精细化工第1章.ppt

1、精细化学品化学,教材:精细化工产品与工艺 主编：尹卫平 华东理工大学出版社,化学工业的发展与现状,化学工业历史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶炼、酿造、漂染、鞣革等行业。,第一章 绪 论,20世纪初，美国标准石油公司采用裂化方法将重质油加热转化为相当汽油馏分的轻质油。促进了石油化工的发展。,20世纪中叶，有机化工产品80%-90%是以石油或天然气为原料生产的，三大合成材料的原料几乎全部来自石油化工。由于化工原料的变化，引发了化学工业产业结构的变革，带动精细化工的发展。,19世纪，钢铁工业的发展促进了炼焦工业，从炼焦副产品煤焦油中提取多种有机芳香族化合物，并以其为原料制染料

2、、医药、香料、炸药等产品，形成了以煤焦油为基础的有机合成工业。,自20世纪40年代以来，化工已经成为世界各国工业发展的重点。80年代以来，随社会的发展、生产工艺技术的改进，提高人民生活水平，化工产品出现多样化、功能化、精细化的特点。成为化学工业的起点，化学工业由发展基础化工转向重点发展精细化学工业，使化学工业发展达到了一个新的历史时期。,化学工业行业范畴与产品分类,按4类分： 原料工业 （煤、石油、天然气等） 无机化工 （酸、碱、盐） 有机化工 （合成材料、加工业） 合成工业 （制药、精细化工）,化学工业，是一个包含多个行业的工业部门。,按8类分： 石油炼制和裂解工业 煤焦化及煤焦油工业 有机

3、合成工业 高分子工业 氯碱工业 制酸工业 肥料工业 精细化学工业,精细化学品当今世界各国竞相发展的重点和热点！是我国在本世纪调整大中型企业产品结构的发展战略重点之一。,1960 日本最先提出精细化学品的概念 1980精细化工学会成立 1983年，我国框定精细化工的范围，并提议建立精细化工专业 1986年，化工部提出了精细化工产品暂行分类办法,精细化工的诞生,一、精细化学品的定义,精细化学品(Fine chemicals)即精细化工产品 具有深度加工、技术密集度高、小批量生产、高附加价值、一般具有特定功能的化学品。 通用化工产品 (Heavy chemicals)或大宗化学品 一些应用范围广泛，

4、生产中化工技术要求很高，产量大的产品，例如石油化工中的塑料、合成纤维及橡胶。, 通用化学品：以煤、石油、天然气、农副产品为原料经简单加工而成的三烯、三苯、一炔、一萘、三酸、二碱、盐类等。 精细化工品：以通用化学品为原料，深加工，高附加值，小批量，大利润，高纯度的产品。,一是欧美国家定义：,U.S.A Doctor C.H.Kline 1974,精细化学品的定义国际上有二种。,首先将化学品分为两大类： 无差别化学品：具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构式表示其结构的； 差别化学品：不具备上述条件的称为。 然后依此进一步进行分类定义：,（1）通用化学品（Commodity Chemicals） ：

5、 指大量生产的无差别化学品，如无机的酸、碱、盐，以及有机的一些简单试剂。 （2）准通用化学品（Pseudo commodity Chemicals）： 指较大量生产的差别化学品，例如塑料、合成纤维、合成橡胶等。 （3）精细化学品（Fine chemicals） ： 指小量生产的无差别化学品，例如原料医药、原料农药、原料染料等。 （4）专用化学品（Specialty chemicals) ： 指小量生产的差别化学品，例如医药制剂、农药制剂、商品染料等。,二是日本的定义： 凡是具有专门功能，研究、开发、制造及应用技术密集度高，配方技术决定产品性能，附加值高，收益大，批量小，品种多的化工产品统称为精

6、细化学品。,精细化学品 （Fine chemicals） 专用化学品（Specialty chemicals),目前得到多数国家公认的定义： 对于基本化学工业生产的初级或次级化学品经过深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生产的系列产品，称为精细化学品。,世界上精细化学工业最发达的国家： 美国、德国和日本。,精细化学品化学与精细化工,精细化工是“精细化学品生产工业”的简称，属化学工程学范畴。,精细化学品化学研究精细化学品的组成、结构、性质、变化、制备及应用的科学。,二、精细化学品的分类,精细化学品的分类，由于不同国家自身的生产体制的不同而不同。 欧美将专用化学品按其使用性能分为三大类:

