2023/9/21精細化工概論2023/9/22本課程的目的系統(tǒng)掌握各類精細化工產(chǎn)品的代表物的結構、制備、性質(zhì)、用途及其工藝技術（生產(chǎn)原理、工藝過程、三廢治理、產(chǎn)品的用途等）增強獨立分析問題、解決問題的能力，使畢業(yè)后能具備從事精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)管理與新產(chǎn)品開發(fā)的能力2023/9/23本課程的主要內(nèi)容合成材料助劑粘合劑涂料食品添加劑感光材料農(nóng)藥染料香料系統(tǒng)闡述各類精細化學品的定義、分類、制備方法、構效關系。2023/9/24學習的基本要求熟悉精細化學品的定義、分類、典型品種；了解精細化工產(chǎn)業(yè)的歷史與發(fā)展趨勢了解精細化學品的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景；掌握各大類精細化工產(chǎn)品的化學結構特征、理化性質(zhì)、代表性合成方法與生產(chǎn)工藝；初步掌握研究開發(fā)精細化學品的思路與方法。增強獨立分析問題、解決問題的能力，具備從事精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)管理與新產(chǎn)品開發(fā)的能力2023/9/25什么是工藝

勞動者利用生產(chǎn)工具對各種原材料、半成品進行加工或處理，最終使之成為產(chǎn)品的方法與過程。制定工藝的原則是：技術上的先進經(jīng)濟上的合理。由于不同的工廠的設備生產(chǎn)能力、精度以及工人熟練程度等因素都大不相同，所以對于同一種產(chǎn)品而言，不同的工廠制定的工藝可能是不同的；甚至同一個工廠在不同的時期做的工藝也可能不同。

2023/9/26課程體系有機化學物理化學化工原理化工設備化工計算與工藝設計2023/9/27參考文獻楊先麟，精細化工產(chǎn)品配方與實用技術,湖北科學技術出版社；WCarruthers．Somemodernmethodsoforganicsynthesis.Thirdedition．Cambridge，CambridgeUniversityPress丁新騰譯,有機合成設計,上海科學技術文獻出版社;宋啟煌主編，精細化工工藝學，化學工業(yè)出版社；相關期刊:精細化工,精細與專用化學品,精細化工中間體相關網(wǎng)站:中國精細化工網(wǎng)2023/9/28第一章緒論2023/9/29精細化工的誕生精細化工產(chǎn)品的特點精細化工產(chǎn)品的分類精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和發(fā)展模式教學內(nèi)容2023/9/210教學重點精細化學品的定義、特點；精細化工的歷史與發(fā)展趨勢；精細化學品的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景；2023/9/211一、精細化工的誕生1960’日本最先提出FineChemicals的概念1980’精細化工學會成立1983年，我國框定精細化工的范圍，并提議建立精細化工專業(yè)1986年化工部提出了精細化工產(chǎn)品暫行分類辦法精細化工在國民經(jīng)濟中的地位2023/9/212精細化工的誕生過程

A直接利用自然資源

煙葉汁――農(nóng)藥，防止農(nóng)業(yè)病蟲害

天然植物（茜草，靛蘭）――染布，染指甲，胭脂，香料B簡單加工利用自然資源

壓榨、萃取、蒸餾（水蒸氣蒸餾）從動植物中直接提取香料、藥物（中草藥），麝香、薄荷油、龍涎香、海貍香、檀香油、玫瑰花露C利用合成與復配技術獲得在應用性能上取代甚至超過天然物質(zhì)的產(chǎn)品

（標志精細化工的誕生）

D1990’高效、低毒、環(huán)境友好的精細化工產(chǎn)品

2023/9/213①1800’從天然香料中分離出單一的香精，并首次復配―香精麝香的合成(香料工業(yè)的誕生)2023/9/214②

1856年，茜素的合成

W.H.Perkin煤焦油――品紅、苯胺紫

(染料工業(yè)的誕生)茜素的合成:1,2-二羥基蒽醌.赭黃色粉末。不溶于水，難溶于醚，溶于乙醇中呈紅黃色，溶于堿中呈紫色。

2023/9/215③1900’(1939年)合成農(nóng)藥的誕生

醫(yī)藥（中草藥)工業(yè)，表面活性劑工業(yè)六六六2023/9/216DDT(二氯二苯三氯乙烷)

