1精细化学品工艺学 绪论
精细有机化学品的合成与工艺学
精细有机化学品的合成与工艺学第一章绪论1.1 精细化工的范畴生产精细化学品的工业,通称精细化学工业,简称精细化工。
所谓精细化学品,一般指的是批量小、纯度或质量要求高,而且利润高的化学品。
最早的精细化工行业,例如染料、医药、肥皂、油漆、农药等行业,在19世纪前就已出现。
随着科学技术的不断发展,一些新兴的精细化工行业正在不断出现。
例如,到1981年列入日本《精细化工年鉴》的精细化工行业共有34个即医药、兽药、农药、染料、涂料、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀土金属化合物、电子材料、精密陶瓷、功能树脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。
由此可见,精细化工的范畴相当广泛。
1.2 精细化工的特点精细化学品在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能和专用性质。
精细化学品的全生产过程除了化学合成(包括前处理和后处理)以外,还涉及到剂型(制剂)和商品化(标准化)两部分。
这就导致精细化工必然要具备以下特点:(1)高技术密集度因为精细化工涉及到各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的等多方面的要求和考虑。
(2)多品种例如,根据《染料索引》(Colour Index)1976年第三版的统计,共包括不同化学结构的染料品种5232入其中已公布化学结构的1536个。
主要国家经常生产的染料品在2000个以上。
(3)综合生产流程和多用途、多功能生产设备由于精细化工品种多、批量小,并经常更换和更新品种,为了取得高经济效益,目前许多工厂已采用上述措施。
(4)商品性强,市场竞争激烈。
(5)新品种开发成功率低、时间长、费用高。
(6)技术垄断性强、销售利润高、附加价值高。
1.3 精细化工在国民经济中的作用精细化工是国民经济中不可缺少的一个组成部分。
精细有机化学品的合成与工艺学
精细有机化学品的合成与工艺学第一章绪论1.1 精细化工的范畴生产精细化学品的工业,通称精细化学工业,简称精细化工。
所谓精细化学品,一般指的是批量小、纯度或质量要求高,而且利润高的化学品。
最早的精细化工行业,例如染料、医药、肥皂、油漆、农药等行业,在19世纪前就已出现。
随着科学技术的不断发展,一些新兴的精细化工行业正在不断出现。
例如,到1981年列入日本《精细化工年鉴》的精细化工行业共有34个即医药、兽药、农药、染料、涂料、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀土金属化合物、电子材料、精密陶瓷、功能树脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。
由此可见,精细化工的范畴相当广泛。
1.2 精细化工的特点精细化学品在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能和专用性质。
精细化学品的全生产过程除了化学合成(包括前处理和后处理)以外,还涉及到剂型(制剂)和商品化(标准化)两部分。
这就导致精细化工必然要具备以下特点:(1)高技术密集度因为精细化工涉及到各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的等多方面的要求和考虑。
(2)多品种例如,根据《染料索引》(Colour Index)1976年第三版的统计,共包括不同化学结构的染料品种5232入其中已公布化学结构的1536个。
主要国家经常生产的染料品在2000个以上。
(3)综合生产流程和多用途、多功能生产设备由于精细化工品种多、批量小,并经常更换和更新品种,为了取得高经济效益,目前许多工厂已采用上述措施。
(4)商品性强,市场竞争激烈。
(5)新品种开发成功率低、时间长、费用高。
(6)技术垄断性强、销售利润高、附加价值高。
1.3 精细化工在国民经济中的作用精细化工是国民经济中不可缺少的一个组成部分。
精细有机化学品合成与工艺学
精细有机化学品的合成与工艺学第一章绪论1.1 精细化工的范畴生产精细化学品的工业,通称精细化学工业,简称精细化工。
所谓精细化学品,一般指的是批量小、纯度或质量要求高,而且利润高的化学品。
最早的精细化工行业,例如染料、医药、肥皂、油漆、农药等行业,在19世纪前就已出现。
随着科学技术的不断发展,一些新兴的精细化工行业正在不断出现。
例如,到1981年列入日本《精细化工年鉴》的精细化工行业共有34个即医药、兽药、农药、染料、涂料、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀土金属化合物、电子材料、精密陶瓷、功能树脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。
由此可见,精细化工的范畴相当广泛。
1.2 精细化工的特点精细化学品在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能和专用性质。