7、(1)准商用(通用)化学品; (2)多功能、多用途化学品; (3)最终用途化学品或直接上市化学品。,日本1984年精细化工年鉴中共分为35个行业类别，到1985年，就发展为50多个类别：,我国根据国情， 1986年3月6日颁布 精细化工产品分类暂行规定 将精细化学品分为11个类别。,(1) 农药； (2) 染料； (3) 涂料（包括油漆和油墨）； (4) 颜料； (5) 试剂和高纯物； (6) 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）；,(7) 食品和饲料添加剂； (8) 黏合剂； (9) 催化剂和各种助剂； (10) 化学药品和日用化学品； (11) 功能高分子材料（感光

8、材料等）。,(1)催化剂 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 (2)印染助剂 含柔软剂、匀染剂、分散剂、抗静电剂、纤维用阻燃剂等 (3)塑料助剂 含增塑剂、稳定剂、发泡剂、阻燃剂 (4)橡胶助剂 含促进剂、防老剂、塑解剂、再生胶活化剂等,(5)水处理剂 含水质稳定剂、缓蚀剂、软水剂、杀菌灭藻剂、絮凝剂等 (6)纤维抽丝用油剂 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 (7)有机抽提剂 吡咯烷酮系列、脂肪烃系列、乙睛系列、糠醛系列等 (8)高分子聚合物添加剂 含引发剂、阻聚剂、终止剂、调节剂、活化剂等,(9)表面活性剂 除家用洗涤剂以外的阳、阴、

9、两性和非离子型表面活性剂 (10)皮革助剂 含合成鞣剂、涂饰剂、加脂剂、光亮剂等 (11)农药用助剂 含乳化剂、增效剂等 (12)油田用化学品 破乳剂、钻井防塌剂、泥浆用助剂等；,(13)混凝土用添加剂 含减水剂、防水剂、脱模剂、泡沫剂(加气混凝土用)、嵌缝油剂; (l4)机械、冶金用助剂 含防锈剂、清洗剂、电镀用助剂、各种焊接用助剂、渗炭剂、汽车等机动车用防冻剂等； (15)油用添加剂 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、刹车油添加剂等，,(16)炭黑(橡胶制品的补强剂) 高耐磨、半补强、色素炭黑、乙炔炭黑等； (17)吸附剂 稀土分于筛系列、氧化铝系列、天然沸石

10、系列、二氧化硅系列、活性白土系列等； (18)电子工业专用化学品 含氟化物、助焊剂、石墨乳等；,(19)纸张用添加剂 含增白剂、补强剂、防水剂、填充剂等； (20)其它助剂 如玻璃防霉剂、乳胶凝固剂等,需要注意的是， 上述分类主要是从原化学工业部的范围所做之规定， 并未包含精细化工的全部内容，例如医药制剂、酶、精细陶瓷等。,三、精细化学品的特点,1）多品种，小批量,随着精细化学品应用领域的不断扩大和商品的创新，专用品种和定制品种愈来愈多，精细化工产品本身用量相对说不是很大，因此对产品质量要求很高，对每一个具体品种来说年产量不可能很大，从几百千克到几吨、上千吨的也有。,2）一般具有特定功能,3）

11、生产投资少，附加值高、利润大,增值为 106 倍 国外有一个统计 1每投入价值 100 美元的石油化工原料， 2产出初级化学品价值为 200 美元， 3再产出中间体 480 美元和成品 80 美元； 4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 800 美元的中间产品和价值 540 美元的最终产品； 5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 10600 美元,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）,4）技术密集度高,由于技术开发成功率低、时间长、造成研究开发投资较高。因此，它一方面要求情报密集、信息快，以适应市场的

12、需要和占领市场，同时又反映在生产中技术保密性强、专利垄断性高。,5）商品性强，竞争激烈,四、精细化学品的发展趋势,1 精细化学品发展的主要阶段,A 直接利用自然资源 天然植物（茜草，靛兰）染布，染指甲，胭脂，香料 B 简单加工利用自然资源 压榨、萃取、蒸馏从动植物中直接提取香料、药物（中草药），玫瑰花露。 C 利用合成与复配技术获得在应用性能上取代甚至超过天然物质的产品（标志精细化工的诞生）,1）初期阶段,1800年麝香的合成(香料工业的诞生),1 精细化学品发展的主要阶段,茜素的合成, 1856年，茜素的合成W.H. Perkin 煤焦油品红、苯胺紫 (染料工业的诞生 ),1 精细化学品发展

