第一章绪论_精细化工工艺学

1、第一章 绪论1.1 精细化工的定义精细化工: 是精细化学工业的简称，是生产精细化学品的工业。（Fine Chemical Industry）精细化工产品又名精细化学品( Fine chemicals)是化学工业用来与通用化工产品或大宗化学品(Heavy chemicals)相区分的一个专用术语.精细化学品与专用化学品的区别见教材p1：六点区别1.2 精细化工产品的范畴和分类1984年由日本提出了 35 类产品， 1985年日本出版的精细化工年鉴共包括了51个门类。 我国对精细化工产品的开发很重视。 1986 年首先由化工部提出了一种暂行分类方法，包括 11 类产品：农药、染料、涂料（包括油漆及

2、油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工系统生产的药品（原药）和日用化学品、功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。1.3 精细化工的特点多品种、小批量；1975年德国保健药品种 25026种 毫克1976年染料索引 品种5232 3-5% 食品添加剂 品种5000 ppm级 法国化妆品 发用牌号 2000个 技术密集度高； 综合性能要求高：应用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验；要具有全面的应用技术，为用户提供技术服务；环保性。开发成功率低：美国和德国的医药成功率为万分之一，日本为

3、一万到三万分之一，美国1947-1962年开发新药641个,1962-1976年247个；时间长、费用高：1964年农药开发 三年/个 270万美元1975年 八年/个 1300万美元更新快：产品更新、设备更新、工艺更新综合生产流程和多功能生产装置： 精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程，不仅包括化学合成（或从天然物质中分离、提取），而且还包括剂型加工和商品化，由两个部分组成。其中化学合成过程,多从基本化工原料出发,制成中间体，再制成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。剂型加工和商品化过程对于各种产品来说是配方和制成商品的工艺，它们的加工技术均属于大体类

4、似的单元操作。大多以间歇方式小批量生产。虽然生产流程较长，但规模小，单元设备投资费用低，需要精密的工程技术。大量使用复配技术 多剂型、多功能。附加价值高附加价值=产值-原材料-税费-设备和厂房折旧=利润+劳力+动力+技术开发表1-1日本精细化工产品中某些种类的附加价值/销售额 年份1965197019751980涂料31.835.638.736.6医药54.561.260.762.8其他41.945.038.537.41.4 精细化工发展的重点和动向1.传统大宗精细化学品的更新换代2.加快精细化学品新领域的开发3.优先发展的关键技术发展重点：1 农药 重点发展除草剂。当前，杀菌剂。杀虫剂占农药

5、比例仍过高。适应农业产业结构调整约需要，要进一步提高除草剂所占比例，同时要加快农药科研体制改革，强化高效、安全，低毒农药新品种的创新开发和产业化。2 涂料 大力发展环保型涂料如各类水性涂料和高固份涂料；适应建筑业和交通运输业的快速发展，加快超耐候型建筑涂料和道路标志涂料的发展；努力发展防火、防水、导电、绝缘、示温、杀菌等新型涂料。3 染料 大力调整产品结构，改变低档和粗级上品相对过剩的状况；发展我国拥有自主知识产权，安全环保友好型高档品种；重点发展高固色率活性杂料，超细纤维用分散染料以及液晶染料、激光染料，热敏、压敏染料等功能性染料及相应中间体。4 饲料添加剂 重点发展安全型饲料，以弥补鱼粉、

6、饼粕的供应不足；发展替代进口的蛋氨酸和赖氨酸；发展我国拥有创新技术的植酸酶等饲用酶制剂。5 食品添加剂 发展方向是安全化、天然化。重点发展具有国外广阔市场的低聚糖类、氨基酸类。脂肪酸单甘酯，卵磷脂。大豆异黄酮和各类天然食品色素。6 造纸化学品 重点发展高档施胶剂包括乳液松香和变性淀粉系产品，发展新型增强剂如两性共聚型聚丙烯酰胺 (PAM)。7 油田化学品 生物法聚丙烯酰胺生产实现经济规模，以满足三次采油和钻井的需要；发展新型油田助剂；发展油田集输用新型化学品和污水处理剂。8 催化剂 重点发展新型石油化工催化剂、有机合成催化剂、环保催化剂。9 电子化学品 重点发展高纯光刻胶，灌封料、超净试剂、超

