030130精细化工工艺学 - 19
《精细化工工艺学》课程教学大纲
《精细化工工艺学》课程教学大纲Curriculum Outline of Fine Chemicals Technology课程编号：适用专业：应用化学总学时数：48 学分：2.5编制单位(或执笔者)：化学工程学院（应用化学教研室）编制时间：2014年5月14日一、课程的地位、性质和任务《精细化工工艺学》是高等院校应用化学专业开设的一门重要的专业领域必修课，本课程的任务是在已学过一些先行课（如物理化学、有机化学、化工原理、精细有机合成）的基础上，系统学习精细化工产品的定义、分类方法、工艺学基础和主要领域系列产品的基本原理、性能特点、应用范围、发展动向，以及某些有代表性的产品名称、化学结构、功能作用、生产配方、生产工艺以及应用技术，为学生将来宽口径就业和从事精细化工生产和科学研究奠定较扎实的基础。
二、本课程与其他专业课程的关系（本课程学习所必备的知识）在学习本课程之前，必须学习《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《化工原理》、《精细有机合成》、《高分子化学与物理》中关于无机物、有机物、高分子化合物、有机合成单元反应以及热力学、动力学有关知识。
三、教学内容、学时安排和基本要求第一章绪论（2学时）1.基本内容：（1）精细化工的定义；（2）精细化工的范畴和分类；（3）精细化工的特点：多品种、小批量；技术密集度高；综合生产流程和多功能生产装置；大量采用复配技术；投资少、附加价值高、利润大；（4）发展精细化工的战略意义；（5）精细化工发展的重点和动向内容包括传统大宗精细化学品的更新换代、加快精细化学品新领域的开发、优先发展的关键技术；（6）本课程的性质与基本内容。
2.基本要求：(1) 明确精细化工的定义，了解精细化工的范畴和分类；(2) 掌握精细化工的特点；(3) 了解精细化工在国民经济中的作用和精细化工产品的发展趋势和重点。
3.重点、难点：重点是精细化工的定义和特点，难点是精细化工的范畴和分类。
4.说明：(1) 以讲授为主；(2）课后自学精细化工在国民经济中的作用和精细化工产品的发展趋势和重点；(3) 作业：1题精细化工的定义和特点第二章精细化工工艺学基础及技术开发（4学时）1.基本内容：(1) 精细化工的生产特性；(2) 精细化工工艺学基础包括概述、化学计量学、配方研究的重要性、化工产品的经济核算；(3) 精细化工产品的配方设计原理。
《精细化工工艺学》教学大纲
《精细化工工艺学》教学大纲一、课程说明1.课程的性质与内容本课程是一门精细化工技术专业课。
主要内容：简洁的有关精细化工工艺计算；各工艺的工艺流程设计技术，相关的环境污染及防治。
精细化工工艺专题主要含有表面活性剂；合成材料助剂；食品添加剂……等十大专题内容。
2.课程的任务和要求课程任务：为学生学习相关的精细化工专业技术学问和今后进行专业技术革新打好专业基础。
课程要求：使学生初步驾驭精细化工过程中的基础概念；简洁的工艺计算；精细化学品的生产原理、运用要求，设计原则及工艺原理流程。
3.教学中应留意的问题教学中应留意理论联系生产实际，突出应用，使学生尽量能够敏捷应用所学的学问。
本课程涉及面广，教学中要结合专业、工艺特点。
多举一些生活、应用中的实际事例结合相关的实物、教具和电化教学手段提高教学效果。
三、教学内容、要求及建议第一章绪论教学内容1.1精细化工的定义1.2精细化工的范畴和分类1.3精细化工的特点1.4精细化工的发展重点和动向教学要求：1.明确本课程的性质、任务和学习内容2.驾驭精细化学品、精细化工的概念，精细化工特点，精细化工范畴和分类教学建议：引言要激励学生学习好本课程，从精细化工的定义和特点入手，同时肯定要强调工艺原理流程的重要性，为后续课程章节进行铺垫。
