精细化工工艺(1绪论)

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近年来,国内许多专家考虑到国外对精细化工产品 的分类情况,将精细化工产品分为18类: 类 1、医药和兽药 2、试剂和高纯物 3、粘合剂 4、 涂料 剂 剂 5、染料和颜料 6、表面活性剂和合成洗涤 8、香料 14、 17、 11、食品和饲料添加 13、造纸用化学品 16、催化剂 7、塑料和合成橡胶及橡胶用助剂 10、农药 12、石油用化学品
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德国精细化工发展的历史较长,基础也较好。该国为了发 挥自己在精细化工方面的技术优势,为了保持在国际市场上 的优势地位和获得更高的附加价值及利润,近年来也在大力 调整化工产品的结构,将发展重点转向精细化工,且其精细 化率已超过53%。
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美国尽管有丰富的天然气和石油资源,且受能源危机的冲击 不大,但在70年代就开始重视精细化工的技术开发,许多化工 公司纷纷调整化工产品结构,加快精细化的步伐。 例如Du Pont公司为了发展精细化工,关闭了在国外的纤维 企业,购买了Conoco Chemicals公司,并决定重点发展精细化 工。 Dow chemica1s公司也决定把发展重点转向精细化工,并准备 在较短时间内将精细化工的比重提高到50%以上。 其他如Monsamo公司和UCC公司,亦在加快精细化工的发展。 美国精细化工的年平均增长速度达到12%,大大超过化学工业 的平均增长速度,其精细化率达到50%以上
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6)综合生产流程和多功能生产装量 ) 由于精细化工产品系多品种、小批量,又经常更换和更新 品种,故要求工厂必须具有随市场需求调整生产的高度灵活 性,在生产上需采用多品种综合的生产流程和多用途、多功 能的生产装置,以便取得较大的经济效益。同时由此对生产 管理及工程技术人员和工人的素质提出了更严格的要求。
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4)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,开发功能性新品种,尤其注重开发结构粘合剂、鞋用 粘合剂 。 (2)努力加快精细化学品新领域的开发 ) 精细化学品的新领域包括: 功能高分子材料、电子材料、精细陶瓷、生化制品等 (3)优先发展高新技术领域的关键技术 ) 在今后的几十年,世界的科技开发工作的重点是:生命 科学、材料科学、宇航科学、能源科学、环境科学。 为了适应上述新材料的发展,精细化学品的优先发展的 领域包括:
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1.1 精细化工产品的范畴和分类
日本首先把精细化工明确地列入化学工业的一个产 业部门,独立出版年鉴、期刊。20世纪80年底(1983 年)又建立了精细化学品产业协会。 精细化工产品的分类原则 : 以产品本身具有的特定功能划分。 以产品本身具有的特定功能划分。 1.日本对精细化工产品的分类: 1.日本对精细化工产品的分类: 日本对精细化工产品的分类 1981年日本在《精细化工产品年鉴》分为34类 1983年又改为28类 1984年又扩大为35类 1985年又发展至51类
1)精细化工与工农业、国防、人民生活、尖端科学技术 )精细化工与工农业、国防、人民生活、 都有极为密切关系。 都有极为密切关系 近30年来,由于石油化工能够提供更好品质、更廉价 格的原料和中间体,从而促进了精细化工的发展,在此基 础上,逐步形成了精细化工的门类和体系 。
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2)精细化工在国民经济中的重要地位日益突出,精细化工的产值 )精细化工在国民经济中的重要地位日益突出, 在化工总产值中所占的比例越来越大
9、感光材料
功能高分子材料 生化酶
15、化妆品
18、无机精细化学品
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1.2 精细化学品的特点 特定功能、小批量、多品种、技术密集度高、 特定功能、小批量、多品种、技术密集度高、 大量采用复配技术、附加值高。 大量采用复配技术、附加值高。
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1.2.1 具有特定功能
1)应用的对象比较狭窄、专用性强、通用性弱、多 数产品的特定功能是与消费者直接相关。 2)某些精细化工产品的特定功能是针对特定消费者 而专门设计的。 3)特定功能表现为精细化工产品用量小而效益显著。
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1.2.3 技术密集度高