精细化学品的全生产过程除了化学合成(包括前处理和后处理)以外,还涉及到剂型(制剂)和商品化(标准化)两部分。
这就导致精细化工必然要具备以下特点:(1)高技术密集度因为精细化工涉及到各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的等多方面的要求和考虑。
(2)多品种例如,根据《染料索引》(Colour Index)1976年第三版的统计,共包括不同化学结构的染料品种5232入其中已公布化学结构的1536个。
主要国家经常生产的染料品在2000个以上。
(3)综合生产流程和多用途、多功能生产设备由于精细化工品种多、批量小,并经常更换和更新品种,为了取得高经济效益,目前许多工厂已采用上述措施。
(4)商品性强,市场竞争激烈。
(5)新品种开发成功率低、时间长、费用高。
(6)技术垄断性强、销售利润高、附加价值高。
1.3 精细化工在国民经济中的作用精细化工是国民经济中不可缺少的一个组成部分。
精细化工工艺学 第1章绪论讲解
水处理剂等。
高
投 资
通用化学品(Commodity Chemicals): • 特点:非差别性、量大; • 定义:指从价廉,易得的天然资源开始,经一次或
数次化学加工而制成的最基本的化工原料。
拟通用化学品(Pseudo-commodity Chemicals) • 定义:也称半(或准)通用化学品 • 特点:差别性、量大,如炭黑、火药、合成纤维等。
6 第9、10章
胶黏剂
8
其他
总计
内容 涂料 香料提取 化妆品
学时 6 4 4 2
40
选用教材
马榴强主编. 精细化工工艺学. 北京:化学 工业出版社,2008.
主要参考书
1. 宋启煌主编. 精细化工工艺学. 第2版. 北京: 化学工业出版社,2004.
2. 李和平主编. 精细化工工艺学. 第2版. 北京: 科学出版社,2007.
第1章 绪 论
为什么要学习这门课?
1.1 精细化工和精细化学品
化学品 (Chemicals)
大宗化学品
精细化学品
(Fine chemicals)
通用化学品
(Heavy chemicals)
Chemicals: Dr. C.H.Cline
Chemicals
Differentiated products(差别性)
是以高新技术为依托。环保意识的提高,提出了
可持续发展的思路:精细化学品必须朝着“绿色”
方向发展。
发展特点
肥皂 油漆 药物 农药
随着时代的发展而发展 向大宗化学品发展,或者走向衰亡 技术密集和高附加值也非一成不变
精细化率
精细化工产品的总值 化工产品的总值
100%
精细化工工艺学-1绪论
1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪基)3-喹啉羧酸
专用化学品 ---- 功能型产品,强调产品的功能性,按 功能来销售。 如 农药乳化剂;乳胶漆、阻燃剂FR-88、汽车蜡
各种品配涂料
各种品牌车蜡
精细化学品
(fine chemicals)
专用化学品
(specialty chemicals)
汽巴-嘉基公司
瑞士的汽巴-嘉基公 司是世界上著名的农药、 医药、染料、添加剂、 化妆品、洗涤剂、宇航 用胶粘剂等的生产企业, 是世界上唯一全部外购 原材料发展精细化工的 大企业。1994年,其营 业额为161亿美元,其精 细化工率占世界首位, 高达80%以上。
发展现状---市场份额
发达国家全球精细化工市场的份额
巴斯夫公司、赫斯特公司和拜尔公司
巴斯夫公司、赫斯特公司和 拜尔公司是德国化工企业的三大 支柱。重点开发保健医药用品、 农用化学品、电子化学品、医疗 诊断用品、信息影像用品、宇航 用化学品和新材料等高新领域, 大大提高了精细化工产品的科技 含量和经济效益。拜尔公司1994 年营业额为267亿美元。它们都 非常重视开发高新技术,拜尔公 司至1995年底已获得15.5万件专 利,产品2.4万个,它在医药中 的主导产品阿司匹林已有百年的 历史。
发展现状---市场份额
美国、西欧和日本主要精细与专 用化学品市场规模(万美元)
技术密集度高--研发费高、周期长、成功率低
成功率: 60年代
最近统计
3000:1
30000:1
1961~1970年 开发成功19个新品种 1971~1979年 开发周期: 60年代 4个新品种 3年左右
最近统计 >10年
精细化工工艺学
三、转化率
反应掉的 A 量占通入反应器 A 量的百分数。 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; 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。 yp=转化为目的产物 的原料 A 量/通入的原料 A 量 转化率、选择性、收率之间的关系: 收率=转化率×选择性. 六、质量收率 yw= 所得目的产物的质量/通入某反应物的质量 ; 七、 单程转化率和总转化率对有循环物料的反应系统, 单程转化率指原料一次通过反应器时 的转化率;总转化率指原料经过整个系统的转化率。 2.3 化学反应器 一、间歇操作和连续操作 间歇操作是将反应物料一次加入反应器中, 经一定时间完成特定的反应后, 将产物从反 应器中取出。 连续操作是将各种反应物按一定比例和恒定的速度连续加入反应器中, 同时以恒定的速 度连续排出反应产物。
化:
2、脂肪酸中和:RCOOH+NaOH ——>
RCOONa+H2O 肥皂作为洗涤剂的特点:无毒、安全有效;缺点(1)在冷水中溶解度差,在酸性介质中会 生成不溶性的脂肪酸; (2)不耐硬水,在硬水中会形成不溶性的金属皂,如: RCOOCa 、 R CH 2 CH CH 2 R CH 2 CH CH 2 CH CO H O CH CH 2 CH CH O RCOOMg,它们无去污能力,且会沉积在衣服上使衣服变黄 . R CH 2 CH==C H 2 + CO CO CO CO CH CO O 二、多羧酸皂 OH OH
三、其它羧酸皂(1、松香皂 2、N-酰基氨基羧酸盐 3、聚醚羧酸盐) 3.2.2 硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 高级醇及其它含 的化合物均可硫酸化生成硫酸酯盐。 含双键的烯烃也可硫酸化生成 H 2 S O -OH N aO H 4 R O S O 3H R OH R O S O 3N a 硫酸酯盐,经中和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂性剂概述; 一.表面活性 1.界面与表面的概念 界面:物质相与相的分界面。 在各相间存在:气-液、气-固、液-液、液-固和固-固 五种界面。* 表面:当组成界面的两相中有一相为气相时,称为表面。 2.表面张力:在两相(特别是气-液)界面上,处处存在着一种张力,它垂直与表面的边界, 指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力,用 g 表示, 单位是 N·m-1。 3.表面活性: 如果 a 物质能降低 b 物质的表面张力,通常可以说 a 物质(溶质)对 b 物质(溶 剂)有表面活性 二.表面活性剂 1.概念:加入溶剂中可使溶剂的表面张力大大降低并可明显改变体系的表面状态的物质。 2.表面活性剂的结构特征:结构特征:双亲媒性(两亲结构)—部分是由疏水亲油的碳氢链 组成的非极性基团, 另一部分为亲水疏油的极性基。 这两部分分别处于表面活性剂分子的两 端。为不对称的分子结构。 表面活性剂的基本性质: (1)表面定向:表面活性剂溶液较稀时,其分子在溶液表面形成定向排列。 (2)形成胶束:随表面活性剂浓度逐渐提高,溶液表面形成了单分子膜,溶液中开始形成 胶束。 (3)临界胶束浓度:指表面活性剂形成胶束的最低浓度。 (4)多功能性:具有发泡、消泡、乳化、润湿、去污等功能 表面活性剂分类:1、离子型表面活性剂(阴离子型:主要有四大类(羧酸盐型 、硫酸酯盐 型、磺酸盐型、磷酸酯盐型 ) ;阳离子型(胺盐型 季铵盐型) ;两性离子型(氨基酸型、 甜菜碱型 ) )2、非离子型表面活性剂(聚氧乙烯型:RO(CH2CH2O)nH 多元醇型) 。 三、表面活性剂的物化性质
精细化工工艺学绪论
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
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1/100001/30000。
1.3 精细化工的特点: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
(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
(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,
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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。
精细有机合成化学及工艺学
+ 2 NaOH
Cl
SO3Na
ONa + Na2SO3 + H2O
NO2
NO2
Na2SO3
NO2
NO2
芳环上其他取代基对反应的影响
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,130℃ H2O,H
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,100℃ H2O,H
OH
NO2
O2N
OH NO2
Cl
NO2
O2N
Na2CO2,H2O,温热
异构产物生成比率(%)
邻位
间位
对位
13
0.6
86
氯苯
35
0.94
64
溴苯
43
0.9
56
碘苯
45
1.3
54
邻/对
0.15 0.55 0.77 0.83
4.新取代基的空间效应
如表1 中,甲苯的C-烷基化中的叔丁基化,几乎没有邻位取代, 主要生成对位产物。
5.反应条件的影响
(1)温度的影响
CH3 34%
5.碱类
6.有机金属化合物中的烷基:RMgX RC CM 等
2.自由基试剂:含有未成对单电子的自由基或是在一定条件下可产生
自由基的化合物。
2.2亲电取代反应
通式:
R H+ Z
R Z + H+
或R H+ Z
Y
R Z +Y H
1.芳香族π配合物与σ配合物
CF3
CF3
CF3
+ HNO2F
BF3
[
-100℃
钝化。
(3)取代基具有负的诱导效应,且同苯环相连的原子没 有共用电子对,如