其次章精细化工工艺学基础及技术开发教学内容：2.1精细化工的生产特性2.2精细化工工艺学基础2.3精细化工的技术开发教学要求：1.熟识精细化工工艺生产流程2.驾驭精细化工工艺学基础相关的计算及概念3.熟识配方设计原理4.了解精细化工技术开发与市场的关系第三章表面活性剂教学内容：3.1概述3.2阴离子表面活性剂3.3阳离子表面活性剂3.4两性离子表面活性剂3.5非离子表面活性剂教学要求 :1.熟识表面活性剂的有关概念；分类；性质2.驾驭柳酸酯盐型阴离子表面活性剂反应原理及雾化法连续硫酸化原理流程3.驾驭硫酸盐型阴离子表面活性剂（烷基苯环磺酸盐）生产工艺路途，磺化反应的基本规律，主要反应方程和反应等4．驾驭硫氯化法；水光磺氯化法等支取磺酸盐的工艺原理流程5.熟识 TO 反应器制取磺酸或硫酸化产物的相应设备和流程6.了解泵式发烟硫酸磺化工艺流程7.了解其他表面活性剂性能、制取原理教学建议：从本章节起先内容的好用性与生产实际的结合方面加强，教学一般按下列程序进行。
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
《精细化工产品学与工艺学》教学大纲
《精细化工产品学与工艺学》教案大纲课程编号：总学时：（理论教案）学分：基本面向：生物工程、制药工程、化学工程与工艺专业所属单位：化工系一、本课程的目的、性质及任务本课程属工程学科，是化工类及相近专业的选修课。
精细化工产品学与工艺是化学工程与工艺专业的必修课程。
现代化工发展的主流是精细化工（精细化学品生产工业的简称），所以要求同学基本掌握精细化工的范畴、特点、发展方向，了解精细化学品的种类。
特别是对染料、表面活性剂等具体的化学品的结构和性质、制备和工艺、用途和环境问题都有较详细的认识。
课程同时要求同学了解现代精细化工领域中所采用的新技术。
通过本课程的学习，使学生掌握精细化工的范畴与特点、精细化工工艺学基础，了解表面活性剂、香料与香精、胶粘剂与涂料等精细化学品的分类、特点及合成等，为学生毕业后从事精细化工产品的生产和新品种的开发奠定必要的理论和技术基础。
二、本课程的基本要求（一）要求对各精细化工产品均进行基本讲解；（二）对部分精细化工产品的生产工艺作简单介绍。
三、本课程与其它课程的关系先修课程：高等数学、有机化学、分析化学等，达到教案大纲要求。
四、本课程的教案内容第一章绪论【教案要求】、了解精细化学品产品的特点；精细化工产品的发展趋势；、掌握精细化工产品的分类。
【教案内容】、精细化学品产品的特点；、掌握精细化工产品的分类。
第二章精细化工工艺学基础【教案要求】、了解精细有机合成技术；、掌握化学计量学与配方设计。
【教案内容】（一）化学计量学（二）精细化工产品的配方设计原理（三）相转移催化技术（四）电解精细有机合成技术（五）精细化工生产中的关键技术和新技术第三章表面活性剂【教案要求】、了解药物的基本性质；、理解药物的作用理论，药物结构与生物活性的关系；、熟悉抗生素类药物用中间体、解热镇痛药用中间体、心血管系统药物用中间体、抗癌用医药中间体。
【教案内容】（一）结构与分类（二）表面活性剂的亲油基原料（三）阴离子表面活性剂第四章医药中间体【教案要求】、了解药物的基本性质；、理解药物的作用理论，药物结构与生物活性的关系；、熟悉抗生素类药物用中间体、解热镇痛药用中间体、心血管系统药物用中间体、抗癌用医药中间体。
《精细化工工艺学》课件
应急处理与事故预防
应急预案
制定针对不同类型事故的应急预案，确保在 紧急情况下能够迅速、有效地应对。
事故预防措施
通过技术改进、安全培训和定期检查等手段 ，预防事故的发生。
CHAPTER
06
精细化工新产品开发与技术进 展
新产品开发的过程与策略
市场需求调研
通过市场调查和数据分析，了解消费者需求和行 业趋势，为新产品开发提供方向。
化和自动化。
国内外精细化工行业的比较与借鉴
国际精细化工行业的发展现状与趋势
01
了解国际精细化工行业的最新发展动态和趋势，包括新产品开
发、技术进步和市场拓展等。
国内精细化工行业的现状与挑战
02
分析国内精细化工行业的发展现状和存在的问题，探讨行业发
展的机遇和挑战。
国内外精细化工行业的比较与借鉴
03
通过比较国内外精细化工行业的差异和特点，借鉴国际先进经
煤
煤是另一种重要的化石燃料，通过不同的 处理方法可以得到酚类、吡啶类等含氧化 合物。
产品的种类与应用
表面活性剂
如肥皂、洗涤剂、化妆品等， 用于清洁、美容、工业等领域 。
药物与农药
如抗生素、杀虫剂等，用于医 疗、农业等领域。
高分子材料
如合成纤维、合成橡胶等，广 泛应用于纺织、交通、建筑等 领域。
香料与染料
04
绿色化学技术
利用绿色化学原理和技术，减 少或消除对人类健康和环境的 负面影响，实现可持续发展。
生物技术