1)研究开发投资高 ) 由于技术开发的成功率低,时间长,造成研究开发投资较高。 2)精细化工生产过程的工艺流程长、单元反应多、原料复杂、 )精细化工生产过程的工艺流程长、单元反应多、原料复杂、 中间过程控制要求严格。 中间过程控制要求严格。 3)情报密集、信息快 )情报密集、 以适应市场的需要和占领市场.同时也反映在精细化工生 产中 技术保密性与专利垄断性强,竞争剧烈
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(3) 一些资源缺乏的工业发达国家,由于二次能源危机的冲击, 不得不改变化工产品的结构,将其战略重点由石油化工转向省 资源、省能源、附加价值高和技术密集的精细化工,以便用技 术优势弥补资源劣势; (4) 一些工业发达国家的石油化工已经发展到由量到质的转变 阶段,目前其通用产品的量已能基本满足需要,故要求进一步 开发新产品,开拓新的市场,转向发展功能性材料、特种材料 和专用商品; (5) 由于新技术的挑战,例如新材料、生物工程、新功能元件 等是新一代产业的基础技术,它与精细化工有着非常密切的关 系,故要求精细化工迅速发展。
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英、法等国也都在进行化工产品结构的调整,也将战略重 点转向精细化工,精细化率也在加快。前苏联虽未将化学工 业的重点转向精细化工,但也在加快精细化工的发展。
上述情况,说明世界工业发达国家都在加快精细化工的发 展,在调整化工产品的结构,并将化学工业的战略重点转向 精细化工
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1.3.1 发展趋势
《精细化工工艺学》 精细化工工艺学》
Process in Fine Chemical Egineering
李胜方 化学与材料工程学院 2009.9.1
主要参考书目
1 精细化学品化学(修订版),程铸生主编, 华东理工大学出版社,1996 2 精细化工新编,吕少仿等编著,湖北科学 技术出版社,2003 3 精细化工概论,石油化工出版社,1993
50.8
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60%
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/
35.5
378 40.5
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36.9 44.
/
36.8
/
~40
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1.3.2 发展重点领域
(1)尽快完善传统精细化学品的更新换代 ) 1)化学农药工业重点是发展高效、安全、经济的新产品。 2)染料工业重点是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。 3)涂料工业的发展以满足建筑、汽车、电器、交通(船舶、 路标)、家具等行业需要的高档涂料为主,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,主要 有水性涂料,高固体分散涂料、粉末涂料、光固化涂料等。
表:日本、美国、德国、中国精细化工产值占化学工业产值的比例 日本、美国、德国、 年份/ 国家 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1980 ~ 1990 55~ 58 50 ~53 28% 2000
日本 美国 德国 中国
44.1
44.4
45.3
47.9
51.5
49.9
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1985年日本的精细化工门类: 年日本的精细化工门类: 年日本的精细化工门类
1、 医药 4 、 染料 7、 油墨 10、 香料 13、表面活性剂 16、塑料稳定剂 19、塑料增塑剂 22、橡胶添加剂 25、润滑油添加剂 25 28、混凝土添加剂 31、工业杀菌防酶剂 34、造纸用化学品 37、油田用化学品 40、碳黑 43、稀有金属 46、储氢合金 49、酶 2、饲料添加剂 5、颜料 8、成像材料 11、化妆品 14、合成洗涤剂 17、试剂 20、塑料稳定剂 23、燃料添加剂 26、保健食品 26 29、水处理剂 32、金属表面处理剂 35、纤维用防酶剂 38、汽车用化学品 41、脂肪酸及衍生物 44、精细陶瓷 47、非金属合金 50、生物技术 3、农药 6、涂料 9、电机与电子材料 12、肥皂 15、催化剂 18、胶粘剂 21、其它塑料添加剂 24、润滑剂 27、食品添加剂 27 30、高分子絮凝剂 33、芳香除臭剂 36、皮革用化学品 39、溶剂与中间体 42、稀有气体 45、无机纤维 48、火药与推进剂 51、功能高分子
