第一章 绪论(精细)

1 精细化学品化学 授课教师 李善吉 教材 精细化学品化学闫鹏飞等编 化学工业出版社出版 2 ETFE节能膜 3 第一章绪论 1 1精细化学品的定义和分类 日本 把凡具有专门功能 研究开发 制造及应用技术密集度高 配方技术左右着产品性能 附加价值高 收益大 批量小 多品种的化工产品称为精细化学品 精细化工 是精细化学品 FineChemicals 生产工业的简称 1 1 1精细化学品的定义 精细化学品 又称精细化工产品 泛指产量小 纯度高的化学品 4 美国C H Kline博士对化工产品的划分 应用范围广泛 生产中化工技术要求高 产品吨位大 附加值与利润较低 1 通用化学品 大宗化学品 从廉价 易得的天然资源 如煤 石油 天然气和农副产品等 开始 经一次或数次化学加工制成的最基本的化工原料 通常以其主要的化学成分名称来命名 如乙烯 氯乙烯 乙醇 乙烷等 特点 定义 5 2 专用化学品 指全面要求产品功能和性能的一类化学品 可按商品使用性质分为准商品 多用途功能化合物和最终用途化学品 以通用化学品为起始原料 合成工艺中步骤繁多 反应复杂 产量小而产值高 并具有特定的应用性能的产品 如洗发香波等 精细化学品 中国 精细化学品 凡是能增进或赋予一种 类 产品以特定功能 或本身拥有特定功能的小批量 高纯度化学品 6 主要有结构分类和功能分类两种方法 目前国内外统一的分类原则是以产品本身具有的特定功能来分类 日本 1984年 精细化工年鉴 将精细化学品分为35类 1985年增加到51类 我国 1986年原化学工业部将精细化学品分为11大类 1 1 2精细化学品的分类 精细化学品按属性可分为无机精细化学品和有机精细化学品 本书 以产品功能为主要依据 把无机精细化学品单独作一类 将精细化学品分为18类 7 1 医药和兽药10 试剂和高纯物2 农药11 食品和饲料3 黏合剂12 石油化学品4 涂料13 造纸用化学品5 染料和颜料14 功能高分子材料6 表面活性剂和合成洗涤剂油墨15 化妆品7 塑料 合成纤维和橡胶助剂16 催化剂8 香料17 生化酶9 感光材料18 无机精细化学品 8 a 以分子水平合成 提纯为主 结合少量的复配增效技术得到的有特定功能的化学品 b 以配方技术为主要手段 配方技术能左右最终使用功能的化学品 如农药 染料 颜料 试剂和高纯物 信息化学品 食品和饲料添加剂 催化剂和各种助剂 化学药品和日用化学品 功能高分子材料等 如涂料 化妆品 香料 黏合剂等 从生产角度对精细化学品分类 9 1 2精细化学品的特点 1 小批量 多品种 大量采用复配技术 精细化学品生产过程 化学合成 复配增效 剂型加工 商品化 原因 a 大多数精细化学品的产量较小 商品竞争性强 更新换代快 b 精细化学品应用领域的不断扩大和商品的创新 不断开发新品种 新剂型和提高开发新品种的创新能力是当前国际上精细化工发展的总趋势 10 c 单一组分的精细化学品往往很难满足各种专门用途的需要 必须加入其它组分以提高其功能和应用性 故必须大量采用复配技术 事例 1 合成洗涤剂从1985年到1995年的10年里 世界产量由100 4万吨增长到221 8万吨 到2004年以年平均8 的速度增长 2 合成香料的品种从1950年的300个 到2004年已发展到6000多个 3 据我国海关统计 2008年7月 进口乙酸乙酯74吨 进口金额为11 9万美元 进口2187吨 进口金额达4004 39万美元 出口苯7786吨 出口金额达1023 61美元 11 1 化妆品是由油脂 乳化剂 保湿剂 香料 色素 添加剂等复配而成 具清洁 修饰 美容 保健等功能 2 香皂的成分 动物性脂肪酸 氢氧化钠 合成色素 合成香料 防腐剂 抗氧化剂 发泡剂 硬化剂 粘稠剂 合成界面活性剂 事例 2综合生产流程和多功能生产装置 原因 精细化学品化学反应多为液相串联反应 生产流程长 工序多 12 酸奶生产流程 13 东莞某精细化工厂生产车间 14 香料生产车间 15 3高技术密集度 1 生产过程中工艺流程长 单元反应多 原料复杂 中间过程控制要求严格 而且应用和涉及到多领域 多学科的理论知识和专业技能 其中包括多步合成 分离技术 分析测试 性能筛选 复配技术 剂型研制 商品化加工 应用开发和技术服务等 精细化工是综合性较强的技术密集型工业 技术开发的成功几率低 时间长 费用高 据报道美国和德国的医药和农药新品种的开发成功率仅为万分之一 日本为一万至三万分之一 新产品的开发既要有市场 又要有保密的技术和垄断的专利 16 4商业性强 由于精细化学品种类繁多 