利用生物工程和酶催化等技术 ，开发高效、环保的化工生产
工艺。
纳米技术
利用纳米材料和纳米技术，提 高产品的性能和附加值，拓展
精细化学品的应用领域。
精细化工工艺学
2018/10/5
§1－2 精细化工产品的特性 一、研发特性 1、知识高度密集 高知识密集度＋低资本密集度＝经济效益
项 目 行 业 机械加工 化工 知识 密集度 100 248 资本 密集度 化学工业的0.3~0.5 化肥工业的0.2~0.3
医药
340
石化工业的0.1
2、研发难度大
因功能性、安全性要求以及市场竞
1、投资效率高（但成功率低）； 2、利润率高（20％以上）。
2018/10/5
13
§1－3 精细化工在国民经济中的地位
1、农业 ——农药、兽药、饲料添加剂、微 肥、生长调节剂等； 2、生物技术 ——30％的精细化工产品由生 物化学技术生产； 3、信息技术——分子电路、电子化学品等； 4、能源技术——太阳能储存等； 5、航天技术——C纤维、胶粘剂等。
二、生产特性
1、综合流程和多功能装置 特点：因流程长、产量小、变化大，故以 多功能、综合化为主调； 设计方案多采用以反应和单元操作 相组合的理念来设计生产装置。如，日本的 “万能锅”等柔性装置。 2、制剂加工技术 提高产品的应用性能。
3、采用复配技术 即配方技术。可提高产品的功能 性，降低成本，增加品种。该技术 是关键技术，也是专利保护对象。 4、商品标准化技术 如GB、QB等。
§1－5 本课程性质和基本内容
性质：专业课； 内容：精细化工概况、技术范畴、重 要系列产品、合成原理、生产工艺、 性能应用、发展趋势。
2018/10/5
17
思考题：
1、精细化学品的研发特性？ 2、根据本课程知识范畴，结合就业意 向，谈谈你应具备何种素质？
2018/10/5
18
2
无机精细化学品与材料
精细化工工艺学
精细化工产品又称精细化学品，是化学工业中用来与通用化工产品或大宗化学品相区分的一个专用术语。
前者是指一些具有特定性能的、合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小而产值高的产品。
较多人公认的一种定义：是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的、特定用途、小批量生产的系列产品，称为精细化学品。
精细化工的特点：多品种、小批量；技术密集度高；综合生产流程和多功能生产装置；大量采用复配技术；投资少、附加价值高、利润大；科学发展、安全发展。
表面活性剂定义：表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。
作用：表面活性剂达到一定浓度后可缔合形成胶团，从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。
特点：1、双亲媒性分子中应同时有亲油的C-H键和亲水性的官能团。
2、溶解度至少应溶于液相中的某一相3、界面吸附在界面上的浓度要大于在溶液整体中的浓度4、界面定性在界面上会定向排列成分子层5、生成胶束浓度达到一定时，会聚集而生成胶束6、多功能性表面活性剂的分类：通常按离子类型分类：在水中能电离而生成离子的叫离子表面活性剂；不能电离的叫非离子表面活性剂。
按分子结构中亲水基团的带电性分为阴离子、阳离子、非离子和两性表面活性剂四大类: 阴离子表面活性剂：羧酸盐型、硫酸酯型、磺酸酯型、磷酸酯盐型阳离子表面活性剂：脂肪胺盐、季铵盐型两性表面活性剂：羧酸盐型、硫酸酯盐型、磺酸盐型、磷酸酯盐型非离子表面活性剂：聚氧乙烯型、多元醇型、烷基醇酰胺型、聚醚型配方分析的自己看看实验思考题：如雪花膏、冷霜等。
由于较多，有时间的话可以看ppt 第2,3章的相关内容。
这块得靠自己了。
临界胶束浓度：表面活性剂开始形成胶束的浓度为临界胶束浓度，简称CMC。
亲水亲油平衡值：表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值，就称为亲水亲油平衡值，简称HLB值。
《精细化工工艺学》课件
这是一门关于精细化工工艺的课程，让我们一起探索这个引人入胜的领域。
导论
精细化工工艺学是一门研究将原始材料转化为有价值产品的学科。通过本课程，您将学习关于设计、优 化和实施精细化工工艺的基本原理和技术。