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1)高效催化技术 ) 高效催化技术的重点是:促进石油化工发展的膜催化剂、 稀土配位催化剂、沸石择型催化剂、固体超强酸催化剂等 2)生物工程技术 ) 生物工程是在工业条件下,通过活细胞内的各种酶的催化 生物工程 作用,实现多种生物化学反应。目前,已知的反应有水解、 氨解、醇解、脱氢、烃基化、酰基化、醇醛缩合、氧化、还 原反应等。精细化工可能是优先采用生物酶技术和发酵技术 进行工业化生产的领域
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7)商品性强 )
由于精细化学品商品繁多,用户对商品选择性很高,商 品性很强,市场竞争剧烈,因而应用技术和技术的应用服 务是组织生产的两个重要环节,在技术开发的同时,积极 开发应用技术和开展技术服务工作,以增强竞争机制,开 拓市场,提高信誉。
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1.3 精细化工的发展趋势和发展重点
工业发达国家相继将化学工业发展的战略重点转向精细化 工,故加快发展精细化工己成为世界性的趋势。其原因 原因是: 原因 (1) 科学技术和工农业各部门的发展,以及人们生活水平的提 高,迫切要求加快精细化工的发展,以提供各种性能优异、用 途广泛的精细化学品; (2)一些工业发达国家的石油化工已发展到相当规模,并具有 技术优势,能为精细化工的发展提供充足的原料、中间体和技 术条件;
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(4)大量采用复配技术 )大量采用复配 由于精细化工产品应用对象的特殊性,单一化合物难于满 足要求,因此,配方的研究成为决定性的因素,也是精细化 工产品的另一特点。 (5)附加值高 ) 附加价值是指产品的产值扣去原材料、税金、设备和厂房 拆旧费后剩余部分的价值。 附加值=产值 (原材料+ 动力费+ 附加值 产值-(原材料 税+动力费 折旧费) 产值 动力费 折旧费)
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1.2.2 小批量、多品种 小批量、
精细化工产品都具有特定的功能,应用范围比较狭窄决定了 其用量不会很大。 精细化工产品本身用量相对说不是很大,从几百千克到几吨, 上千吨的也有。 由于产品必须具有特定功能,故而它又是多品种的。随着精 细化学品的应用领域不断扩大和商品的更新换代,专用品种和 定制品种越来越多。不断地开发新品种和提高开发新品种的能 力是精细化工发展水平的一个重要标志
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第一章 绪论
精细化工产品又名精细化学品 (fine chemicals)
化 学 工 业 产 品
通用化学产品(包括石油化工产品、煤化学产品) (general chemicals) 大宗化学品(三大合成材料、化肥等) (heavy chemicals) 精细化学品(医药、化学试剂、日用化学品)
精细化学工业: 精细化学工业: 精细化学工业 (Fine chemicals industry),简称精细化工 ——生产精细化学品的工业的通称。 精细化学品的含义: 精细化学品的含义: (日本教科书解释): 凡具有特定功能、研究开发、制造及应用技术密集度高,配方 技术能左右产品的性能、附加值高、收益大 、小批量、多品种的 化学产品,称为精细化学品。 (中国定义): 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、高纯度的化学品则称为精细化学品
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日本早在1968年就提出发展精细化工; 年就提出发展精细化工; 日本早在 年就提出发展精细化工 1975年日本通产省指出,日本化学工业应向精细化工方向发展; 1977年提出,日本的化学工业,重要的是加强精细化学品的国际 竞争力。 80年代以来,日本采取了一系列的措施促进精细化工的发展,从 而使精细化工获得了较快的发展.其精细化率(精细化工在整个化学 工业中所占的比重)已从1979年的40%上升到50%以上。 l 987年日本某些精细化工产品的年平均增长率为:感光材料12%; 医药9.1%;有机化工产品 5.8%;石油芳香烃与煤焦油产品6.4%; 塑料 6.4%
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2.中国对精细化工产品的分类: 中国对精细化工产品的分类: 中国对精细化工产品的分类
我国暂分为11类 (据原化学工业部1986年3月6日颁发的 《精细化工产品分类暂行规定》): 1. 农药、2. 染料、3. 涂料(含油漆和油墨)、4. 颜料、5. 2. 3. ( ) 4. 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. 催化利和各种助剂、10. 化工系统生 产的化学药品(原料药)和日用化学品、11. 功能高分子 材料
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