精细化工概论_01绪论

1、化学工业行业范畴与产品分类化学工业，是一个包含多个行业的工业部门。化学工业，是一个包含多个行业的工业部门。原料工业原料工业 （煤、石油、天然气等）（煤、石油、天然气等）无机化工无机化工 （酸、碱、盐）（酸、碱、盐）有机化工有机化工 （合成材料、加工业）（合成材料、加工业）合成工业合成工业 （制药、（制药、精细化工精细化工） 一般认为，一般认为，精细化学品精细化学品是指对基本化学工业生产是指对基本化学工业生产的初级或次级产品进行深加工而制成的的初级或次级产品进行深加工而制成的具有一定或特定的功能的、的、小批量生产的系列产品。的系列产品。这些功能可以是自身具有或赋予他物具有，突出功能可以这些功能可

2、以是自身具有或赋予他物具有，突出功能可以是化学功能、物理功能或生物活性。是化学功能、物理功能或生物活性。它可以是单一组份的纯物质，也可以是多元复配的产物。它可以是单一组份的纯物质，也可以是多元复配的产物。一般其产量相对较小的、附加价值相对较高。一般其产量相对较小的、附加价值相对较高。第一节 精细化工概述一、精细化学品 精细化学工业（简称精细化学工业（简称精细化工精细化工）是指基本化工产）是指基本化工产品的精细加工过程，即是所谓的从初级原料到精品的精细加工过程，即是所谓的从初级原料到精细化工产品的加工方法和过程。其方法和过程可细化工产品的加工方法和过程。其方法和过程可以采用以采用化学反应化学反应

3、，也可采用，也可采用复配技术复配技术。二、精细化工日本日本1984年精细化工年鉴中共分为年精细化工年鉴中共分为35个行业类别，到个行业类别，到1985年，就发展为年，就发展为50多个多个类别：类别：我国我国根据国情，根据国情， 1986年年3月月6日颁布日颁布精细化工产品分类暂行规定精细化工产品分类暂行规定将精细化学品分为将精细化学品分为11个类别。个类别。三、精细化学品的范畴和分类(1) 农药；农药； (2) 染料；染料； (3) 涂料（包括油漆和油墨）；涂料（包括油漆和油墨）； (4) 颜料；颜料； (5) 试剂和高纯物；试剂和高纯物； (6) 信息用化学品（包括感光材料、磁信息用化学品（

4、包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）；性材料等能接受电磁波的化学品）；(7) 食品和饲料添加剂；食品和饲料添加剂； (8) 黏合剂；黏合剂； (9) 催化剂和各种助剂；催化剂和各种助剂； (10) 化学药品和日用化学品；化学药品和日用化学品； (11) 功能高分子材料（感光材料等）。功能高分子材料（感光材料等）。 (1)催化剂催化剂 分为炼油用、石油化工用、有机化工分为炼油用、石油化工用、有机化工用、合成氨用、硫酸用、环保用等用、合成氨用、硫酸用、环保用等(2)印染助剂印染助剂 含柔软剂、匀染剂、分散剂、抗静电含柔软剂、匀染剂、分散剂、抗静电剂、纤维用阻燃剂等剂、纤维用阻燃剂等(3)

5、塑料助剂塑料助剂 含增塑剂、稳定剂、发泡剂、阻燃剂含增塑剂、稳定剂、发泡剂、阻燃剂(4)橡胶助剂橡胶助剂 含促进剂、防老剂、塑解剂、再生胶含促进剂、防老剂、塑解剂、再生胶活化剂等活化剂等(5)水处理剂水处理剂 含水质稳定剂、缓蚀剂、软水剂、杀含水质稳定剂、缓蚀剂、软水剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂等菌灭藻剂、絮凝剂等(6)纤维抽丝用油剂纤维抽丝用油剂 涤纶长丝用，涤纶短丝用、锦纶用、涤纶长丝用，涤纶短丝用、锦纶用、腈纶用、丙纶用、玻璃丝用油剂等腈纶用、丙纶用、玻璃丝用油剂等(7)有机抽提剂有机抽提剂 吡咯烷酮系列、脂肪烃系列、乙睛系吡咯烷酮系列、脂肪烃系列、乙睛系列、糠醛系列等列、糠醛系列等(8)高分

