精细化工工艺学 绪论

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1、1、绪论、绪论精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。精细化 学品的含义，国外迄今仍在讨论中。目前，凡具有以下特点的化工产品通称为 精细化学品，即： 1.品种多，更新换代快； 2.产量小，大多以间歇方式生产； 3.具有功能性或最终使用性； 4.许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能； 5.产品质量要求高； 6.商品性强，多数以商品名销售； 7.技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术 服务； 8.设备投资较小； 9.附加价值率高等。 1.精细化工的定义精细化工的定义 精细化学工业的简称，化学工业中生产精细化学品的经济领域。精细化学品 这个名词,沿用

2、已久,原指产量小、纯度高、价格贵的化工产品，如医药、染料、 涂料等。但是，这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。近年来，各国专 家对精细化学品的定义有了一些新的见解，欧美一些国家把产量小、按不同化欧美一些国家把产量小、按不同化 学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、把产量小、 经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品经过加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品中国、日本等则

3、把这两类产品统称为精细化学品。精细化工与基础化工(如基本有机化工、无机化工)不同,后者多生产基本化工 原料，而前者生产的产品,多为各工业部门广泛应用的辅助材料或人民生活的直 接消费品。因此，精细化工是国民经济不可缺少的工业部门，它与人民生活紧 密关联。 精细化工产品（又名精细化学品）是化学工业中用来与通用化工产品或大 宗化学品相区别的专用术语。国内外许多学者对精细化工产品提出的定义到目 前为止还没有一个公认的说法。综合国外的释义，凡具有投资少、收益率高、 利润率高和附加价值高、知识密集高、专利期长的小量多品种特性的化学品称 为精细化学品，这是欧美定义的精细化学品和专用化学品的总称。中国原则上

4、采用这个精细化学品的命名法和定义。 “精细化学工业”，通常简称为“精细化工”，是生产精细化学品工业的总称。 近!“年来，由于社会生产及生活水平的提高，化学工业产品结构的变化以及高 新技术的要求，知识经济的兴起使得精细化工产品越来越受到重视。精细化工 在化学工业内所占产值比重（精细化率）逐年增长，精细化率大小被认为是一 个国家化学工业发达程度的标志之一。 并已有把生产精细化工产品的工业单独作为一个部门从化学工业中独立出来的 倾向。2、分类、分类 分类：由于各国的分类方法不尽相同，精细化学品包括的范围也不完全一致。 目前，中国精细化学品大体上包括：医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术用化学品（包

5、括感光材料、磁记录材料等）、化学试剂和高纯物质、食品添 加剂、和饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂、香料等。随着国 民经济的发展，精细化学品的开发和应用领域将不断开拓，新的门类将不断增 加。特点：精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它 们的复合物。生产技术上所具有的共同特点是： 品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究开发 费用很大，如医药的研究经费,常占药品销售额的 810。这就导致技术垄 断性强、销售利润率高。 产品质量稳定，对原产品要求纯度高,复配以后不仅要保证物化指标,而且更注 意使用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验。

6、这些试验的周期 长，装备复杂，不少试验项目涉及人体安全和环境影响。因此，对精细化工产 品管理的法规、标准较多。如药典（见中华人民共和国药典、英国药典 ）、农药管理法规等。对于不符合规定的产品，往往国家限令其改进，以达到 规定指标或禁止生产。 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

7、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。产品的商品性强，用户竞争激烈，研究和生 产单位要具有全面的应用技术，为用户提供技术服务。 综上所述，精细化工产品作为一个知识门类来，在不同目的的要求下有多 种分类方法。精细化工产品的分类和范围，不仅国际上缺少统一准则，即使在 一个国家内，由于分类的目的不同，其分类法和包含的范围也不尽相同。但有 一点，即分类和范围必须符合国情，符合国家经贸政策，且不断作出必要的调 整。3、世界现状、世界现状世界精细化学工业最发达的要推美国、联邦德国和日本，其产品产量分别居于 世界第一、二、三位。美国精

8、细化工 新门类不断涌现，在 20 世纪 60 年代美国发展了水处理剂；1973 年石油大幅度涨价，迫使石油公司开发新的油气资源，油田化学品就应运而成 为热门产品。70 年代末随着电子工业的蓬勃发展，电子工业用试剂又成了重点。 1982 年美国专用化学品销售额(表 21982 年美国专用化学品销售额(百万美元)） 以农用化学品和油田化学品为最高。联邦德国精细化工 自 70 年代起，采用所谓“差别增长战略”，即有选择、有重 点地发展具有自己特点和技术优势的精细化工产品，使这类产品的销售额不断 提高（表 3 联邦德国精细化学品销售额在全部化工产品中的比例()）。世界主要生产者是几家有名的大化工公司，

