2011化工《精细化工工艺学》1

周立新精细化工工艺学前言一.教材与参考书三.本课程的学习二.本课程的内容教材与参考书参考书目参考书目绪论第一章胶黏剂第六章第三章高分子加工用助剂第二章表面活性剂第五章食品添加剂第七章※香料及提取工艺本课程内容第四章洗涤剂本课程的学习1、本课程的特点2、学习要求3、成绩评定1、本课程的特点内容广泛章节之间独立性强产品涉及到的知识领域广产品涉及到的应用领域广2、对本课程的学习要求与目标学习要求课前预习课中认真听讲课后复习多看参考资料学习目标：对精细化工的特点、所学过的精细化工产品的基本知识、主要产品的生产（工艺过程）、配方特点等有较全面、系统的了解。3、成绩评定考试：闭卷平时成绩：考勤+作业第一章绪论主要内容：精细化工的有关概念精细化工的形成与发展精细化率与我国精细化工产业状况精细化工的产品范畴与分类精细化工的特点一、精细化工的有关概念精细化工（精细化学工业）基础化工精细化工产品（精细化学品）专用化学品基础化工产品精细化工：生产精细化工产品的化工工业。基础化工：生产基础化工产品的化工工业。基础化工产品精细化工产品化工产品根据化工产品的生产特点、应用特点、商业特性等，通常将化工产品划分为两大类别：（1）基础化工产品（heavychemicals）简单定义为：大批量生产和销售的化学品统称为通用化学品，典型的如“三酸”、“两碱”，合成塑料、合成橡胶、合成纤维三大类合成材料。基础化工产品是指大量生产的化工基本原料和材料，一般是从廉价、易得的天然资源等基本原料经过一次或数次化学加工而制得的最基本的化工原料产品。又称为通用化工产品或大宗化工产品。基础化工（产品）的特点：◎应用范围广◎生产批量大◎生产设备大型化◎附加值相对较低（2）精细化工产品（finechemicals）：具有专门功能，研发、生产与应用技术密集度高、配方技术往往能左右产品性能，附加值高，小批量多品种的化工产品，称为精细化工产品（精细化学品）。生产精细化工产品的工业称为精细化工工业（finechemicalindustry），简称为精细化工。专用化学品（specialchemicals）：精细化工产品欧美精细化学品专用化学品是指在化学组成上纯度比较高的“化学型”产品，是按化学成分进行生产和销售的产品，产品的类别、质量与规格以产品的化学成分、纯度等决定，如化学试剂。是具有特定用途的“功能性”产品，着重于产品的使用功能，往往是终端商品，又叫商品化学品，往往是配方型产品。专用化学品与精细化学品的区别：a.精细化学品为单一化合物，专用化学品常为配方产品。b.精细化学品用途较广，专用化学品用途较窄。c.精细化学品一般用一种方法或类似的方法制造，专用化学品各生产厂家可以互不相同，甚至可以完全不同。d.精细化学品按化学成分销售，专用化学品按功能销售。e.精细化学品的生命周期长，专用化学品的生命周期短，产品更新换代快。f.专用化学品的附加值更高、利润率更高，技术密集性更强。二、精细化工的形成与发展精细化工的概念首先是由日本在上世纪七十年代提出来的。背景：日本从1955年以石油化工为中心，其化学工业得到飞速发展，成为世界第二大化工强国。石油化工的发展提供了丰富的基本原材料，大力促进了其他工业和整个国民经济的发展。60年代是日本化学工业的鼎盛时期，70年代以后，石油危机出现，使得以石油化工为支柱的日本化学工业受到冲击，迫使其政府不得不重新考虑其化学工业的发展政策，开始着眼于化工产品的深度开发、应用范围的拓展、附加值的提高等，在此背景下，提出了精细化工的概念。精细化工的发展历程：☞十九世纪以前，生产精细化学品的原料主要来源于天然物质。☞二十世纪初，石油化学工业的兴起，精细化学品的发展出现了第一次大的飞跃，以合成化学品为原料的精细化学品，在数量和品种上都逐渐占据主导地位。☞二十世纪中叶，高分子化学的发展和高分子材料的出现，为精细化学品带来了第二次大的飞跃，肥皂发展成了合成洗涤剂，油漆扩展成了涂料，胶黏剂、信息化学品、功能高分子材料等新生行业崛起。