6、子聚合物添加剂高分子聚合物添加剂 含引发剂、阻聚剂、终止剂、调节剂、含引发剂、阻聚剂、终止剂、调节剂、活化剂等活化剂等(9)表面活性剂表面活性剂 除家用洗涤剂以外的阳、阴、两性和除家用洗涤剂以外的阳、阴、两性和非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂(10)皮革助剂皮革助剂 含合成鞣剂、涂饰剂、加脂剂、光亮剂等含合成鞣剂、涂饰剂、加脂剂、光亮剂等(11)农药用助剂农药用助剂 含乳化剂、增效剂等含乳化剂、增效剂等(12)油田用化学品油田用化学品 破乳剂、钻井防塌剂、泥浆用助剂等；破乳剂、钻井防塌剂、泥浆用助剂等；(13)混凝土用添加剂混凝土用添加剂 含减水剂、防水剂、脱模剂、泡沫剂含减水剂、防水剂、

7、脱模剂、泡沫剂(加气混凝土用加气混凝土用)、嵌缝油剂、嵌缝油剂;(l4)机械、冶金用助剂机械、冶金用助剂 含防锈剂、清洗剂、电镀用助剂、含防锈剂、清洗剂、电镀用助剂、各种焊接用助剂、渗炭剂、汽车等机动各种焊接用助剂、渗炭剂、汽车等机动车用防冻剂等；车用防冻剂等；(15)油用添加剂油用添加剂 含防水、增粘、耐高温等各类添加含防水、增粘、耐高温等各类添加剂、汽油抗震、液压传动、变压器油、剂、汽油抗震、液压传动、变压器油、刹车油添加剂等，刹车油添加剂等，(16)炭黑炭黑(橡胶制品的补强剂橡胶制品的补强剂) 高耐磨、半补强、色素炭黑、乙高耐磨、半补强、色素炭黑、乙炔炭黑等；炔炭黑等；(17)吸附剂吸附

8、剂 稀土分于筛系列、氧化铝系列、稀土分于筛系列、氧化铝系列、天然沸石系列、二氧化硅系列、活性天然沸石系列、二氧化硅系列、活性白土系列等；白土系列等；(18)电子工业专用化学品电子工业专用化学品 含氟化物、助焊剂、石墨乳等；含氟化物、助焊剂、石墨乳等；(19)纸张用添加剂纸张用添加剂 含增白剂、补强剂、防水剂、含增白剂、补强剂、防水剂、填充剂等；填充剂等；(20)其它助剂其它助剂 如玻璃防霉剂、乳胶凝固剂等如玻璃防霉剂、乳胶凝固剂等四、精细化学品的特点1）一般具有特定功能）一般具有特定功能 产品本身具有特定功能产品本身具有特定功能 能赋予产品特定的功能，并在某产能赋予产品特定的功能，并在某产品中

9、只需加入极少量就能改善或提高品中只需加入极少量就能改善或提高产品质量的效果，充分显示其功能性。产品质量的效果，充分显示其功能性。2）多品种，小批量）多品种，小批量 精细化学品的用量一般较少。精细化学品的用量一般较少。 精细化学品的种类较多。精细化学品的种类较多。四、精细化学品的特点3）技术密集度高、附加值高、利润大）技术密集度高、附加值高、利润大 新精细化工产品开发需要动员大量人力和新精细化工产品开发需要动员大量人力和物力，且开发成功可能性较小。物力，且开发成功可能性较小。如，染料的专利开发，成功率为如，染料的专利开发，成功率为0.1%0.2%0.1%0.2%美国、日本等在医药开发的成功率为万

10、分之一，项目投资美国、日本等在医药开发的成功率为万分之一，项目投资20002000万美元万美元精细化学品的投资占年销售额的精细化学品的投资占年销售额的6%7%6%7%。四、精细化学品的特点 增值为增值为 106 倍倍 国外有一个统计国外有一个统计1每投入价值每投入价值 100 美元美元的石油化工原料，的石油化工原料，2产出初级化学品价值为产出初级化学品价值为 200 美元美元，3再产出中间体再产出中间体 480 美元美元和成品和成品 80 美元美元；4如果进一步加工为塑料、合成橡胶和纤维如果进一步加工为塑料、合成橡胶和纤维以及清洗剂和化妆品，则可产生价值以及清洗剂和化妆品，则可产生价值 800