用户对商品选择性高 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 应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 同时还要注意及时把市场信息反馈到生产计划中去 从而提高竞争能力 确保产品畅销 增强企业的经济效益 指导思想 17 加强精细化学品的商品化和市场化的具体措施 进行加工技术的研究 提出最佳配方和工艺条件 开拓应用领域 进行技术服务 指导用户正确使用 并把使用中发生的问题反馈回来 不断进行改进 培训用户掌握加工应用技术 编制各种应用技术资料 d c b a 18 5经济效益显著 1 投资效益高 2 利润率高 一般来说 1美元石化原料加工为合成材料可增值8美元 而加工成精细化学品 则可增值106美元 利润 profit 企业销售产品的收入扣除成本价格和税金以后的余额 成本费用利润率 利润总额 成本费用总额 100 利润率 剩余价值与全部预付资本的比率 精细化工投资少 效率高 资本密度仅为化学工业平均指数的0 3 0 5 19 3 附加价值高 1 以氮肥的附加值指数为100 则石油化学品为333 8 感光材料589 4 涂料732 4 医药制剂4078 附加值是指在产品的产值中扣去原材料 税金 设备和厂房的折旧费后 剩余部分的价值 这部分价值是指当产品从原材料开始经加工到产品的过程中实际增加的价值 它包括工人劳动 动力消耗 技术开发和利润等费用 所以称为附加值 2 日本曾将化学工业分为三大行业 即精细化工 无机化工一化肥和石油化工 并对其原材料费率和附加值率进行统计和比较 精细化学品的附加值在化学工业的各行业中是最高 见书p5的表1 1 事例 20 桥梁 船舶 汽车 飞机 发电机 水坝建筑材料等 1 3精细化学品的作用及其发展趋势 1 精细化学品的作用 1 增进和赋予各种结构材料以特性 a 通常环境和特殊环境下使用的结构材料 海洋筑物 原子反应堆 高温气体 宇宙火箭 特殊化工装置等 通常 特殊 21 b 功能性材料 如机械加工方面的硬度 耐磨性 尺寸稳定性等 电 磁制品方面的绝缘性等方面都需要借助于一定的精细化学品来完成和提高 2 增进和保障农 林 牧 渔业的丰产丰收 病虫害防治 土壤化学 农药 兽药 除草剂 饲料等 3 丰富和改善人民的生活 衣 食 住 行 化妆品 22 5 高经济效益 4 促进和推动科学技术的进一步发展 物质生产是科学技术进步的结果 但一些新物质诞生后 又反作用于科学技术 促进其进一步发展 如电子化学品 磁性材料 功能树脂 化学促进性物质等 客观上都起到了推动科学技术进一步发展的作用 a 社会经济效益 已经影响到一些国家的技术经济政策 不断提高化学工业内部结构的精细化率 把精细化工视为生财之道 精细化率 精细化工产品总值 化工产品总值 100 23 b 精细化学品对国民经济的重要影响导致精细化工在整体化学工业中的比重不断提高 2 精细化学品的发展趋势 1 品种门类继续增加 例如 食品结构的改变与保健食品的兴起 离不开各种功能的食品添加剂 精细化率反映了一个国家发达水平及综合实力 目前欧美 日本等发达国家的精细化率已达60 以上 而我国的精细化率仅为45 左右 我国的精细化率 1985 23 1 1994 29 78 2001 37 44 2002 39 44 2004 44 08 24 又如 农药 高效而不在动物体内积蓄 不污染环境 粘合剂 无溶剂胶 水性胶 热熔型胶等 表面活性剂 生物降解性好 低温洗净力强等 2 发展速度继续领先 精细化率不断提高 精细化工的发展速度大于化学工业的发展速度 以近几年为例 发达国家化学工业发展速度一般在3 4 而精细化工的发展速度则在6 7 并且这种领先的发展速度将会继续 3 结构调整趋向优化 20世纪90年代以来 一些跨国公司通过兼并和收买 调整经营结构 进行合理改组 独资或合资建立企业发展精细化工 使国际分工更为深化技术 产品 市场形成了一个全球性的结构体系 并在科学技术推动下不断升级和优化 25 非晶态化合物 合金类物质 高纯化合物等 高新技术是当今化学工业激烈竞争的焦点 4 大力采用高新技术 新材料 主要研究课题 现代生物技术 新功能元件 功能高分子材料 含精细陶瓷 功能高分子材料 金属材料 复合材 即生物工程 包含遗传基因重组利用技术等 三维电路元件 生物化学检测元件等 是指具有物理功能 化学功能 电器功能 生物化学功能 生物功能等的高分子材料 包括功能膜材料 导电功能材料 有机电子材料等 无机精细化学品 26 3 我国目前