第一章绪论精细化学品
第一章绪论1.1精细化学品定义精细化学品的解释,国际上有三种说法:1974年,美国学者克林(C.H.Kline)提出:先根据“质”对化学品进行分类:无差别化学品:具有固定熔点或沸点,能以分子式或结构式表示的称为无差别化学品,不具备上述条件的为差别化学品。
再以“量”继续划分:通用化工产品:大量生产的无差别化学品,如酸碱,盐,甲醇,乙醇等,准通用化学品:较大量生产的差别化学品,如塑料,合成纤维,合成橡胶精细化学品:小量生产的无差别化学品,如原料医药,原料农药专用化学品:小量生产的差别化学品。
医药制剂,商品染料日本的释义是具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、多品种、小批量生产的化学品。
即把克林教授释义的精细化学品和专用化学品统称为精细化学品。
中国原则上采用日本对精细化学品的释义。
较为公认的定义: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制取的具有特定功能、特定用途、小批量生产的系列产品,称为精细化学品,有时也称为专用化学品。
研究精细化学品的组成、结构、性质、变化、制备及应用的科学称为精细化学品化学。
1.2精细化学品的分类关于精细化学品的分类,每个国家根据自身的生产体制而略有不同。
欧美将专用化学品按其使用性能分为三大类:准商用化学品;多功能、多用途化学品;最终用途化学品或直接上市化学品。
“联合国经济合作及发展组织”将专用化学品细分为47大类。
日本《化学工业统计月报》和《工业统计表》,1993年将精细化学品分为32类。
中国原化学工业部1986年3月6日颁布了《关于精细化工产品分类的暂行规定和有关事项的通知》规定中国精细化学品包括11个产品类别,每一门类又分为许多小类。
1.3精细化工和化学品的特点1多品种、小批量每种精细化学品都有其一定的应用范围,具有特定使用功能,所以必然有多品种的特点。
另外精细化学品一般都有一定的寿命,所以需要不断开发新品种。
国外表面活性剂的品种就有5000多种,不同化学结构的染料品种有5000种以上,法国的发用化妆品就有2000多种牌号。
精细化工工艺学-第一章 绪论及精细化工工艺学基础及技术开发-2基础及技术开发 提升班28
2 精细化工工艺学基础及技术开发一精细化工的生产特性特定功能、专用性质精细化学品小批量、多品种两个基本特性精细化学品生产过程化学合成、剂型加工、商品化(标准化)1——综合性表现1、品种多除了通用型精细化学品外,专用品种和定制品种愈来愈多。
1975年6月30日前,在德国登记的药品有25026种,此外还有牙科专用药、治疗水剂、消毒液、强壮剂3000种。
原药与制剂的品种比为1:10。
目前,仅日本就有4000多种表面活性剂。
由表面活性剂加工而成的清洗剂品种就更多,如美国日用清洗剂商品牌号就有5000种以上。
22、生产装置和生产流程多样精细化学品品种多、产量小,反映在生产上就是要经常更新和更换品种。
要考虑采用多功能的生产装置和多品种的综合生产流程。
由此来降低成本,增加效益。
33、技术密集度高4其次,新产品新技术开发的成功几率低、时间长、费用高是精细化学品生产技术密集度高的另一个因素。
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。
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,如美国1947~1961年15年间,开发医药新品种641个,而1961~1976年15年间仅开发新品种247个:农药1951~1960年10年间共出现新品种18个,1961~1970年10年间出现19个,1971~1979年9年间只出现4个。
1964年,一个新农药的开发时间只需3年、270万美元;到1975年就需用8年、1300万美元。
又如染料新品种的开发,成功率约为1/6000~1/8000。
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。
其结果必然导致产品技术垄断性强,销售利润率高。
54、商品性强精细化学品商品繁多,巳由通用型向专用型发展,商品性强,用户对商品选择性很高,市场竞争十分激烈。
精细化工概论第1章 绪论
◆ 国家的战略目标 资源节约型社会 环境友好型社会
◆《国家中长期科学和技术发展规划纲要》
重点领域及优先主题: 重点发展精细化工 科学前沿:新物质创造与转化的化学过程
发展精细化工符合国家的重大战略目标
三、传统精细化学品
医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香 精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性 剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、 催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮 革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加 剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及 炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金 属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学 品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、 功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。