11、 美美元元的中间产品和价值的中间产品和价值 540 美元美元的最终产品；的最终产品；5如再深一步加工成用户直接使用的家庭耐如再深一步加工成用户直接使用的家庭耐用品、纺织品则总产值可达用品、纺织品则总产值可达 10600 美元美元 附加价值：产品的产值中扣除掉原材料、附加价值：产品的产值中扣除掉原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余的价值。税金、设备和厂房的折旧费后剩余的价值。以氮肥为基数的有关行业的附加价值指数以氮肥为基数的有关行业的附加价值指数（有关行业附加价值氮肥附加价值）（有关行业附加价值氮肥附加价值）4）技术和市场垄断性强）技术和市场垄断性强 各国对精细化工产品的开发研制、生产过程、各

12、国对精细化工产品的开发研制、生产过程、工艺配方均实行严格保密，并通过专利使自己的工艺配方均实行严格保密，并通过专利使自己的垄断地位得以巩固。垄断地位得以巩固。Dystar垄断了纺织用染料：垄断了纺织用染料：罗氏、罗氏、BASF、罗罗-纳纳三家公司垄断了三家公司垄断了医药、医药、 食品和饲料等大量使用的维生食品和饲料等大量使用的维生素；素；诺华、孟山都、杜邦诺华、孟山都、杜邦等垄断着农药；等垄断着农药； .四、精细化学品的特点联合利华联合利华保洁公司保洁公司第二节第二节 精细化工产品的开发精细化工产品的开发 精细化学品的开发，包括精细化学品的开发，包括生产过生产过程的开发程的开发和和精细化学品的

13、开发精细化学品的开发。1、1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段开发设想开发设想 市场调查和预测市场调查和预测 技术调查和预测技术调查和预测研发出一种对眼睛无刺激的儿童洗发香波研发出一种对眼睛无刺激的儿童洗发香波 市场上相关产品的销路、价格、市场上相关产品的销路、价格、数量、效果。数量、效果。 月桂基肌氨酸钠代替十二烷基月桂基肌氨酸钠代替十二烷基苯磺酸钠可减少对眼睛的刺激苯磺酸钠可减少对眼睛的刺激一、精细化学品的开发一、精细化学品的开发1、一、精细化学品的开发一、精细化学品的开发1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段2）拟定产品的开发方案阶段）拟定产品的开发方案

14、阶段论证技术、经济可行性，拟定产品原料、论证技术、经济可行性，拟定产品原料、合成工艺、配方的选择方案合成工艺、配方的选择方案1、一、精细化学品的开发一、精细化学品的开发1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段2）拟定产品的开发方案阶段）拟定产品的开发方案阶段3）新产品研制试验阶段）新产品研制试验阶段小试小试中试放大中试放大正式生产正式生产 中间实验阶段是进一步研究在一定规模中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题。解决实验室中所不能解决或发现的问题。1、一、精细化学品的开发一、

15、精细化学品的开发1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段2）拟定产品的开发方案阶段）拟定产品的开发方案阶段3）新产品研制试验阶段）新产品研制试验阶段小试小试中试放大中试放大正式生产正式生产1， 工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。2， 设备材质和型号的选择。设备材质和型号的选择。3， 搅拌器型式和搅拌速度的考察。搅拌器型式和搅拌速度的考察。4， 反应条件的进一步研究。反应条件的进一步研究。5， 工艺流程和操作方法的确定。工艺流程和操作方法的确定。6， 进行物料衡算。进行物料衡算。7， 原材料，中间体的物理性质和化工常数的测定。原材料，中间体