2023/9/217氯氰菊酯:2，2-二甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)-環(huán)丙烷羧酸-α-氰基-3-苯氧基芐基酯滅百可；興棉寶；安綠寶2023/9/218除草劑2，4，5－T:2，4，5-三氯苯氧乙酸2023/9/219高效、低毒、環(huán)境友好的精細化工產(chǎn)品DimethylCarbonate,DMC碳酸二甲酯是一種新興的綠色基礎化學原料。2023/9/220碳酸二甲酯分子中含有羰基、甲基、甲氧基、羰甲基，因而具有多種反應活性，且無毒，無腐蝕性，在許多化學反應場合可替代硫酸二甲酯、氯甲酸甲酯等化學品，作為重要的羰基化和甲基化試劑。碳酸二甲酯作為一種清潔化工原料，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料、染料、電子化學品、飼料添加劑等工業(yè)得到廣泛應用。2023/9/221原形發(fā)展階段雛型發(fā)展階段性能發(fā)展階段功能發(fā)展階段

Knowthedevelopingruleoffinechemicals2023/9/222原形發(fā)展階段原形發(fā)展階段是發(fā)展的起點,是一種科學發(fā)現(xiàn),原形的發(fā)現(xiàn)是該類產(chǎn)品研究和發(fā)展的依據(jù),為開發(fā)該產(chǎn)品提供了基本思路。1869年Ross發(fā)現(xiàn)磷化膜對金屬有保護作用。150年前發(fā)現(xiàn)的除蟲菊花，數(shù)千年前發(fā)現(xiàn)的天然染料：植物中提取的靛藍、由茜草提取的紅色染料、由貝殼類動物提取的紫色染料等便是合成染料的原形。應時時刻刻關心自然，注意發(fā)現(xiàn)新的科學現(xiàn)象，做出創(chuàng)造發(fā)明。2023/9/223雛型發(fā)展階段原形發(fā)現(xiàn)導致一個全新的化工產(chǎn)品的雛型發(fā)明；有時原形發(fā)現(xiàn)并不導致雛型發(fā)明，在弗萊明發(fā)明青霉素之前斯科特見過弗萊明觀察到的現(xiàn)象，而弗萊明用類似的發(fā)現(xiàn)于1929年發(fā)明了青霉素，但不能用于實際治療。雛型發(fā)明的實用價值一般都很低，還需要進行性能改進。產(chǎn)品日益朝實際應用的方向發(fā)展，通常，雛型發(fā)現(xiàn)和發(fā)明容易引起人們的懷疑和抵制，因為它的出現(xiàn)會沖擊人們的傳統(tǒng)觀念。2023/9/224性能發(fā)展階段

當人們認識到了雛型發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的前景時，便會廣泛開展作用機理及化合物結構和性能特點的研究工作，一般有兩種方式對雛型發(fā)現(xiàn)和發(fā)明進行改性：一方面通過機理研究找到在性能上優(yōu)于雛型產(chǎn)品的新產(chǎn)品；如青霉素藥劑、合成染料、磷化液、洗滌產(chǎn)品等。另一方面使雛型產(chǎn)品在工藝上、生產(chǎn)方法上以及價格上實用化。如槍械發(fā)藍液、保健食品。2023/9/225功能發(fā)展階段一種新型的化工產(chǎn)品達到廣泛應用之后，便會面臨更加活躍的功能發(fā)展階段，1、品種日益增多，形成系列產(chǎn)品。2、產(chǎn)品的性能和功能日益脫離原形，更加優(yōu)異。3、產(chǎn)品的使用方式更加多樣化。不同的包裝、不同的使用對象、不同的使用場合。如娃哈哈飲料，納愛斯、白貓洗滌產(chǎn)品等。2023/9/226

性能(Performance)

：材料對外部作用的抵抗特性。例如:

對外力的抵抗表現(xiàn)為材料的強度、模量等；對熱的抵抗表現(xiàn)為耐熱性；對光、電、化學藥品的抵抗，則表現(xiàn)為材料的耐光性、絕緣性、防腐蝕性等。

2023/9/227功能(Function)：指從外部向材料輸入信號時，材料內(nèi)部發(fā)生質(zhì)和量的變化而產(chǎn)生輸出的特性。例如:材料在受到外部光的輸入時，材料可以輸出電性能，稱為材料的光電功能；材料在受到多種介質(zhì)作用時，能有選擇地分離出其中某些介質(zhì)，稱為材料的選擇分離性。此外，如壓電性、藥物緩釋放性等，都屬于功能的范疇。