四、高新精细化学品
纳米技术与精细化工的结合
纳米日用化工
粘合剂和密封胶
纳米聚合物
涂料
催化剂
贮氢材料
高效助燃剂
现代生物化工与精细化工的结合 (1) 维生素
(2) 生物农药
(3)生物表面活性剂
精细化工新技术
新催化技术
新分离技术
复配增效技术
超细粉体技术
21世纪化学热点(补充材料)
1 物质的微观、介观和宏观的组成,结构与性能研究
生物化工
工业催化
精细化学品
精细化工 精细化学品制备技术
精细化学品:
研究对象:更侧重“产品”或曰产品的功用性理论基础, 主要是以应用为目标的化学基本理论。
精细化学品这个名词,沿用已久,原指产量小、纯 度高、价格贵的化工产品,如医药、染料、涂料等。
但是,这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。
(最新整理)精细化学品化学绪论(第一章)
相转移催化技术是20世纪60年代末发展起来的新技术, 具有反应条件缓和、操作简便、反应时间短、产品收率高、 产品纯度高等突出优点,在化学工业中引起了普遍的重视, 其应用范围日益扩大。
2021/7/26
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1.相转移催化原理
2021/7/26
27
2.相转移催化剂 (1)季鎓盐类相转移催化剂 (2)聚醚类相转移催化剂
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)
2021/7/26
3
通用化学品:产量大,无差别。三酸、二碱、 盐、乙醇、丙酮等
准(半、拟)通用化学品:产量大,有差别。 如塑料、合成纤维、合成橡胶 (一般)精细化学品:产量小,无差别。原 料医药、原料农药、原料染料等
专用化学品:产量小,有差别。医药制剂、
等特点。(包括三酸、二碱、三大合成材料塑料、
合成橡胶和合成纤维 )。
2021/7/26
2
§1-1 精细化学品的范围
2、精细化学产品(Fine Chemicals ): 能增进或赋予一种(类)产品以特定功能,或本
身具有特定功能的小批量、高纯度和高利润的化 学品。
对基本化学工业生产的初级或次级化学品进 行深入加工而取得的具有特定功能、特定用途、 小批量的系列产品
2021/7/26
32
电解有机合成的优点
■在许多场合具有高选择性和特异性 ■不需要使用价格较贵的氧化剂或还原剂 ■反应可在温和的条件下进行 ■节能 ■可以是无公害的清洁反应
(最新整理)精细化学品化学绪论(第一章)
2021/7/26
1
第一章 绪论
§1-1 精细化学品的范围
一、化工产品按用途分类
精细化工工艺学 第一章 绪论
其结果必然导致技术垄断性强、销售利润率高。
商品性强、市场竞争激烈
精细化学品种类繁多,商品性很强,用户对 商品的选择性很高,市场竞争非常激烈,因而 应用技术和技术服务是组织精细化工生产的两 个重要环节。国外所有精细化工企业极其重视 技术开发、技术应用、技术服务这些环节间的 协调,反映在人员配备比例上,技术开发、生 产经营(不包括工人)和产品销售(包括技术 服务)大体为2:1:3。 国外精细化工的研究开发费用:各种技术费 用占销售额8~10%,其中研究开发费30~40%, 应用开发费15~20%,市场开发及技术服务费 30~40%,工程技术服务费10~20%。可见市场开 发及技术服务占了很大比例。
1.1.4 Characteristic of fine chemical industry
(l)多品种小批量 (2)综合生产流程和多功能生产装置 (3)高技术密集度 (4)商品性强 、市场竞争激烈 (5)新产品开发周期长,费用高
(6)产品附加值高
产品附加值:产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的 折旧费后剩余部分的价值,包括:利润、工人 的工资、动力消耗以及技术开发等费用。
反映:劳动力、技术利用情况以及利润是否高。
投资效率:(%)=(附加值/固定资产)×100% 基于以上特点精细化工一般适合乡镇企业生产。
据报导,投入石油化工原料50亿美元,产出脂肪烃、
芳烃等初级化学品仅为100亿美元;二次加工成烯烃、 乙二醇、对苯二甲酸和苯胺等有机中间体,则可产 出200亿美元;若再进一步加工成塑料、纤维和橡胶 等三大合成材料,其产出将上升到400亿美元;最后
制成农药配剂、医药品、纺织品、印刷品以及汽车
材料等精细化工产品,其总产出可达5300亿美元, 高出初级制品53倍,为投入的100多倍。可见,初级
精细化学品化学 绪论
6
1.医药和兽药
10.试剂和高纯物
2.农药
11.食品和饲料
3.黏合剂
12.石油化学品
4.涂料