☞二十世纪七十年代末到八十年代初，许多发达国家及大型化工集团纷纷发展精细化工，生产出更多的产品附加值更高的精细化学品，各种精细化学品、专用化学品不断出现，发展精细化工成为当时国外化工界的热门。☞进入二十一世纪，信息与微电子、生物、新材料、新能源、自动化、航空航天及海洋开发等高新技术的发展，为精细化工行业的发展提出了新的方向和课题。三、精细化工产品的范畴与分类&根据精细化学品的化学属性，分为：a、精细有机化学品b、精细无机化学品c、精细生物化学品&根据精细化学品的应用领域、产品功能分类※。&根据精细化学品的生产特性分类：a.以分子水平合成、提纯为主，或结合少量的复配增效技术得到的有特定功能的化学品，如化学试剂、农药、染料、颜料、高纯物、催化剂、各种助剂、功能高分子材料等；b.以配方技术为主要生产手段，配方技术能左右最终使用功能的产品，如涂料、洗涤剂、化妆品、香料、胶黏剂等。1984年日本将精细化工产品分为35个类别：17.增塑剂18.稳定剂19.塑料添加剂20.石油添加剂21.饲料添加剂22.食品添加剂23.高分子凝集剂1985年增加16个类别：9.纤维用化学品10.混凝土添加剂11.水处理剂12.金属表面处理剂13.保健品14.润滑剂15.合成沸石16.成像材料1.酶2.火药与推进剂3.非晶态合金4.贮氢合金5.无机纤维6.炭黑7.皮革化学用品8.溶剂与中间体美国精细化学品的分类：我国化工部1986年将精细化学品分为11类：1.农药2.染料3.涂料4.颜料5.试剂和高纯物6.信息用化学品新领域精细化工产品表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、油田化学品、生物化工产品、电子化学品等。结合我国当前和今后的发展，并考虑到国外的分类情况，有人认为我国对精细化工产品的分类应分为18类：1.医药和兽药2.农药3.粘合剂4.涂料5.染料和颜料6.表面活性剂和洗涤剂7.塑料、合成纤维和橡胶用助剂8.香料9.感光材料10.试剂和高纯物11.食品和饲料添加剂12.石油用化学品13.造纸用化学品14.功能高分子材料15.化妆品16.催化剂17.生化酶制18.无极精细化学品四、精细化工的特点多品种小批量技术密集度高综合生产流程和多功能生产装置，以间歇式生产为主大量采用复配技术投资少附加值高利润大综合生产流程和多功能生产装置，以间歇式生产为主：大化工生产设备：厚，重，长，大精细化工设备：轻，薄，短，小“综合生产流程和多功能生产装置”又叫柔性生产装置，是指在同一套生产装置中，使用相似的生产流程、不同的原料生产多种产品，设备适应性强，利用率高。由于精细化工产品具有小批量、多品种、更新快的特点，其生产往往更适合采用间歇式生产，采用较小型的间歇式设备来交替生产多种产品，不宜盲目追求连续化、全自动化生产。※精细化工的研发特性※精细化工的生产特性※精细化工产品的商业特性※精细化工的经济特性精细化工的特性：（一）精细化工的研发特性◎知识密集度高◎研究开发难度大◎技术和产品更新快◎产品质量要求高a.知识密集度高：知识密集度（日本资料）：精细化工的研发特性：机械工业：100化学工业：248医药工业：340知识密集度：产品在研发过程中所涉及到的知识领域、各种知识与技术的综合应用、情报信息等。b.研究开发难度大：◇美、德医药和农药新品种开发成功率为万分之一。◇美国60年代开发一种新药要5年左右的时间，耗资300－500万美元，现在开发一种新药约需5－10年，平均耗资达千万美元甚至上亿。精细化工的研发特性：研发成功的几率低；耗费时间长；研发费用高。c、技术和产品更新快d、产品质量要求高精细化工产品尤其是专用化学品的发展与科学技术的进步、社会经济的发展以及人民生活水平的提高紧密相关。精细化工的研发特性：对精细化工产品的质量要求，对于不同的产品和不同的应用领域有着不同的质量标准。2、精细化工的生产特性小批量、多品种；综合生产流程和多功能生产装置；以间歇式生产为主；设备投资少；大量采用复配技术。