精细化工各章节作业.doc

第一章1.精细化工有哪些特点？答：多品种小批量；综合生产流程和多功能生产装置；高技术密集度2.世界精细化工现状。答：上世纪九十年代以来，随着石油化工向深加工方向发展和高新技术蓬勃兴起，世界精细化工得到前所未有的快速发展，年均增长率在5%-6%，增长速度明显高于整个化学工业的2%-3%的发展速度。美国、欧州和日本等化学工业发达国家的精细化工最为发达，代表了当今世界精细化工的发展水平。近几年，美国精细化学品年销售额约为1250亿美元，居世界首位，欧洲约为1000亿美元，日本约为600亿美元，名列第三。三者合计约占世界总销售额的75%以上。2008年，世界精细化学品市场规模将达到4500亿美元。目前，世界精细化学品品种已超过10万种。世界精细化工产品市场结构传统精细化工主要包含：染料、涂料和农药；新领域精细化工包括：食品添加剂、饲料添加剂、电子化学品、造纸化学品、水处理剂、塑料助剂、皮革化学品等，国外将新领域精细化工称为专用化学品。世界精细化工发展现状：与基础的石油和化工原材料工业相比，精细与专用化学品与经济的规模特别是经济的质量密切相关，因此未来全球精细与专用化学品消费将继续呈健康发展态势，特别是随着广大发展中国家工业化程度的提高，对精细与专用化学品的需求量将越来越大。未来全球精细与专用化学品的发展趋势如下：（1）市场需求将继续健康发展预计未来五年全球精细与专用化学品的市场将以年均3.1的速度增长，预计到2008年，市场规模将达到4500亿美元，发展较快的领域有：原料药、酶制剂、特殊聚合物、纳米材料、分离膜、特种涂料、电子化学品和催化剂等，但农药、染料和纺织化学品将呈下降趋势。（2）精细化工公司加快并购重组 科学技术上的竞争将愈演愈烈，一场世界范围内的重组将不可避免。进入新世纪以来，由于世界经济发展减速，产品需求减慢，发展中国家精细与专用化学品越来越多进入国际市场，因此许多知名的精细与专用化学品公司经营业绩下滑。为巩固市场份额，提高经济效益，新一轮的兼并、联合、重组将风云再起。（3）定制生产不断加强 对于用户来讲，精细与专用化学品的使用量小，相对价值较低，因此为达到使用的效果，用户对于产品的性能更加关注，因此更趋向选择定制生产。使用品种多是精细与专用化学品的另一特点，如塑料加工需要增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂等产品，为方便用户采购，节约采购成本，越来越多的精细与专用化学品生产商在销售自产的产品同时，外购其他种类的产品，从而使用户一次购买到需要的所有助剂产品。（4）生产工艺突破成为独特卖点在过去的10年，由于从事精细化工生产的企业急剧增加，使得精细化工产品供求关系失衡，基本上都处在供大于求情况，导致精细化工和合同化工生产领域的竞争越来越激烈。面对如此竞争激烈的化学原料药市场，要想获得定单就必须有自己的独特竞争优势。这种独特的竞争优势取决于合成工艺开发方面有重大突破，使成本大幅下降。为了使自己的生产工艺有重大的突破，工艺开发不仅仅是在原工艺基础上对这一步或那一步提高百分之几的收率，或者提高溶剂回收率。更重要的目标是必须明显地砍掉生产过程中的许多步骤，改用价廉易得的安全系数更高的原料，寻找更简易的物理处理方法，减少三废的排放。（5）高新技术的采用是竞争的焦点如生物工程技术将更多地应用于医药、农药、营养品中；利用计算机技术和组合化学技术进行分子设计；膜分离技术；超临界萃取技术；超细粉体技术；分子蒸馏技术等将进一步得到应用。第二章1. 什么是重氮化反应？分析其影响因数。答：芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化。影响因素：1) 无机酸：无机酸的用量虽从理论上只需2摩尔，但实际使用时大大过量。若酸量不足，生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，称自偶合反应，为不可逆反应。无机酸浓度增加时，游离胺的浓度降低，而使重氮化速度变慢；无机酸浓度加大，可抑制亚硝酸的电离，有利于加速重氮化。2）亚硝酸用量：反应过程中, 必须自始至终保持亚硝酸过量，否则也会引起自偶合反应。3）反应温度：反应温度一般在低温0-5进行，因为重氮盐在低温较稳定，且在较高温度下亚硝酸也易分解。4) 芳胺碱性强弱：芳胺碱性较强，与无机酸生成的铵盐较难水解，重氮时用酸量不宜过多，否则会使溶液中游离胺减少而影响反应。碱性较弱的芳胺含有吸电子基，碱性较弱，生成的铵盐极易水解成游离芳胺，因此它们重氮化比碱性较强的芳胺快。2. 什么是偶合反应？分析其影响因数。答：重氮盐和酚类、芳胺作用，生成偶氮化合物的反应叫偶合反应。影响因素：1)重氮与偶合组分的性质重氮组分上吸电子取代基的存在，加强了重氮盐的亲电子性，从而偶合活泼性加大；反之芳核上有给电子取代基存在，减弱了重氮盐的亲电子性，而使偶合活泼性降低。偶合组分上具有吸电子取代基存在时则反应不易进行，相反如有给电子取代基存在，增加芳核的电子密度，可使偶合反应容易进行。2)介质的pH值酚类的偶合反应一般在弱碱性介质中进行，pH约为9左右。3)盐效应若重氮盐及偶合组分所带电荷相同则能加速偶合反应。4)反应温度由于重氮盐极易分解，故而在偶合反应同时必伴随有重氮盐分解的副反应。偶合反应需在较低温度下进行。3.查阅分散蓝2BLN的工业制法（工艺流程和工艺参数）以非汞法为主。答：非汞法新工艺如图所示：染料经过上述步骤后，可使染料总收率（以蒽醌记）小试达47%（略高于上海甲氧基法，42%），中试总收率45%，略低于小试结果。每生产一吨商品染料，需加入原料量为143.602吨。排出废液139.949吨。其中：直接回收套用水量23.947吨，占三废总量的16.8%；需要治理的废液44.602吨，占三废总量的31.24%；直接沉降排放水量71吨，占三废排放总量的50.1%；排出废气2.452吨，占三废排放总量的1.72%；需要治理的废液经分别补加二氧化碳（0.198吨）、盐酸（0.520吨）、硫酸（4.054吨）以及碱液（2.320吨）处理后，可套用水量为9.180吨，占治理废液的17.75%。可回收的原料和副产品11.023吨，占治理废液总量的21.34%；可排放水量5.4吨，占治理废液总量的10.43%；4.查阅靛蓝的工业制法：1.4萘二甲酸的合成答：1,4萘二甲酸的合成：由1-甲基-4-乙酰萘与重铬酸钾在200-300、约4MPa下氧化18h制得。也可由1,4-二甲基萘以钴-锰-溴为催化剂，在120、约3kPa下液相氧化而得。第五章1、什么是表面活性剂？答：某种物质当它溶于水中即使浓度很小时，能显著降低水同空气的表面张力，或水同其他物质的界面张力，则该物质称为表面活性剂。2、什么是表面活性剂的CMC？答：当表面活性剂的浓度增加至表面活性剂在水的表面形成单分子膜，此时水的表面张力降到最低点，若再增加表面活性浓度，表面张力不再