精细化工工艺概述
化工厂设计
反应容器
了解精细化工厂的设计原则和 流程，以及常见的设备和工艺。
精细化工工艺的应用领域
精细化工工艺在众多行业中都有重要应用，包括制药、化妆品、农业、能源和材料等领域。
精细化工工艺的关键要素
1 原材料选择
2 过程控制
选择适合特定工艺的原材料是实现高质量 产品的关键。
优化过程参数和控制策略，以确保工艺稳 定和产品一致性。
3 安全与环保
4 质量管理
采取措施保证工作环境安全，减少废物产 生并最大限度降低对环境的影响。
介绍各种反应容器的类型和用 途，以及常用的控制策略。
实验室技术
探索实验室中常用的技术和仪 器，以及精细化工工艺实验的 重要性。
常见的精细化工工艺
蒸馏
学习蒸馏过程的原理、类型和应用，并了解如何优化和控制蒸馏系统。
结晶
探索结晶过程中的晶体生长机理和操作条件，以及在制药和化妆品行业中的应用。
萃取
了解不同类型的萃取技术，包括溶剂萃取、超临界流体萃取等，并研究其在生物燃料和食品 加工等领域的应用。
建立质量管理系统，以确保产品符合规格 要求并满足客户需求。
精细化工工艺的挑战与解决方案
1
挑战Leabharlann 处理复杂的反应条件和多组分混合，以及处理废物和副产物的问题。
2
解决方案
采用模拟、优化和先进的控制策略，以提高效率和降低成本。
精细化工工艺学
精细化工工艺学
《精细化工工艺学》是一门涉及化学、化工、材料等多个学科领域的交叉学科，主要研究精细化学品的合成、分离、纯化、改性、应用等方面的理论和技术。
该学科的研究对象包括各类精细化学品，如染料、颜料、香料、表面活性剂、助剂、催化剂、医药中间体、农药中间体、功能高分子材料等。
通过对这些精细化学品的合成、改性和应用等方面的研究，可以开发出具有高附加值、高技术含量、高经济效益的新产品，满足人们日益增长的生活和工业需求。
在学习《精细化工工艺学》的过程中，学生将学习到各种精细化学品的合成方法、分离纯化技术、结构与性能关系、应用领域等方面的知识。
同时，还将了解到该领域的最新研究进展和发展趋势，掌握相关的实验技能和研究方法。
该学科的学习对于从事精细化工相关领域的研究和开发工作具有重要意义，也为学生进一步深造和从事相关工作打下坚实的基础。
通过学习《精细化工工艺学》，学生将具备扎实的理论基础和实践能力，能够在精细化工领域中发挥自己的专业技能，为社会和经济的发展做出贡献。
精细化工工艺学
表面活性剂应用领域
01
洗涤剂
表面活性剂是洗涤剂的主要成分，用于去除衣物、餐 具等表面的污垢。
02
乳化剂
在食品、化妆品等领域中，表面活性剂作为乳化剂可 稳定乳液体系，防止油水分离。
03
分散剂
在涂料、染料等领域中，表面活性剂作为分散剂可提 高颜料或染料的分散性，防止其团聚。
04
增溶剂
在药物制剂等领域中，表面活性剂作为增溶剂可提高 难溶性药物的溶解度，增加其生物利用度。
02
应用领域广泛，渗透到国民经济和人民生活的各个领域。
03
精细化工发展趋势
精细化工特点及发展趋势
01
02
03
04
绿色化
随着环保意识的提高，精细化 工将更加注重绿色生产，减少 环境污染；
高性能化
产品性能将不断提高，满足高 端市场需求；
智能化
借助人工智能、大数据等技术 手段，实现精细化工生产过程 的智能化管理和优化；
将物质分子转化为带电粒子，并利用电场和磁场 的作用，按照质荷比进行分离和检测的方法。质 谱法具有高灵敏度、高分辨率等优点，可用于复 杂样品的定性和定量分析。
核磁共振法
利用物质在强磁场作用下的核磁共振现象，对物 质分子结构进行解析的方法。核磁共振法具有非 破坏性、高分辨率等优点，可用于复杂有机物的 结构分析。
将废弃物转化为有价值的资源，如回收金属、生产肥料和燃料等。
06
现代分析测试技术在精细化工中应用
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术是指利用先进的仪器和方法，对物质的成分、 结构、性质等进行定性和定量分析的技术。
随着科技的不断发展，现代分析测试技术不断更新和完善，为精 细化工领域提供了强有力的支持。
《精细化工工艺学》教学大纲