a.小批量，多品种多品种不仅是精细化工的一个生产特征，品种是否丰富、规格是否齐全也是评价一个国家精细化工水平的一个重要标志。精细化工的生产特性：相对石油化工等大化工万吨、百万吨的规模而言，精细化工的生产批量要小得多。b.综合生产流程和多功能生产装置，以间歇式生产为主：精细化工的生产特性：大化工生产设备：厚，重，长，大精细化工设备：轻，薄，短，小“综合生产流程和多功能生产装置”又叫柔性生产装置，是指在同一套生产装置中，使用相似的生产流程、不同的原料生产多种产品，设备适应性强，利用率高。由于精细化工产品具有小批量、多品种、更新快的特点，其生产往往更适合采用间歇式生产，采用较小型的间歇式设备来交替生产多种产品。c.设备投资少精细化工产品一般产量小，生产规模不大，多采用间歇式生产方式，设备兼用性强，与连续化生产的大装置相比，设备投资少。精细化工的生产特性：配方是精细化工产品的技术关键，往往对产品的最终性能起决定性的作用。所形成的专利配方垄断性比较强，掌握产品的配方是使产品、企业具有市场竞争能力的关键。d.大量采用复配技术精细化工的生产特性：3、精细化工产品的商业特性●市场的从属性●市场的垄断性和排他性a.市场的从属性☞精细化工投资小，市场进入门槛低；精细化工的商业特性：☞精细化工产品很多是终端消费品，商品性强，直接接受消费者挑选，竞争激烈。市场的从属性：产品的研发、产品的生产必须以市场需求为导向，围着市场转。由于具有市场从属性，生产企业的一切活动要围绕市场转，要特别重视产品的市场情况，对产品作市场分析、进行市场调查：a.发现和寻求市场需要的新产品，开发产品的新用途。b.对现有及潜在市场进行分析，预测未来市场。c.调查用户意见和竞争对手情况，重视产品的技术服务，随时将用户的意见反馈到生产中去，随时对产品的生产开发、市场销售作出调整。d.重视产品外观、包装、产品宣传。精细化工的商业特性：b.市场的垄断性和排他性：专用精细化工产品大都是复配型产品，其配方技术成为生产厂家的技术机密，或通过申请专利进行技术保护，在专利有效期内形成技术垄断，或作为技术机密由开发单位作为内部控制和独占。技术的垄断性构成市场的排他性。精细化工的商业特性：4、精细化工的经济特性投资效率高、附加值高、利润率高世界最贵的、顶级化妆品牌LAMER（海蓝之谜）：五、精细化率与我国精细化工产业状况精细化率：%100化工产品的总值精细化工产品的总值精细化率•精细化率是衡量一个国家化学工业水平、甚至是衡量其综合技术水平、综合国力的重要标志。精细化工的产值在化工总产值中的比重。我国精细化工行业的现状与存在的主要问题：从上世纪八十年代，我国提出了要大力发展精细化工的战略方针，在国家产业政策和计划支持下，尤其是上世纪九十年代的近10多年里，国家陆续安排了100多个大型的精细化工建设和改造项目，总投资近100亿元，极大的促进了我国精细化工行业的发展，精细化率达到40%。我国精细化工企业数愈万，产品品种数约2万种，年产值过千亿（1200亿元以上）。我国精细化工行业的现状：存在的主要问题：精细化程度有待提高。原始创新能力不足，很多技术产品依靠引进消化、模仿。应用研究与开发能力不足，市场培育和开拓力度不够，尤其是以企业为中心的技术创新还处于开创阶段。以高新技术为依托，精细化工产业必须朝着低污染、无污染的绿色化、高功能的方向，实现可持续发展。技术含量不高，品种少，有的行业老产品占1/3以上，出现中低档产品供大于求，高技术含量产品供不应求并存的的结构性矛盾。生产能力发挥不足，有的仅能发挥30%～50%。环境友好水平低，环境污染问题大。企业集中度小，资源配置效率低。第二章表面活性剂表面活性剂被誉为“工业味精”表面活性剂是精细化工产品中的大家族：20世纪30年代开始发展，其发展十分迅速，据统计，表面活性剂品种已达万余种，年产量达千万吨的水平，人均占有量约1.8kg/年。美国是世界上表面活性剂产销量最大的国家，2005年我国表面活性剂的