7、纯气体和无机精细化学品；在2-3m技术基础上，组织0.5-0.8m电子化学品的攻关和生产。10 新材料 无机非线型光学晶体；高温结构陶瓷材料（如SiN4陶瓷材料，纳米ErO2粉体、SiC复相陶瓷、可变型Ti3SiC2陶瓷等）；氢镍电池贮氢材料；锂离子电池材料；稀土系新材料（如储氢合金。发光材料。长余辉荧光材料。稀土磁性储冷材料等）；纳米材料（如碳酸钙、TiO2、ErO、氢氧化铝等）；轿车新材料。11 生物化工 聚丙烯酰胺、长链二元酸，衣康酸，微生物多糖生产技术具有优势，应用广泛，应做大做强，形成拳头产品；植酸酶；碱性蛋白酶；海藻多糖裂解酶；高纯低聚异麦芽糖；赤藓糖醇。其他如生物法扁桃酸、脂肪酸

8、单甘酯、丙酮酸等。1.5 本课程的性质与基本内容本门课程性质：专业基础课：精细有机合成单元反应专业课：精细化工工艺学本门课程内容： 通过学习，可以了解和掌握精细化工的基本面貌、技术范畴、重要系列产品、基本原理、生产工艺、性能应用和发展趋势等。本门课程安排： 授课 自学 讨论、 查阅文献 书写论文 考试 思考题：为什么要发展精细化工？1.6 精细化工发展新动向简介一、当前全球精细化工发展趋势： 1、全球经济一体化进程的加快使国际竞争日益剧烈，跨国公司继续进行资产重组、兼并、收购、联合等，使生产更集中、更专业化。2、普遍加大了精细化工产品的科研开发和应用研究力度，尤其是在生命科学方面（包括生物技术

9、及工程、农药、医药、营养品等）投入大量的资金、人力以获得更大的利益。3、二十一世纪，人类将面临资源与能源、环境与健康、食品与营养等重大问题，精细化工的发展也将围绕这些主题。现代生物工程技术、新材料技术、信息技术将为精细化工的发展提供条件。 4、高新技术的采用是当今世界化学工业激烈竞争的焦点，也是二十一世纪综合国力的重要标志之一。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。 世界主要生产者是几家有名的大化工公司，如美国的杜邦公司（其精细化工生产比重已超50）、联邦德国的拜耳股

10、份公司以及日本的住友化学工业公司等 小结：国外发展精细化工的办法：依靠石油化工，以特种技术为基础，以市场为导向。 二 我国行业概况1.中国精细化工行业的生产经过50多年的发展取得了较大的进步：染料的产量已居世界第一，农药产量居世界第二，涂料产量居世界第四，精细化工产值率为40，但与国外的 5565 还有很大的差距。2.随着国民经济的发展，精细化工的需求也越来越大.涂料、染料、颜料、农药、表面活性剂、生物化工、医药、香精香料及信息用化学品进口额约11亿美元（1997年），23.6亿美元（1998年），30亿美元（1999年） ，26亿美元（2000年1-9月）3.中国庞大的精细化学品和特种化学品

11、市场吸引跨国公司多领域投资，全方位进入，投资领域涉及精细化工原料和中间体、催化剂、油品添加剂、塑料和橡胶助剂、纺织皮革化学品、电子化学品、涂料和胶粘剂、发泡剂和制冷剂替代品、食品和饲料添加剂以及医药等。 世界知名公司在中国的投资罗门哈斯 在中国投资超过25亿人民币的美国罗门哈斯公司，2003年在中国的销售额同比增长30%，已达到1.93亿美元，成为其在全球业务增长最快的地区。该公司2003年销售额为647亿美元，利润2.8亿美元，同比增长了1 2% 。中国更是罗门哈斯市场发展战略重点之一 。本地化工厂生产的产品有涂料原材料、粘合剂、造纸化学品、纺织和皮革化学品、水处理杀菌剂和离子交换树脂、电子

12、化学品、盐等， 同时该公司在中国市场销售的产品还有汽车和软包装粘合剂、塑料添加剂、医药还原剂、家用品及工业特殊化学品、土壤固化剂、油品添加剂、粉末涂料、汽车涂料等。 伊士曼 伊士曼化学公司与齐鲁石化公司组建合资企业齐鲁伊士曼精细化工公司， 将利用齐鲁石化第二化肥厂年产1 3.5万吨丁辛醇装置的副产品异丁醛为原料，在淄博建设生产Texanol酯醇成膜助剂和TXIB(2，2，4-三甲基-1.3-戊二醇二异丁酸酯)增塑剂装置。该装置定于2004年投产。这是继伊士曼与扬子石化兴建热熔胶用石油树脂项目之后，伊士曼公司在华的又一投资举措。该合资装置建成后，伊士曼公司上述两种产品的全球生产能力将提高20%。