《精细化工工艺学》教学大纲FineChemica1Techno1ogy一、课程基本信息学时：40学分：2.5考核方式：考试与平时成绩相结合；平时成绩占总成绩的30%中文简介：本课程为化学工程与工艺方向专业选修课程，是一门内容丰富、实用性很强的一门课程，本课程结合精细化工发展的重点及本学科的主要研究方向，内容主要涉及表面活性剂、食品添加剂、香料、化妆品、涂料、胶粘剂、合成材料助剂等各类精细化学品的定义、分类、相关应用知识要点、作用机理、生产原理、化学反应机理、生产原理流程或配方及相应设备要求等。
在课程讲授上结合精细化工品的合成实例，重点讲述它们的合成原理、原料消耗、工艺过程，主要操作技术和产品的性能用途等，为学生毕业后从事精细化工产品的生产和新品种的开发奠定必要的理论和技术基础；对学生精细化工工艺学知识的掌握，及研究开发能力等综合素质的提高均有重要的作用。
二、教学目的与要求通过本课程的学习，要求学生掌握和了解精细化工发展的重点及本学科的主要研究方向和内容，在很大程度上能打下精细化工工艺学的深厚基础和良好的基本功训练，拓宽学生的知识面和增强其独立思考问题的能力。
为学生从事精细化工的各种民用和工业用产品开发和新应用领域拓展等工作奠定基础，培养学生查阅与精细化学品领域相关文献的能力，为从事该领域的科学研究工作打下基础。
三、教学方法与手段1.突出重点，以课堂讲授为主，以精细化工基础理论与化学工程高新技术的紧密结合为主线，对课程中的重点着重讲解。
2.精讲多练，把现代教育多媒体技术运用到授课过程中，通过增加精细化工研究的新概念、新理论、新技术、新工艺、突出教材内容现代化3.在教学过程中注意理论联系实际，注重各类精细化工产品的共性与个性、点和面的结合和体现、多学科知识的交叉和渗透。
把教师讲授与课堂讨论相结合,通过实例提高学生分析问题解决问题的能力。
四、教学内容及目标五、推荐教材和教学参考资源1推荐教材李和平主编.《精细化工工艺学》（第三版）.北京：科学出版社，20142.教学参考资源1.李和平主编.《现代精细化工生产工艺流程图解》.北京：化学工业出版社，20142.宋启煌.精细化工工艺学.第二版北京：化学工业出版社教材出版中心，2013年3.《合成材料助剂手册》编写组.合成材料助剂手册.第一版，北京：化学工业出版社，1985年4.杨葵华主编.《精细化工品制备与分析》.化学工业出版社，2015。
《精细化工装备》课程
《精细化工工艺学》教案课程代码：课程名称：精细化工工艺学/ Fine Chemistry Technology学时/学分：48学时/3学分先修课程：有机化学、高分子化学、高分子物理、物理化学、化工原理专业：应用化学开课部门：化学与生命科学学院班级：本课程的授课对象是应用化学专业的本科学生。
精细化工工艺课程是工科高等学校应用化学（日用化工）专业的一门专业课程。
精细化工工艺学是指从初级原料到精细化工产品的加工方法和过程。
其方法和过程可以采用化学反应，也可采用复配技术。
本课程重点讲述食品添加剂、胶粘剂、涂料、油墨、部分日化产品等的原料、合成原理、工艺过程、主要操作技术和产品的性能、用途等。
为学生毕业后从事精细化工产品的生产和新品种的开发奠定必要的理论和技术基础。
第一章绪论（2学时）教学内容1.1 精细化工的分类和特点1.2 精细化学品在国民经济中的作用和发展趋势1.3 精细化工工艺学的内涵1.4 精细化工工艺学基础教学要求：了解本课程研究的对象、内容及其在培养材料专业工程技术人才中的地位、作用；了解精细化工的形成与发展。
掌握精细化工定义、分类与特点。
重点：精细化工分类、特点及精细化工工艺学的内涵。
《精细化工工艺学》教案第一章绪论第二章合成材料助剂（8学时）2.1 概论2.2 增塑剂2.3 阻燃剂2.4 抗氧剂2.5 热稳定剂2.6 发泡剂2.7 抗静电剂2.8 其它合成材料加工助剂教学要求：了解合成材料助剂的主要品种及应用特点。
重点：增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、发泡剂的主要品种及应用特点。