16、的物理性质和化工常数的测定。8， 原材料中间体质量标准的制订。原材料中间体质量标准的制订。9， 消耗定额，原材料成本，操作工时与生产周期消耗定额，原材料成本，操作工时与生产周期等的确定。等的确定。1、一、精细化学品的开发一、精细化学品的开发1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段2）拟定产品的开发方案阶段）拟定产品的开发方案阶段3）新产品研制试验阶段）新产品研制试验阶段4）新产品的应用和鉴定）新产品的应用和鉴定对新产品进行技术、经济、效益的评价。对新产品进行技术、经济、效益的评价。1、一、精细化学品的开发一、精细化学品的开发1）新产品开发的组织准备阶段）新产品开发的组织准备阶段2

17、）拟定产品的开发方案阶段）拟定产品的开发方案阶段3）新产品研制试验阶段）新产品研制试验阶段4）新产品的应用和鉴定）新产品的应用和鉴定5）新产品的推广应用）新产品的推广应用宣传、销售、售后宣传、销售、售后二、精细化工生产过程的开发二、精细化工生产过程的开发1）原料路线）原料路线 原料路线的选择，应充分考虑原料原料路线的选择，应充分考虑原料的利用率、价格和供应等因素。的利用率、价格和供应等因素。二、精细化工生产过程的开发二、精细化工生产过程的开发1）原料路线）原料路线2）工艺流程）工艺流程 工艺流程是产品生产的操作程序、工艺流程是产品生产的操作程序、物料流向以及各种化工单元设备的有机物料流向以及各

18、种化工单元设备的有机组合。组合。优质、高产、低效、低成本、安全优质、高产、低效、低成本、安全二、精细化工生产过程的开发二、精细化工生产过程的开发1）原料路线）原料路线2）工艺流程）工艺流程3）操作方式）操作方式间歇操作：物料一次加入，产品一次放出间歇操作：物料一次加入，产品一次放出半间歇操作：一种物料连续加入，另一种半间歇操作：一种物料连续加入，另一种物料一次性加入物料一次性加入连续操作：物料连续加入，产品连续放出连续操作：物料连续加入，产品连续放出二、精细化工生产过程的开发二、精细化工生产过程的开发1）原料路线）原料路线2）工艺流程）工艺流程3）操作方式）操作方式4）中试放大试验）中试放大试

19、验 检验和确定系统连续运转的条件和可靠性；全检验和确定系统连续运转的条件和可靠性；全面提供工程设计的数据；考察设备的结构、材质和面提供工程设计的数据；考察设备的结构、材质和材料的性能；考察杂质对反应的影响；提供一定数材料的性能；考察杂质对反应的影响；提供一定数量的产品及副产品，供应用研究和市场开发；研究量的产品及副产品，供应用研究和市场开发；研究和解决生产过程中的和解决生产过程中的“三废三废”问题；研究工业生产问题；研究工业生产控制方法，确定经济消耗假标。控制方法，确定经济消耗假标。二、精细化工生产过程的开发二、精细化工生产过程的开发1）原料路线）原料路线2）工艺流程）工艺流程3）操作方式）操

20、作方式4）中试放大试验）中试放大试验 中试放大试验达到预期目标后，可进入工业化生产的设计施工阶段。 上述工作完成后，可进行工业化生产试验或正常生产。第三节第三节 精细化工的重要地位及发展趋势精细化工的重要地位及发展趋势衣：衣：纤维助剂、染料。纤维助剂、染料。食：食：食品添加剂（甜味剂、色素、香食品添加剂（甜味剂、色素、香 精、精、 味精、防腐剂）、化肥、农药。味精、防腐剂）、化肥、农药。住：住：装饰材料、涂料、颜料、油漆、塑料。装饰材料、涂料、颜料、油漆、塑料。行：行： 橡胶助剂、油料添加剂、防冻剂。橡胶助剂、油料添加剂、防冻剂。健：健： 药品、保健品、除臭剂。药品、保健品、除臭剂。美：美：

21、化妆品、洗涤剂、空气清新剂。化妆品、洗涤剂、空气清新剂。一、一、 精细化学品的重要地位精细化学品的重要地位l工业工业 煤、石油、天然气的加工助剂和催化煤、石油、天然气的加工助剂和催化剂，电子材料，矿产品加工剂等。剂，电子材料，矿产品加工剂等。l农业农业 农药、饲料添加剂、除草剂、植物生农药、饲料添加剂、除草剂、植物生长剂、农副产品加工药剂等。长剂、农副产品加工药剂等。l国防国防 化学武器、防化武器、导弹材料、航化学武器、防化武器、导弹材料、航空航天材料等。空航天材料等。l高新科技高新科技 信息材料、功能材料、人造器官、信息材料、功能材料、人造器官、基因工程材料等。基因工程材料等。一、精细化学品

