精细化工工艺

2.14-2 100% = 7%
2 13
二、化学计量学
４.转化率ｘ:反应物消耗的量占起始反应物量的 百分数
xA

N AR N A,in

N A,in N A,out N A,in
100%
NAR :某反应物A反应掉的量 NA,in：向反应器输入的量 NA,out:从反应器输出的量
NA,in
反 应
精细化学品开发过程
市场调查 产品生产 应用研究 市场开发 技术服务
精细化学品生产过程
原料净化 化学合成 产物分离纯化 剂型加工与应用
精细化工工艺-化学合成型与配方制剂型
7
精细化工工艺-化学合成型
原料药生产
8
精细化工工艺-配方制剂型
制剂药生产
9
精细化工工艺-化学合成型
新型绿色表面活性 剂APG，可广泛应 用于个人保护用品 （如香波、浴液、 化妆品、牙膏）， 家庭洗涤用品（如 餐具洗涤剂）,工业 清洗剂和农业用化 学品（如农药乳化 增效剂）等方面。
过量%= Ne - Nt 100% Nt
Ne : 过量反应物的物质的量 Nt : 与限制反应物完全反应所消耗的物质的量
12
例1：氯苯硝化制二硝基氯苯
Cl
物料名称 氯苯 硝酸
+ 2 HNO3
Cl
NO2 + 2 H2O
NO2
化学计量比 投料摩尔数 投料摩尔比
1
5.00
1
2
10.70
2.14
限制反应物：氯苯 过量反应物：硝酸 硝酸过量百分数：
1
化学工艺学
2
（一）化学工艺学的研究范畴
2. 内容：是研究综合利用各种原料生产出化工产
品的方法原理、操作条件、流程和设备
1) 原料的选择和预处理 2) 生产方法的选择及方法原理 3) 生产设备的结构、作用和操作 4) 催化剂的选择和使用 5) 其他物料的影响 6) 操作条件的影响和选定 7) 流程组织 8) 生产控制 9) 产品规格和副产品的分离与利用 10)能量的回收和利用 11)对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题
3
一、 概 述
（二）精细化工工艺学的主要内容
对具体产品：选择和确定技术经济最合 理的合成路线和工艺路线
对单元反应：确定最佳工艺条件、合成 技术和Fra Baidu bibliotek成反应的方法
4
（二）精细化工工艺学的主要内容
1. 合成路线
指的是选用什么原料，经由哪几步单元反应制备产品
2. 工艺路线
原料预处理（提纯、粉碎、干燥、熔化、溶解、蒸发、 汽化、加热、冷却等）和反应物的后处理（蒸馏、精馏 、吸收、吸附、萃取、结晶、冷凝、过滤、干燥等）→ 化工单元操作的选择和相应的设备及流程的组织等
NA,in
反 应
器
NA,out
aA pP
收率含义：输入的反应物中（kg），（回收）变成了多少产物。
18
例3：苯胺烘焙磺化制对氨基苯磺酸
所得目的产物重量 Yw 某输入反应物重量 100%
H2N
浓 H2SO4 烘焙磺化
H2N
SO3H
100 kg 苯胺 （纯度99%，分子量93）
217 kg 对氨基苯磺酸 （纯度97%，分子量231.2）
H2N
100 mol 苯胺
浓 H2SO4 烘焙磺化
H2N
SO3H
87 mol 对氨基苯磺酸 2 mol 未反应苯胺 若干焦油物
苯胺转化率： x 100 2 100% 98.00%
100
87 1
生成对氨基苯磺酸的选择性： S 1 100% 87.78%
100 2
器
NA,out
aA pP
14
二、化学计量学
５.选择性Ｓ（Selectivity）:某反应
物转化成目的产物，理论消耗反应物摩 尔数占该反应中实际消耗反应物总摩尔
NA,in
反 应
数的百分数
器
NA,out
aA
pP
aA pP
？
Np
反应物Ａ生成目的产物P，a,p为计量系数
Np为生成目的产物的摩尔数
S

a p
87 1
生成对氨基苯磺酸的理论收率：Y 1 100% 87.00%
100
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二、化学计量学
７. 重量收率Ｙｗ（Yield of weight）: 用来
计算反应物经过预处理、化学反应和后处理之后 所得目的产物的总收率，是目的产物重量占某一 输入反应物重量的百分数。
所得目的产物重量 Yw 某输入反应物重量 100%
Np
N A,in N A,out
100%
15
二、化学计量学
６. 理论收率Ｙ（Yield）: 生成目的产物的
反应物摩尔数占输入反应物摩尔数的百分
数
Y

a p
Np
N A,in
100%
NA,in
反 应
器
NA,out
aA pP
转化率，选择性和收率三者之间的关系：
Y S x
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例2：苯胺烘焙磺化制对氨基苯磺酸
对氨基苯磺酸理论收率：
Y 217 97% 231.2 100% 85.6%
对氨基苯磺酸重量收率： 100 99% 93
217
Yw 100 100% 217%
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二、化学计量学
8. 原料消耗定额: 每生产1t产品需消耗多少吨（
或千克）各种原料。
H2N
浓 H2SO4 烘焙磺化
工艺条件
反应物摩尔比、转化率、浓度、温度、压力、时间、催化 剂和溶剂的使用与选择等
合成技术
非均相接触催化、相转移催化、均相络合催化、酶催化、 光有机合成、电解有机合成等
完成反应的方法
间歇操作与连续操作的选择，反应器的选择和设计等
5
精细化工工艺学-精细化工生产技术
6
（三）精细化工生产技术的两种类型
H2N
SO3H
100 kg 苯胺 （纯度99%，分子量93）
217 kg 对氨基苯磺酸 （纯度97%，分子量231.2）
一、 概 述
（一）化学工艺学的研究范畴
1. 定义：化学工艺学（chemical technology），即
化工生产技术，是指将原料物质经化学反应转变为产 品的方法和过程，包括实现这种转变的全部化学的和 物理的措施。 1) 无机化工工艺学 2) 基本有机化工工艺学：石油化工工艺学、煤化工工
艺学等 3) 高聚物合成工艺学 4) 精细化工工艺学 5) 生物工艺学：发酵工艺学、氨基酸工艺学等
表面活性剂APG生产
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精细化工工艺-配方制剂型
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二、化学计量学
几个概念
1.反应物的摩尔比:加入反应器中的几种反应物之间的物质量之 比.
化学计量比:化学反应式的物质的量之比
2.限制反应物:以最小化学计量数存在的反应物
过量反应物:某种反应物的量超过“限制反应物”完全反应的
理论量. 3. 过量百分数