精细化工的一点小知识

精细化工的一点小知识

精细化工是化学工业的一个组成部分。

按产品的化学结构分，分属有机化合物和无机化合物。以石油为基本原料生产的有机精细化工产品，占品种和产量的绝大多数，故列入本书介绍。无机精细化工产品本书仅介绍催化剂工业。目前国内外对精细化工的范围认识上还不一致，广的分为50类，窄的不足10类。普遍地看法是，从生产过程和产品的特点考虑，与化学工业的其它行业相比，精细化工产品的产量较小，品种较多，技术密集程度和附加价值高，产品因具有特殊的使用功能，在专门或特定的领域使用，因此精细化工产品又被称围专用化学品。早期精细化工品随农业生产和人们日常生活的需求获得发展。19世纪末近代化学工业形成后，农药、染料、医药等产品急剧增多，到20世纪30年代，以煤炼焦副产的煤焦油提供的苯、萘等为主要原料，采用化学合成技术，应用多种化工单元操作，合成了多种产品，并取得了广泛应用，形成了精细化工的主体，这些行业及其产品至今仍发挥着重要作用。从20世纪中叶开始，近代化学工业转向以石油为主要原料，新的合成技术不断涌现，使精细化工依赖的原料发生转换，从煤转向石油。为满足各行各业的需要，陆续开发的新产品逐渐形成了新的门类，产生了许多新的精细化工行业，如表面活性剂、油田用化学品、高分子材料加工和使用助剂等。这样，新行业、新产品层出不穷，传统行业的产品不断更新换代，形成了新的精细化工，确立了它在化学工业的重要作用。

发展精细化工的条件之一是要求基本原料充足，尤其实品种齐全。往往缺少一种原料，就难以生产一系列的产品，以致影响一大类产品的生产和应用。精细化工产品的开发往往需要大量的人力、财力投入，尤其实需要高级技术人才和产品应用服务人才。如新农药的开发，不单包括化学品生产技术开发，产品应用方法的确定，还要包括药理、药效检定，实际试用的鉴定，还要确定对人、家畜、家禽的影响，以及符合涉及生理、生物、药学、土壤、水源、空气、环保等一系列学科法令、法规的要求，最终还要接受国家主管部门的审核获准才能作为商品。与此类似的还有医药、食品和饲料添加剂等。发展精细化工要妥善解决环境和劳动保护。精细化学品生产中使用的原材料及中间产品，往往对人有毒害作用，有的被证实致癌。受化学反应和分离技术的限制，三废排放量大，污染品种多，排放量和浓度波动大，不易治理。如生产厂过于分散，或在一个地区生产品种多，更增加治理难度。化学结构相似的物质，其性质较为相近。国际上有些公司利用已有的生产技术，着力开发系列产品，集中生产某一领域地精细化工产品，在开发、生产、销售等环节形成特色并取得垄断地位，借以取得更大的效益。这说明，只顾生产某一产品，不注意综合开发，使产品成龙配套，提高技术含量，不但难以增加效益，而且无法在市场竞争中取得。

精细化工产品的生产过程

同其他化工产品一样，精细化工产品的生产过程一样也可分为原料预处理、化学反应、产品分离合提纯三个阶段。精细化工产品生产过程的特点是：涉及的化学反应多，决定了生产步骤多；化工厂生产的产品还要经过商品化过程，才能和用户见面。

1.精细化工产品生产的化学反应

精细化工产品的特点之一是化学结构比较复杂, 而原料提供的化学结构太简单, 而且缺

少化学反应活性, 这就要求通过化学反应引入具有化学反应活性的结构, 化学上称为官能团, 在通过官能团的化学反应逐步改变化学结构, 使之成为具有特定性能的精细化工产品. 常用的、基本的化学反应有：硝化、磺化、氧化、还原、水解、？？化、酯化、缩合、烷化、铣化等。按化学反应规律选择原料，将上述反应按需要组成适当地顺序才能达到目的。为实现上述反应，还要使用相关的无机化工原料（如硫酸、氯气、纯碱等）及各种类型的催化剂。

2.有机中间体

在精细化工产品较长的生产过程中，有些从基本原料加工的产物，如苯制硝基苯，可做为生产某一系列或不同行业产品的原料，但它仍不具有最终产品的性能，只是生产过程的阶段性产品或半成品，因此被称为有机中间体，简称中间体。按化学结构分，有苯系、萘系等中间体；按行业分有染料中间体、医药中间体。中间体生产处于精细化工品生产的中间环节，能衍生出品种众多、性能各异的精细化工产品。要发展精细化工产品，必须大力发展中间生产，否则扩大产品品种就难以实现。用量较大的中间体不宜分散生产，不能仅为某一产品的需求就配一个中间体生产装置。

3.精细化工产品的纯度是决定其质量的重要指标之一

为了提纯产品，一般采用多种分离技术，如精馏、萃取、结晶、过滤等。除了通用、定型设备外，还采用多种特殊设备。为防止物料腐蚀设备，必须采用耐蚀材料。依原料、产品的可燃性、毒性等不同，生产车间还应防火、防毒。因此，安全生产，劳动保护称为精细化工厂必须十分注意的工作。精细化工产品采用间歇生产，生产工序多，而且各工序技术特点和操作不同，因此要求较高的操作技能。这也是精细化工技术密集的一个反映。

4.商品化

化工厂生产的精细化工产品一般不能直接使用。要满足用户（特别是个人消费）需求，必须使产品商品化，其中最重要的是复配。通过复配时产品专用功能突出，辅助功能齐全。未来的市场竞争，将不完全取决于产品的纯度，很可能是产品的综合性能，复配在这方面将有重要作用。以粉末状日用洗涤剂为例，复配中要填加多种助剂，以增加溶解度，软化水，稳定泡沫，抗结块，具有增白、漂白功能。有的加酶制剂便于除去衣物上的某种污渍；有的加入柔软剂、抗静电剂、香料等。有时助剂的总重量超过洗涤剂本身。通过复配可形成风格独特的商品，（如婴儿用、消毒用），对提高产品附加值有重要作用。

表面活性剂

表面活性剂是能改变气－液、液－液、液－固表面性能的物质，通常只需加入少量即可取得明显的效果，以在水中应用为主，少量用在油中。表面活性剂的功能有：去污、乳化、润湿、分散、发泡、消泡、增溶等。经过与多种原料配合，主要用于生产各类洗涤剂、乳化剂、破乳化剂、抗静电剂、防水剂、浮选剂、防锈剂、食品添加剂，在许多工业部门和日常生活中广泛应用。从化学结构看，表面活性剂由两部分组成，一部分具有亲水性能；另一部分具有亲油性能。根据在水中离解情况，分为阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型。阴离子型的产量最大，常见的洗衣粉主要是阴离子型。我国用于工业的表面活性剂约占40％民用的约60％。生产品种约1200种。