22、的重要地位一、精细化学品的重要地位 精细化工率的高低已成为衡量一个国精细化工率的高低已成为衡量一个国家或地区化工发展水平的主要标志之一。家或地区化工发展水平的主要标志之一。精细化工产品总值精细化工产品总值化工产品总值化工产品总值100%精细化率精细化率美国美国70年代年代 40%，80年代年代45%，90年代年代53%德国德国 56%日本日本 57%我国我国 90年年25%，95年年32%发达国家精细化工率发展状况发达国家精细化工率发展状况美国美国德国德国日本日本中国中国世界上主要精细化学品生产者是几世界上主要精细化学品生产者是几家有名的大化工公司：家有名的大化工公司：美国的杜邦公司美国的杜邦

23、公司德国的拜耳股份公司德国的拜耳股份公司日本的住友化学工业公司日本的住友化学工业公司美国、西欧和日本是全球精细化学品生产美国、西欧和日本是全球精细化学品生产和消费比较发达的国家和地区。和消费比较发达的国家和地区。三者的总营业额约占全球专用化学品营业三者的总营业额约占全球专用化学品营业额的额的77左右！左右！世界上重要的精细化工原料及中间体的世界上重要的精细化工原料及中间体的加工地与出口地。加工地与出口地。精细化工门类已达精细化工门类已达25个，品种达个，品种达3万多种，万多种，已建成精细化工技术开发中心已建成精细化工技术开发中心10个，精个，精细化学品生产能力近细化学品生产能力近1350万吨万

24、吨/年，年总年，年总产量近产量近970万吨，年产值超过万吨，年产值超过1000亿元。亿元。中国精细化工中国精细化工世界第一染料生产出口大国世界第一染料生产出口大国世界第二大涂料生产国世界第二大涂料生产国农药、饲料产量居世界第二位。农药、饲料产量居世界第二位。中国精细化工中国精细化工1. 1. 生产技术水平普遍较低生产技术水平普遍较低单元操作、工艺路线及产品后处理等方单元操作、工艺路线及产品后处理等方面还停留在面还停留在6060、7070年代的水平上年代的水平上; ;高新技高新技术产业国内大多还刚起步术产业国内大多还刚起步2. 2. 产品品种虽多，但技术含量较低产品品种虽多，但技术含量较低国家每

25、年需花大量外汇进口医药、农药国家每年需花大量外汇进口医药、农药等原药和中间体等原药和中间体3. 3. 企业规模小而散，集中度低企业规模小而散，集中度低4. 4. 科研开发力度不够科研开发力度不够中国精细化工中国精细化工“十一五十一五”化学工业科技发展纲要化学工业科技发展纲要将精细化将精细化工列为工列为“十一五十一五”期间优先发展的六大领域之一。期间优先发展的六大领域之一。中国精细化工中国精细化工功能涂料、染料新品种、化工中间体绿色功能涂料、染料新品种、化工中间体绿色合成技术及新品种、水处理化学品、功能合成技术及新品种、水处理化学品、功能型食品添加剂、表面活性剂等列为型食品添加剂、表面活性剂等列为“十一十一五五” ” 开发和产业化的重点。开发和产业化的重点。二、二、 精细化学品发展的趋势精细化学品发展的趋势1）精细化学品的品种继续增加）精细化学品的品种继续增加能源能源食品食品信息信息医疗医疗二十一世纪，人类正面临着资二十一世纪，人类正面临着资源与能源、环境与健康、食品源与能源、环境与健康、食品与营养等重大问题，与营养等重大问题，精细化工的发展也将围绕这些精细化工的发展也将围绕这些主题。现代生物工程技术、新主题。现代生物工程技术、新材料技术、信息技术将为精细材料技术、信息技术将为精细化工的发展提供条件。化工的发