(xì)化學(xué)品的分類精細(xì)化學(xué)品可以分為三大類，即精細(xì)有機(jī)化學(xué)品、精細(xì)無機(jī)化學(xué)品及精細(xì)生物制品。日本把精細(xì)化學(xué)品分為51個類別。 中國把精細(xì)化工產(chǎn)品分為11個產(chǎn)品類別：農(nóng)藥、染料、涂料（包括油漆和油墨）、顏料、試劑和高純物、信息化學(xué)品（包括感光材料、磁性材

12、料等能接受電磁波的化學(xué)品）、食品和飼料添加劑、粘合劑、催化劑和各種助劑、化工系統(tǒng)生產(chǎn)的化學(xué)藥品（原料藥）和日用化學(xué)品、高分子聚合物中的功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。 對于那些尚未形成產(chǎn)業(yè)的精細(xì)化工門類稱為新領(lǐng)域精細(xì)化工。它們是水處理化學(xué)品、造紙化學(xué)品、皮革化學(xué)品、電子化學(xué)品、氣霧劑等。 精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵 精細(xì)化工工藝學(xué)是指從初級原料、次級精細(xì)化工工藝學(xué)是指從初級原料、次級原料到精細(xì)化工產(chǎn)品的加工方法和過程。其原料到精細(xì)化工產(chǎn)品的加工方法和過程。其方法和過程可以采用化學(xué)反應(yīng)，也可采用復(fù)方法和過程可以采用化學(xué)反應(yīng)，也可采用復(fù)配技術(shù)，但這些方法和過程應(yīng)該是技術(shù)上可

13、配技術(shù)，但這些方法和過程應(yīng)該是技術(shù)上可行的、工藝上先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)上合理的、環(huán)保行的、工藝上先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)上合理的、環(huán)保上允許的。上允許的。 精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵化工生產(chǎn)過程主要由生產(chǎn)準(zhǔn)備過程、化學(xué)反應(yīng)過程、產(chǎn)品后處理過程所組成。除這三個主要過程外，還包括分離與回收、檢驗(yàn)、計(jì)量、包裝、儲運(yùn)等過程。對于精細(xì)化工的生產(chǎn)，有時還包括精制加工和商品化部分。從生產(chǎn)的管理上，需要注意生產(chǎn)操作人員、機(jī)械設(shè)備、各種原輔料、生產(chǎn)工藝及法規(guī)及生產(chǎn)環(huán)境。 精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵各個生產(chǎn)單元按照一定的目的要求，有機(jī)地組合在一起，形成一個完整的生產(chǎn)工藝過程，并用圖形描繪出來，即是工藝流程

14、圖。屬于工藝流程圖性質(zhì)的圖樣有若干種，它們都用來表達(dá)工藝生產(chǎn)過程。在工藝學(xué)上常用的有方塊流程圖、裝備流程圖、帶控制點(diǎn)工藝流程圖等。 工藝流程設(shè)計(jì)圍繞工藝流程的四個重要部分：其他相關(guān)措施及設(shè)計(jì)精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵1 1、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程、生產(chǎn)準(zhǔn)備過程精細(xì)化工生產(chǎn)的原料主要是各種有機(jī)化合物。根據(jù)生產(chǎn)目的的不同，原料要求等級也不盡一致?？刂谱≡系膩碓?、產(chǎn)地、純度等，是保障生產(chǎn)順利進(jìn)行的首要條件。 如：實(shí)驗(yàn)室用試劑 、工業(yè)級的化工原料 原料預(yù)處理：預(yù)熱（冷）汽化干燥粉碎篩分提純精制混合配制壓縮等 精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵2 2、化學(xué)反應(yīng)過程鑒于精細(xì)化學(xué)品的特點(diǎn)，精細(xì)化

15、學(xué)品的生產(chǎn)方式是多種多樣的。以合成為主的精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)，需要明確采用何種合成路線，即選用什么原料，經(jīng)由哪幾步單元反應(yīng)來制備目的產(chǎn)物。 反應(yīng)過程中涉及的問題： (1)操作方式（連續(xù)、間歇） (2)能量供給、移出方式 (3)催化反應(yīng)反應(yīng)過程中涉及的問題： 轉(zhuǎn)化率XA選擇性S理論收率YP重量收率YW精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵精細(xì)化工工藝學(xué)的內(nèi)涵3 3、產(chǎn)品后處理過程經(jīng)反應(yīng)得到的物料，多數(shù)情況下不是單純的產(chǎn)物，而是含有部分原料、催化劑殘?jiān)⒎磻?yīng)介質(zhì)（水或有機(jī)溶劑）等的混合物。因此必須將產(chǎn)物與反應(yīng)物、反應(yīng)介質(zhì)等進(jìn)行分離。分離方法與反應(yīng)所得到物料的形態(tài)有關(guān)。 產(chǎn)物后處理：產(chǎn)物處理（分離凈化）產(chǎn)品處理（作為下一工序原料、篩選、包裝、灌裝、計(jì)量、貯存、輸送等 ）未反應(yīng)物循環(huán)利用（返回反應(yīng)過程或加工成副產(chǎn)物）副產(chǎn)物處理（設(shè)計(jì)制備、包裝、貯運(yùn)等）三廢處理：三廢：u廢氣u廢液u廢渣所含有害物質(zhì)在排放前應(yīng)該達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；盡量綜合利用，變廢為寶；污染問題不解決，不允許投產(chǎn)。 相關(guān)政策法規(guī)精細(xì)化工的發(fā)展方向精細(xì)化工的發(fā)展方向綠色精細(xì)化工綠色精細(xì)化工指的是對環(huán)境無公害的低污染或者無污染精細(xì)化學(xué)品工業(yè)，故又可以稱為清潔精細(xì)化工或環(huán)境友好精細(xì)化工。 精細(xì)化工的發(fā)展方向精細(xì)化工的發(fā)展方向綠色精細(xì)化工是指在生產(chǎn)過程中，或產(chǎn)品