13.造纸用化学品
5.染料和颜料
14.功能高分子材料
6.表面活性剂和合成洗涤剂油墨 15.化妆品
学
品 分 类
b. 以配方技术为主要手段,配方技术能左右最 终使用功能的化学品。
如涂料、化妆品、香料、黏合剂等。
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1.2 精细化学品的特点
精细化学品生产过程
化学合成
复配增效
商品化
剂型加工
1. 小批量、多品种、大量采用复配技术
原因
a. 大多数精细化学品的产量较小,商品竞争性强,更新 换代快。
b. 精细化学品应用领域的不断扩大和商品的创新,不断 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。
日本:把凡具有专门功能、研究开发、制造及应用技术密 集度高,配方技术左右着产品性能,附加价值高,收益大, 批量小,多品种的化工产品称为精细化学品。
3
美国C.H.Kline博士对化工产品的划分:
(1) 通用化学品(大宗化学品) 定义: 从廉价、易得的天然资源(如煤、石油、天然气和农副 产品等)开始,经一次或数次化学加工制成的最基本的 化工原料。通常以其主要的化学成分名称来命名。如乙 烯,氯乙烯,乙醇,乙烷等。
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事例
(1)合成洗涤剂从1985年到1995年的10年里,世界产 量由100.4万吨增长到221.8万吨,到2004年以年平均8% 的速度增长。
第一章绪论_精细化工工艺学
第一章绪论1.1 精细化工的定义精细化工: 是精细化学工业的简称,是生产精细化学品的工业。
(Fine Chemical Industry)精细化工产品又名精细化学品( Fine chemicals)是化学工业用来与通用化工产品或大宗化学品(Heavy chemicals)相区分的一个专用术语.精细化学品与专用化学品的区别见教材p1:六点区别1.2 精细化工产品的范畴和分类1984年由日本提出了35 类产品,1985年日本出版的《精细化工年鉴》共包括了51个门类。
我国对精细化工产品的开发很重视。
1986 年首先由化工部提出了一种暂行分类方法,包括11 类产品:农药、染料、涂料(包括油漆及油墨)、颜料、试剂和高纯物、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)、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工系统生产的药品(原药)和日用化学品、功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。
1.3 精细化工的特点①多品种、小批量;1975年德国保健药品种25026种毫克1976年染料索引品种5232 3-5%食品添加剂品种5000 ppm级法国化妆品发用牌号2000个②技术密集度高;综合性能要求高:应用性能,经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验;要具有全面的应用技术,为用户提供技术服务;环保性。
开发成功率低:美国和德国的医药成功率为万分之一,日本为一万到三万分之一,美国1947-1962年开发新药641个,1962-1976年247个;时间长、费用高:1964年农药开发三年/个270万美元1975年八年/个1300万美元更新快:产品更新、设备更新、工艺更新③综合生产流程和多功能生产装置: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(或从天然物质中分离、提取),而且还包括剂型加工和商品化,由两个部分组成。
其中化学合成过程,多从基本化工原料出发,制成中间体,再制成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。
精细有机合成化学与工艺学课件第1章绪论
关系
精细有机合成工艺学与工程学是相互关联的学科,工程学为 精细有机合成工艺学的实际应用提供了技术支持和实现手段 ,而精细有机合成工艺学的研究成果又可以为工程学提供理 论指导和技术支持。
应用
在实际生产中,精细有机合成工艺学的理论指导和技术支持 可以帮助工程师设计出更加高效、环保、经济的生产工艺流 程,提高产品的质量和产量,降低生产成本。
下章预告
• 探讨不同类型催化反应的原理、特点和实例。
下章预告
关键点
1
2
掌握催化反应的基本原理和在精细有机合成中的 应用。
3
学习不同类型的催化反应,了解其在实际生产中 的应用。
下章预告
01
学习建议
02
提前预习相关催化反应的合成中的应用。
03
THANKS
工艺学研究内容与方法
研究内容
精细有机合成工艺学的研究内容包括反应机理、催化剂设计、反应条件优化、分 离纯化技术、生产工艺流程设计等。
研究方法
精细有机合成工艺学的研究方法主要包括实验研究、计算机模拟和数学模型等, 通过这些方法可以深入了解反应机理、预测反应结果、优化生产工艺参数等。
工艺学与工程学的关系
应用领域