2023/9/228精細化工在國民經(jīng)濟中的地位精細化學品化學涉及有機合成、無機材料、分析分離技術、物理化學、生物學、材料學等諸多學科專業(yè)，學科的交叉及目標產(chǎn)品的商品化兩大特征體現(xiàn)得尤為明顯。精細化率已成為衡量一個國家化學工業(yè)技術水平高低的主要指標世界各國發(fā)展化學工業(yè)的戰(zhàn)略重點。國家綜合技術水平的重要標志之一。2023/9/229Significanceofdevelopingfinechemicalindustry

精細化率（精細化工在整個化學工業(yè)中所占的比重）=（精細化工產(chǎn)值/化工產(chǎn)品總值）×100%2023/9/230日本和美國精細化工的年平均增長速度大大超過化學工業(yè)的平均增長速度，其精細化率達到50％以上。英、法等國也都在進行化工產(chǎn)品結構的調(diào)整，也將戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向精細化工，精細化率也在加快。俄羅斯雖未將化學工業(yè)的重點轉(zhuǎn)向精細化工，但也在加快精細化工的發(fā)展。

2023/9/231中國85期間28~33%95期間45%

世界工業(yè)發(fā)達國家都在加快精細化工的發(fā)展，都在調(diào)整化工產(chǎn)品的結構，并將化學工業(yè)的戰(zhàn)略重點轉(zhuǎn)向精細化工。精細化工已經(jīng)成為人民生活水平提高、工農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿?、軍事與高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的象征。2023/9/232二、精細化工產(chǎn)品的分類

ClassificationofchemicalsandFinechemicals定義

基本化學品

精細化學品分類精細化學品原料來源

2023/9/233

按用途分類

Heavychemicals（大宗）Finechemicals

（精細）

Chemicals

大宗化學品(HeavyChemicals)

即基本化工產(chǎn)品,一般是指原料經(jīng)初級加工得到的大噸位產(chǎn)品,如甲醇、乙醇、醋酸等甲醇：CO+2H2→CH3OH(5-10kg/cm2,210-270℃,CuO-ZnO-AL2O3)

乙醇：C2H4+H2SO4→C2H5HSO4(20-30kg/cm2,70-80℃)C2H5HSO4+H2O→C2H5OH+H2SO4(100℃)

C2H4+H2O→C2H5OH(磷酸催化劑)醋酸：2C2H5OH+O2→2CH3CHO+2H2O(銀網(wǎng))2CH3CHO+O2→2CH3COOH(醋酸錳)

2023/9/235精細化學品：FineChemicals

起初是指經(jīng)過深度加工所制得的產(chǎn)品，現(xiàn)指能增進或賦予一種(類)產(chǎn)品以特定功能，或擁有特定功能的小批量、高純度的化學品。