13、的主要阶段, 1900(1939年)合成农药的诞生 医药（中草药)工业，表面活性剂工业,六六六,DDT,氯氰菊酯,1 精细化学品发展的主要阶段,1942年美国青霉素量产,青霉素,青霉素发明者亚历山大弗莱明爵士,1 精细化学品发展的主要阶段,2）发展完善阶段,1 精细化学品发展的主要阶段,石油工业 迅速发展,3）快速发展阶段,1 精细化学品发展的主要阶段,20 世纪 70 年代爆发了世界范围石油危机，世界各贫油国均面临石油紧缺、油价暴涨、成本猛增，危机冲击各工业部门，许多企业只能停产甚至倒闭。,重视石油的深加工 发展精细化工,2 精细化学品发展的趋势,1）精细化学品的品种继续增加,能源,食品,信

14、息,医疗,二十一世纪，人类正面临着资源与能源、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。,2 精细化学品发展的趋势,2）高性能化、专用化、系列化、绿色化,过去10年中，日本传统精细化学品市场缩减了一半，取而代之的是大量开发功能性、绿色化等高端精细化学品。 如：重点开发用于半导体和平板显示器等电子领域的功能性精细化学品，使日本在信息记录和显示材料等高端产品领域建立了主导地位；在催化剂方面，积极开发新型环保型催化剂，用于石油化学品和汽车尾气净化的催化剂已占市场的半壁江山。,高新技术的采用是当今世界化学工业激

15、烈竞争的焦点，也是二十一世纪综合国力的重要标志之一。,2 精细化学品发展的趋势,3）大力采用高新技术，向边缘学科、 交叉学科发展,各学科互相渗透 互利双赢,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。 Dystar垄断了纺织用染料： 罗氏、BASF、罗-纳三家公司垄断了医药、 食品和饲料等大量使用的维生素； 诺华、孟山都、杜邦等垄断着农药； .,2 精细化学品发展的趋势,4）调整精细化学品生产经营结构、 使其趋向优化。,2 精细化学品发展的趋势,5）精细化学品销售额快速增长 精细化率不断提高,精细化工率的高低已成为衡量一个国

16、家或地区化工发展水平的主要标志之一。,美国 53% 德国 56% 日本 57% 我国 32%,美国精细化工 20世纪60年代美国发展了水处理剂； 70年代初油田化学品成为热门产品； 70年代末电子工业用试剂成了重点； 80年代专用化学品销售额为最高。 近年美国的精细化学品年销售额约为12250亿美元，居世界首位。,西欧精细化工 自20世纪70年代起，采用所谓“差别增长战略”，即有选择、有重点地发展具有自身特点和技术优势的精细化工产品，以德国精细化工为代表。,日本精细化工 1960 日本最先提出Fine Chemicals 的概念 精细化学工业产品产量居世界第三位。,日本是岛国且资源匮乏 日本经

17、济快速发展,世界上主要精细化学品生产者是几 家有名的大化工公司： 美国的杜邦公司 德国的拜耳股份公司 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额的77左右！,世界上重要的精细化工原料及中间体的加工地与出口地。 精细化工门类已达25个，品种达3万多种，精细化学品生产能力近1350万吨/年，年产值近3万亿元。,中国精细化工,世界第一染料生产出口大国 世界第二大涂料生产国 农药产量居世界第二位。,中国精细化工,1. 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面还停留在60、70年代的水平上;高新技术产业国内大多还刚起步 2. 产品品种虽多，但技术含量较低 国家每年需花大量外汇进口医药、农药等原药和中间体 3. 企业规模小而散，集中度低 4. 科研开发力度不够,中国精细化工,“十一五”化学工业科技发展纲要将精细化工列为“十一五”期间优先发展的六大领域之一。,中国精细化工,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、功能型食品添加剂、表面活性剂等列为“十一五” 开发和