《精细化工工艺学》教案第二章合成材料助剂教学内容及参考学时（3）第3章食品添加剂（10学时）教学内容3.1 分类3.2 食品添加剂的一般要求与安全使用3.3 防腐剂3.4 抗氧化剂3.5 乳化剂和增稠剂3.6 调味剂和香味剂3.7 香精和香料3.8 食用色素3.9 营养强化剂3.10 其它食品添加剂3.11 保健食品及功能食品教学要求：了解食品添加剂的主要品种及使用特点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《精细化工工艺学》课程综合复习资料一、问答题1. 衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志是什么？2. 天然气按组成的不同可以分为哪几种？3. 煤化工的发展经历了那几个阶段？4. 精细有机合成反应的反应试剂分为哪几种？5. 影响芳香族亲电取代定位规律的主要因素中最重要的因素是什么？6. 均相配位催化剂的基本组成有哪几部分？7. 工业上最常用、最重要的硝化方法是什么方法？8. 溶剂的极性对亲核取代反应机理和反应速度都有很大影响，对S N1反应来说，选择哪种类型的溶剂有利？9. 有机化工产品按其所起作用和相互关系，大体上可分为哪几类？10. 化学工业精细化率（精细化工率）的标志性意义是什么？11. 什么样的烃类适合亲电取代反应？12. 自由基的产生方法有哪几种？13. 能够供给或接受一对电子以形成共价键的试剂是什么试剂？14. 溶剂和溶质之间的相互作用力有哪些？15. 常用于鉴别各种溶剂的离子化能力和离解能力的溶质是什么？16. 芳环上取代卤化的反应历程是什么？17. 精细有机合成的初始原料有哪些？18. 合成气的生产方法有哪些？19. 萘的一取代时主要发生在什么位置？20. 在消除反应和取代反应之间，哪种物质的存在有利于消除不利于取代？21. 制备氟化物最常用的方法是哪种？22. 过渡金属及其配合物起催化作用的主要原因是过渡金属及其配合物存在什么轨道？23. E2和S N2的历程很相似，区别主要是什么？24. 最重要的亲核加成是什么基团的亲核加成？25. 相转移催化剂的类型主要有哪些？26. 脂烃及芳环侧链的取代卤化的反应历程是什么？27. 卤化氢对双键的加成卤化有哪几种反应历程？28. 烷烃置换磺化的磺化剂是什么？29. 目前十二烷基苯磺酸的生产多采用哪种工艺？二、基本概念1. 自由基试剂的定义是什么？2. 反应选择性的定义是什么？3. 反混作用的定义是什么？4. 氢化（加氢）反应的定义是什么？5. 相比（酸油比）的定义是什么？6. 相转移催化反应的定义是什么？7. 原子经济性反应的含义是什么？8. 什么叫精细化工产品（或精细化学品）？9. 离子化溶剂的定义是什么？10. 合成气的定义是什么？11. 何谓基本有机原料？12. 离解性溶剂的定义是什么？三、简答题1. 亲核试剂引入芳香环时一般采用亲核置换反应，为什么？2. 列举一均相配位催化剂化学组成例子，并说明其中各部分的名称及主要作用：3. 正十二醇制正十二烷基溴时，加入四丁基溴化铵起何作用？为什么？4. 精细化工的特点有哪些？5. 影响芳香族亲电取代定位规律的主要因素有哪些？其中最重要的是什么？6. 相转移催化反应的特点是什么？相转移催化的应用范围是什么？7. 精细化工在国民经济中的作用有哪些？8. Houghes-Ingold规则的局限性的原因是什么？9. S N2型反应的重要标志是什么？E2历程和S N2历程的区别主要是什么？10. Houghes-Ingold规则是什么？四、反应题1.2.3.4.5.6.五、计算题1. 用氯气对苯进行氯化制氯苯，副产物为二氯苯。
反应为连续操作，未反应的苯经分离后循环使用。
反应器入口处苯进料800 Kg/h （其中60％为循环苯，且循环苯中不含其它组分），分离后产品氯苯产量450Kg/h （经分析其中含氯苯95m ％，二氯苯3.27m ％，苯1.73 m ％）。
计算：苯的单程转化率、总转化率，生成氯苯的选择性及生成氯苯的质量收率和总收率。
2. 乙烷裂解生产乙烯过程反应为：C 2H 6 → C 2H4 + H 2已知：原料乙烷的进料量为1000kg/h ，反应掉乙烷量为600 kg/h ，得乙烯340 kg/h ，未反应的乙烷循环回反应器继续裂解。
求反应过程中乙烷的单程转化率、总转化率、乙烯的选择性、乙烯的质量收率和总收率。
反应器分离器苯循环苯产品氯气3. 苯酚氯化生产对氯苯酚过程反应为：OHOH+Cl2Cl已知：原料苯酚的进料量为1500 kg/h，反应掉苯酚量为900 kg/h ，得对氯苯酚510 kg/h ，未反应的苯酚全部循环回反应器继续反应。