1)C12H25N(CH3)2(C6H5CH2)CL(Br)殺菌劑。

2)PetroleumSulfonate驅(qū)油劑

3)LigninSulfonate水煤漿分散劑

4)Ga(CH3)3,In(CH3)3

制備半導體器件的材料(MOCVD技術)。

2023/9/236A按功能分三大類精細有機化學品（包括高分子及天然有機物）精細無機化學品（包括高分子及天然無機物）

生石灰－－靜破碎劑

稀土金屬；精細陶瓷等精細生物化學品(包括微生物）

生物酶、氨基酸等

2023/9/237B，日本日本1985年，《精細化學品年鑒》，51類1)醫(yī)藥;2)飼料添加劑與獸藥;3)農(nóng)藥;4)染料;5)顏料;6)涂料;7)保健食品;8)成像材料;9)電機與電子材料;10)香料;11)化妝品;12)肥皂;13)表面活性劑;14)合成洗滌劑;15)催化劑;16)合成沸石;17)試劑;18)膠粘劑;19)塑料增塑劑;20)塑料穩(wěn)定劑;21)其他塑料添加劑;22)橡膠添加劑;23)燃料添加劑;24)潤滑油;25)潤滑油添加劑;26)油墨;27)食品添加劑;28)混凝土添加劑;29)水處理劑;30)高分子絮凝劑;31)工業(yè)殺菌防霉劑;32)金屬表面處理劑;33)芳香除臭劑;34)炭黑;35)纖維用化學品;36)皮革用化學品;37)油田用化學品;38)汽車用化學品;39)溶劑與中間體;40)造紙用化學品;41)脂肪酸及其衍生物;42)稀有氣體;43)稀有金屬;44)精細陶瓷;45)無機纖維;46)儲氫合金;47)非晶態(tài)合金;48)火藥和推進劑;49)酶;50)生物技術;51)功能高分子2023/9/238C，化工部，18大類1)醫(yī)藥與獸藥;2)農(nóng)藥;3)粘合劑;4)涂料;5)染料和顏料;6)表面活性劑和合成洗滌劑;7)塑料、合成纖維和橡膠用助劑;8)香料;9)感光材料;10)試劑和高純物11)食品和飼料添加劑;12)石油化學用品;13)造紙用化學品;14)功能高分子材料;15)化妝品;16)催化劑;17)生化酶試劑;18)無機精細化學品2023/9/239三、精細化工產(chǎn)品的特點具有特定功能大量采用復配技術小批量、多品種技術密集附加值高6)綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝7)獨到的商業(yè)特性2023/9/240具有特定功能任何一種化工產(chǎn)品都具有各自的功能。精細化學品則具有特定的功能，即應用對象比較狹窄，專用性強而通用性弱。例如，用作餐具的洗滌劑，它必須對油垢有良好的去污能力，并對皮膚沒有刺激，當然必須保證無毒。工業(yè)洗滌劑就不能用于餐具的洗滌。利血平只能用于降低人的血壓。2023/9/241大量采用復配技術由于精細化學應用對象的特殊性,很難采用單一化合物滿足要求,于是配方的研究成為決定性的因素。如:合纖紡絲油劑應具備以下特性:平滑、抗靜電、熱穩(wěn)定性好、揮發(fā)性低、對金屬無腐蝕、可洗性好等。因此，合纖紡絲油劑都是多組分復配產(chǎn)品，主要成分以潤滑油和表面活性劑為主，配以抗靜電劑等助劑；又如：金屬清洗劑是溶劑和除銹劑的混合物。2023/9/242

小批量、多品種精細化學品本身用量不大，如醫(yī)藥在制成成藥后，其形式有片劑、丸劑、針劑等，患者的服用量都以毫克計；食品添加劑的用量是ppm級。為了滿足不同用途的需要，新的精細化學品不斷涌現(xiàn),僅據(jù)<染料索引>第三版統(tǒng)計,不同化學結構的染料品種有5232種。小批量、多品種的特點決定了精細化學品的生產(chǎn)通常是以間歇反應為主，采用批次生產(chǎn)。2023/9/243表面活性劑：家用、工業(yè)用、日常用化妝品類等，5000多個品種

洗發(fā)精；化妝品:37大類，法國2000多個品牌

藥品成藥：不同劑型；同類藥不同品牌

食品添加劑：

染料：紡織中用量≤3-5%,,種類1976達到5232個

涂料：樹脂類分，18大類小批量是相對的

十二烷基磺酸鈉：年產(chǎn)10萬噸

阿司匹林：年產(chǎn)萬噸(Aspirin)

樸熱息痛：Paracemol(對乙酰氨基酚)2023/9/244

早在1853年夏爾.弗雷德里克.熱拉爾（Gerhardt）就用水楊酸與醋酐合成了乙酰水楊酸，但沒能引起人們的重視；1898年德國化學家菲.霍夫曼（FelitHoffmann）又進行了合成，并為他父親治療風濕關節(jié)炎，療效極好；1899年由德萊塞（Dreser）介紹到臨床，并取名為阿司匹林（Aspirin）。我國于1958年開始生產(chǎn)。到目前為止，已應用百年，成為醫(yī)藥史上三大經(jīng)典藥物之一，至今它仍是世界上應用最廣泛的解熱，鎮(zhèn)痛和抗炎藥，也是作為比較和評價其他藥物的標準制劑。（其他名稱）乙酰水楊酸；醋柳酸；巴米爾；Acetylsali-cylic

2023/9/245

Aspirin

Paracemol2023/9/246技術密集精細化學品的生產(chǎn)過程的工藝流程長，單元反應多，原料復雜，中間過程需嚴格控制,并采用近代分析測試儀器跟蹤反應。