13、 汽巴精化 瑞士汽巴精化公司是世界精细化工业的领先者之一，该公司业务遍及全球1 20个国家和地区，截至2003年，在中国的销售额已达4.39亿瑞士法郎，占其全球销售额6.2%。中国是汽巴精化公司仅次于美国和德国的第三大市场。汽巴公司在亚洲的利润占其总利润的26%，该公司计划将这一数字提高到33%，目标是到2005年使其在中国销售额的年增长率达到6%。汽巴已在中国投资1.66亿瑞士法郎，其中包括投资1 000万瑞士法郎的纺织化学品装置和技术中心(在番禺建成)。 杜邦 杜邦在亚洲的销售额已占24%，一些新产品市场正在拓展，如与台湾RiTdisplay公司合作开拓有机光发射二极管(OLED)市场。其

14、在中国的销售额年增长28%，达到6.23亿美元。最近与中国成都宏华核能公司组建三氟化氮(NF3)合资企业，杜邦蛋白质技术公司投资2000万美元在郑州组建大豆蛋白合资企业，还与日本旭化成公司合作在张家港投资6500万美元组建聚甲醛合资企业。 罗地亚公司 2003年，罗地亚公司在亚洲地区的销售额占其全球总额的13%，中国的业务则占到其亚太地区总量的13，罗地亚在中国完成的3.33亿美元的销售额位居其在亚太地区的首位 。主要产品为次磷酸钠，是世界最大的次磷酸盐生产厂家之一。此外还生产次磷酸钙、次磷酸以及其他次磷酸盐类产品、脱氟磷酸钙、十二烷基硫酸钠、四羟甲基氯化磷、四羟甲基氯化磷一尿素初缩体、邻苯二

15、甲酸二甲氧基乙酯等产品。罗海(浙江)精细化工公司主导产品为食品添加剂、香兰素。其他公司 卡博特公司是世界领先的碳黑和烟化二氧化硅生产商。该公司与上海华谊华团公司组建了碳黑合资企业上海卡博特化学公司，在上海生产4万吨年碳黑。阿克苏公司在中国泰兴2.5万吨年单氯乙酸(MCAA)装置也已投产。装置采用阿克苏专有技术，该技术已用于荷兰亨格洛和瑞典施滕纽苏特的MCAA装置。阿克苏公司是世界最大的MCAA生产商，阿克苏在中国已建有1 5套生产装置，涉及该公司业务三大领域(化学品、涂料和医药)，1 4套装置为5050的合资企业。 美国康普顿(Crompton)公司是一家全球性的生产和经销聚合物和专用化学品的

16、公司，已有1 65年历史，在全球1 20个国家建有生产装置或运行机构，产品包括塑料和石油产品添加剂、聚氨酯、橡胶化学品以及提高农产品收益的农作物保护产品，在特殊化学品及聚合物产品领域年销售额达22亿美元。在中国主要生产农作物保护产品、橡胶化学促进剂、聚氨酯分散剂等 。 MacDermid公司在亚太地区的电子化学品销售额巳占公司的1 5%，今后这一比例还会提高。瑞典柏仕德集团（年营业额8亿美元）是一家典型的中型化工及材料企业，目前在中国的销售收入正以每年2倍的速度高速增长。现在在柏仕德经营的工程塑料、甲醛、高性能化学品、无机化工助剂以及多羟基化合物 。Clariant公司在中国天津投资326万美元兴建了纺织皮革化学品生产装置，迄今，该公司在中国大陆以及香港和台湾的总投资已达到1.086亿美元。中国精细化工生产公司的优势： 低生产成本优势从大型跨国制药企业获得越来越多的订单。部分中国公司正规划增加原料药生产，由于中国人工成本低廉，如中国1名药剂师工资仅为发达国家的很小一部分，甚至比印度1名药剂师工资也低许多，所以产品定价更具竞争力，即使是提供定制合成服务。 基础投资比发达国家要低40%60%。 具有大量接受良好专业教育和训练的科研人员，拥有科研机构350多家及大批从事有机化学、生物技术及生化工艺的专家学者作保