求反应过程中苯酚的单程转化率、总转化率、对氯苯酚的选择性、质量收率和总收率。
4. 甲苯一硝化时采用的混酸组成%（质量）为：H2SO4=54，HNO3=30，H2O=16，设硝酸比为Φ=1.0，计算1.5kmol甲苯硝化时所需要的混酸量；需要的纯硫酸量；废酸含水量；废酸计算浓度F.N.A；硫酸脱水值 D.V.S.。
综合复习资料参考答案一、问答题1. 精细化率（精细化工率）的高低2. 干气、湿气或富气、贫气3. 煤焦油、乙炔及合成气化工三个阶段4. 极性试剂，自由基试剂5. 已有取代基的极性效应6. 过渡金属原子和配位体两部分7. 非均相混酸硝化8. 在质子传递溶剂中反应有利。
9. 基本有机原料；有机中间体；有机化工产品。
10. 是衡量一个国家或地区化学工业发达程度和化工科技水平高低的重要标志。
11. 芳香族烃类适合亲电取代反应。
12. 热离解法、光离解法和电子转移法。
13. 极性试剂14．库仑力、范德华力、专一性力15. 三苯基氯甲烷16. 亲电取代反应17. 煤、石油、天然气和农副产品。
18. 蒸汽转化法，部分氧化法。
19. α位20. 强碱21. 氟离子的亲核置换22. 空d轨道23. 在于E2历程中碱性试剂进攻β-氢原子，而S N2历程中反应发生在α-碳原子上。
24. 碳氧双键（羰基）。
25. 季铵盐和叔胺型、聚醚型26. 自由基反应27. 亲电加成和自由基加成。
28. 亚硫酸盐29. 三氧化硫磺化二、基本概念1. 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称自由基试剂。
2. 某一反应物转变成目的产物理论消耗的摩尔数占该反应物在反应中实际消耗掉的总摩尔数的百分数。
3. 连续反应过程中，反应产物不能及时离开反应器，又返回到反应区域促进连串反应的现象。
4. 是指氢分子加成到烯基、炔基、羰基、氰基、芳环类等不饱和基团上使之成为饱和键的反应。
它是π键断裂与氢加成的反应。
5. 混酸与被硝化物的质量比。
6. 两种处在不同相态间的反应物（互不相溶的两相）通过加入少量第三种物质后，可以使反应物在相间发生转换，从而使反应加速。
这类反应就称为“相转移催化”反应。
7. 在反应中应该使原料中每一个原子都结合到目标分子即所需产物中，不需要用保护基团或离去基团，因而不会有副产物或废物生成。
最充分、最彻底地利用原料。
8. 凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身具有特定功能的小批量或高纯度化学品”。
有时也称作专用化学品。
9. 有强的EPD性质或EPA性质、能使离子原离子化成离子对的溶剂。
10. 合成气是不同比例的一氧化碳和氢气的混合气。
11. 所谓基本有机原料，指的是从石油、天然气或煤等天然资源经过一次或次数较少的化学加工而制得的结构比较简单的有机物。
12. 具有高的介电常数、能够使离子对离解为独立离子的溶剂。
三、简答题1. 答：因为在芳环上引入某些基团如-OH、-OR、-OAr、-NH2、-NHR、-NRR’、-NHAr、-CN 和-SH等采用环上H的亲核取代相当困难。
但是采用亲电取代可以在苯环上引入磺基、硝基、亚硝基、卤基、烷基、酰基、羧甲基和偶氮基等。
引入这些基团后，由于这些基团的吸电子作用使与之相连的C原子上的电子云密度比其它C原子降低得更多，因此该位置易发生亲核置换反应。
2. 答：基本组成：中心金属原子和配位体。
两个部分的作用：对均相配位催化剂来说，参加化学反应的主要是过渡金属原子（活性组分），配位体大多并不参加反应，主要是起调整催化剂活性、选择性和稳定性的作用。
例：Rh(CO)(H)(PPh3)3中心金属原子（过渡金属）Rh配位体：CO、H、PPh33. 答：加入四丁基溴化铵起相转移催化剂的作用。
因为正十二醇与溴化氢水溶液不互溶，反应速度慢，加入相转移催化剂四丁基溴化铵可以将溴负离子Br- 与(C4H9)4N+ 形成离子对(C4H9)4N+.Br- 转移到有机相，加速反应，缩短反应时间。
4. 答：①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大量应用复配技术⑤新产品开发周期长，费用高⑥商品性强、市场竞争激烈5. 答：主要因素有：已有取代基的性质，包括极性效应和空间效应两个方面；亲电试剂的性质也包括极性效应和空间效应两个方面；反应条件：主要－温度、催化剂和溶剂。