新品種開發(fā)成功率低、時間長、費用高。

R&D研究和開發(fā)投資較高,如開發(fā)一種新藥需要5-10年,耗資可達10億美元。2023/9/247附加值高技術壟斷性強、銷售利潤高、附加價值高

據(jù)日本化學工業(yè)的統(tǒng)計：1965年，精細化學品附加值率為46%，無機化學品附加值率為37%；1970年精細化學品附加值率為51%，無機化學品附加值率為39%；1975年精細化學品附加值率為50%，無機化學品附加值率為35%。2023/9/248附加值和利潤率附加值＝產(chǎn)品從原材料開始加工到成品過程中實際增加的價值＝產(chǎn)品產(chǎn)值－（原材料、稅金、設備及廠房折舊）＝利潤＋工人勞動＋動力消耗＋技術開發(fā)費用等。如1978年日本化工各行業(yè)產(chǎn)值與附加價值統(tǒng)計：以氮肥附加價值為基數(shù)（100），石油化學品335.4，染料、有機顏料、環(huán)式中間體1219.2,塑料1213.2，合成纖維606,涂料，732.4，醫(yī)藥制劑，4078,農(nóng)藥，310.6，感光材料，589.4,表面活性劑，141.32023/9/249

利潤率評價其高低的標準：

<15％低利潤率

15-20%中利潤率

>20%，高利潤率2023/9/250綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置:工藝流程長；間歇裝置獨到的商業(yè)特性

獨家經(jīng)營，技術保密

重視市場調(diào)研、適應市場需求

配有應用技術和技術服務商品性強，市場競爭激烈

2023/9/251精細化學品的發(fā)展趨勢新品種研發(fā)新生產(chǎn)工藝和技術的研究新設備和生產(chǎn)裝置的研制副產(chǎn)物的綜合利用化學與化工的融合2023/9/252新品種研發(fā)

(1)農(nóng)業(yè)的新技術要求生產(chǎn)超高效、低毒、環(huán)保型新農(nóng)藥；

(2)三次采油技術促進表面活性劑工業(yè)大力發(fā)展石油磺酸鹽、烷基苯類磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等驅(qū)油表面活性劑；

(3)環(huán)境污染的控制加速了緩蝕劑、阻垢劑、絮凝劑、殺菌劑等水質(zhì)處理劑的開發(fā)；

(4)保健品方面,多元不飽和脂肪酸、各類磷脂、肽類化合物、糖醇類、低聚糖等對抗衰老有療效的功能性食品添加劑發(fā)展十分迅速；

2023/9/253新生產(chǎn)工藝和技術的研究(1)使用催化劑技術改進傳統(tǒng)工藝(2)特種技術:液相加氫技術;微波的化學反應技術等(3)納米材料與技術的運用(4)飛秒技術使實時跟蹤化學反應成為可能

2023/9/254新設備和生產(chǎn)裝置的研制電子秤磁力攪拌反應反應過程計算機控制膜式磺化反應器等2023/9/255副產(chǎn)物的綜合利用化學工業(yè)中往往產(chǎn)生許多副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品是精細化學品的重要原料。

如乙二醇生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物：二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇是合成其他精細化學品的原料。2023/9/256化學與化工的融合化學:由下而上預測;分子結構→介觀層次化工:由上而下控制;逐級控制各級時空結構,宏觀系統(tǒng)→介觀層次量子力學、統(tǒng)計力學、熱力學、流體力學的融合微觀、介觀、宏觀多尺度的無縫鏈接2023/9/257四、精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和發(fā)展模式

精細化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程=

化學合成與工藝＋劑型加工＋商品化

合成路線的選擇原則：

1，原料是否易得

2，操作是否易行

3，環(huán)境是否友好

4，經(jīng)濟是否合理2023/9/258Thedevelopingtendencyoffinechemicalindustry1.買資源向自開發(fā)技術的轉(zhuǎn)化：原礦的浮選與礦產(chǎn)品的深加工，太空資源的開發(fā)、海洋開發(fā)等。2.高新技術的開發(fā)應用：納米材料、鉆石涂料、玻璃纖維（蘇格蘭橋）、高檔陶瓷、染料等。3.特種食品：ATP、太空食品、保健食品等。2023/9/2594．新藥的合成：抗癌、抗愛滋、SARS、。5．綠色材料與試劑：無甲醛黏合劑、無輻射裝潢材料、太陽能發(fā)光涂料、CFC（氟氯烴）替代技術（保護臭氧層）等。6．綠色能源：氫能、生物質(zhì)能（沼氣、生物質(zhì)發(fā)電）、太陽能。2023/9/2607．仿生材料：納米材料與荷葉、人工固氮和固碳、人造器官、仿生