精细有机合成化学的应用领域非常广泛。例如,在制 药领域,通过精细有机合成可以制备各种药物,治疗 疾病;在农业领域,可以合成高效低毒的农药,提高 农作物产量;在材料领域,可以合成高性能的聚合物 、液晶材料等;在能源领域,可以合成燃料添加剂、 电池材料等。此外,精细有机合成化学还在环保、食 品、化妆品等领域得到广泛应用。
技术更新换代
随着科技的不断进步,精细有机合成化学与工艺学需要不 断更新技术和设备,以适应新的市场需求和技术发展趋势。
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化学合成
筛选化合物
制剂加工
商品化(或复配)
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
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 涂料270
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。
第一章绪论 主要内容
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1/100001/30000。
1.3 精细化工的特点: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
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。
1.1 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
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: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,采用批量生产,装置通用性强。
1.1 精细化工的定义
基本(天然)原料初Fra bibliotek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,精细化工全称为 精细化学工程(fine chemical engineering) ,属化学工程学科范畴
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”
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
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
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;
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
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:
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。
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
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: ①通用化学品或大宗化学品(heavy
chemicals) ②精细化学品(fine chemicals) 或专用化学品(speciality chemicals) 或商品化学品(commodity chemicals)
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。
1.2 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)催化剂 2)印染助剂 3)塑料助剂 4)橡胶助剂 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
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、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)。
(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
(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,
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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。
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。
1.3 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
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。
1.2 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。