上述因素中，最重要的是已有取代基的极性效应。
6. 答：特点：操作简便、反应条件缓和、反应时间缩短、产品质量和收率高等。
应用范围：主要用于亲核取代和亲电取代。
7. 答：1)、直接用作最终产品或它的主要成分；2)、增加或赋予各种材料以特性；3)、增进和保障农、林、牧、渔业的丰产丰收；4)、丰富人民生活；5)、促进技术进步；6)、高经济效益。
8. 答：①从过渡状态理论来说，静电效应主要考虑活化焓△H＃的变化，而活化熵△S＃的变化则忽略不计；②静电效应没有考虑溶剂的类型(质子型和非质子型)、溶剂的EPD、EPA、以及溶剂化能力或配位能力等专一性溶剂化作用对反应速度的影响。
9. 答：在反应中发生构型逆转是S N2型反应的重要标志。
E2历程和S N2历程很相似。
主要区别在于E2历程中碱性试剂进攻β-氢原子，而S N2历程中反应发生在α-碳原子上。
10. 答：通过形成过渡态时电荷密度的变化来判断溶剂极性对反应速度的影响。
从起始反应物变为活化配合物时：①若电荷密度增加，则增加溶剂极性使反应速度加快；②若电荷密度降低，则增加溶剂极性使反应速度减慢；③若电荷密度变化很小或不变化，则溶剂极性的变化对反应速度影响极小。
四、反应题1.2.3.4.5.6.五、计算题1. 解：进料：新鲜苯：(780/78)×40％＝4Kmol/h ; 循环苯：(780/78)×60％＝6Kmol/h 。
产品中：氯苯：(450/112.5)×95％＝3.8Kmol/h ;未反应苯：450×1.73%/78＝0.0998Kmol/h 。
则：单程转化率：(4+6－6.0998)/10＝39％；总转化率：(4－0.0998)/4＝97.5％生成氯苯的选择性：3.8/(4－0.0998)＝97.44％生成氯苯的总收率：(3.8/4)×100％＝95％质量收率= 450×95%/780×100%=54.81%2. 解：某一反应物在反应器中的转化量（1）单程转化率= ×100%反应器入口该反应物的总量600= ×100%=60%1000某一反应物在反应器中的转化量（2）总转化率= ×100%新鲜原料中该反应物的量600= ×100%=100%600实际所得目的产物的摩尔数（3）选择性= ×100% 按某反应物的转化总量计算应得目的产物的理论摩尔数340/28= ×100%=60.7%600/30实际所得目的产物的质量（4）质量收率= ×100%某输入反应物的质量340= ×100%=34%1000转化为目的产物的某反应物的量（5）总收率= ×100%新鲜原料中该反应物的量340×30/28= ×100%=60.71%600或总收率=总转化率×选择性=100%×60.7%=60.7%3. 解：某一反应物在反应器中的转化量（1）单程转化率= ×100%反应器入口该反应物的总量900= ×100%=60%1500某一反应物在反应器中的转化量（2）总转化率= ×100%新鲜原料中该反应物的量900= ×100%=100%900实际所得目的产物的摩尔数（3）选择性= ×100% 按某反应物的转化总量计算应得目的产物的理论摩尔数510/128= ×100%=41.6%900/94实际所得目的产物的质量（4）质量收率= ×100%某输入反应物的质量510= ×100%=34%1500转化为目的产物的某反应物的量（5）总收率= ×100%新鲜原料中该反应物的量510/128= ×100%=41.6%900/94或总收率=总转化率×选择性=100%×41.6%=41.6%4. 解：1.5kmol甲苯一硝化时需要的硝酸量为：1.5 X 63=94.5 Kg1.5kmol甲苯硝化时需要的混酸量为：94.5X100/30=315 Kg1.5kmol甲苯硝化时需要的纯硫酸量为：315X0.54=170.1 Kg混酸含水量为：315X0.16=50.4Kg1kmol甲苯硝化时生成水的量：1.5X18=27 Kg废酸含水量=50.4+27=77.4kg废酸量为：170.1+77.4=247.4kg废酸计算浓度F.N.A=170.1/247.4=68.8%硫酸脱水值 D.V.S.=170.1/77.4=2.20精细化工工艺学第11页共11页。