9、如美国的杜邦公司（其精细化工 生产比重已超 50）、联邦德国的拜耳股份公司以及日本的住友化学工业公司 等。中国精细化工 基础弱，近年产量增长很快。1985 年中国生产的染料 89kt， 医药(12 大类化学原料药)79kt，农药 205kt,涂料 769kt,电影胶片 170Mm。化学 试剂(1983 年产值)近 5 亿元,粘合剂（1983）110kt，增塑剂(1983)215kt，洗涤剂 (1983)670kt，磁带(1984)约 240Mm。 从 70 年代以来，一些工业发达国家相继将化学工业发展的战略重点转向精 细化工，故加快发展精细化工己成为世界性的趋势。其原因是：(1)出于科学技术和

10、工农业各部门的发展，以及人们生活水平的提高迫 切要求加快精细化工的发展，以提供各种性能优异、用途广泛的精细化学品；(2)出于一些工业发达同家的石油化工已发展到相当规模，并具有技术优 势，能为精细化工的发展提供充足的原料、中间体和技术条件；(3)一些缺乏资源的工业发达国家，由于二次能源危机的冲击，不得不改 变化工产品的结构，将其战略重点由石油化工转向省资源、省能源、附加价值 高和技术密集的精细化工，以便用技术优势弥补资源劣势；(4)出于一些工业发达国家的石油化工已经发展到由量到质的转变阶段，目前其通用产品的量已能基本满足需要，故要求进一步开发新产品，开拓新的 市场，那只有转向发展功能性材料、特种

11、材料和专用商品；(5)由于新技术的挑战，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代 产业的基础技术，它与精细化工有着非常密切的关系，故要求精细化工迅速发 展。 日本早在 1968 年就提出发展精细化工；1975 年日本通产省指出，日本化学工 业应向精细化工方向发展；1977 年提出，日本的化学工业，重要的是加强精细 化学品的国际竞争力。80 年代以来，日本采取了一系列的措施促进精细化工的 发展，从而使精细化工获得了较快的发展其精细化率(精细化工在整个化学工 业中所占的比重)已从 1979 年的 40上升到 50以上。从日本 1987 年几个化 学工业部门产品生产的年平均增长率，可见其精细化工发

12、展速度很快。日本 l 987 年某些精细化工产品的年平均增长率为：感光材料，l 2；医药， 91；有机化工产品，58；石油芳香烃与煤焦油产品64；塑料， 64。德国精细化工发展的历史较长，基础也较好。该国为了发挥自己在精 细化工方面的技术优势，为了保持在国际市场上的优势地位和获得更高的附加 价值及利润，近年来也在大力调整化工产品的结构，将发展重点转向精细化工， 且其精细化率已超过 53。在德国化学工业中起举足轻重作用的 Hoechst 公司、 Bayer 公司和 Basf 公司都在加快精细化工的发展。Hoechst 公司的精细化工发展 最快，现在是世界上最大的医药企业和欧洲最大的涂料企业。Ba

13、yer 公司对通 用塑料等原材料型的化工已经不感兴趣，正集中力量发展精细化工，目前农药 和医药两个部门的销售额已占总销售额的 35以上，Basf 公司的精细化工比重 也已达 30以上。美国尽管有丰富的天然气和石油资源，且受能源危机的冲击不大，但在 70 年代就开始重视精细化工的技术开发，许多化工公司纷纷调整化工产品结构， 加快精细化的步伐。例如 Du Pont 公司为了发展精细化工，关闭了在国外的纤 维企业购买了 Conoco Chemicals 公司，并决定重点发展精细化工。Dow chemica1s 公司也决定把发展重点转向精细化工，并准备在较短时间内将精细化 工的比重提高到 50以上。其

14、他如 Monsamo 公司和 UCC 公司，亦在加快精细 化工的发展。美国精细化工的年平均增长速度达到 12，大大超过化学工业的 平均增长速度，其精细化率达到 50以上。英、法等国也都在进行化工产品结构的调整，也将战略重点转向精细化工， 精细化率也在加快。前苏联虽未将化学工业的重点转向精细化工，但也在加快 精细化工的发展。上述情况，说明世界工业发达国家都在加快精细化工的发展，在调整化工产 品的结构，并将化学工业的战略重点转向精细化工。4、 精细化工技术特点精细化工技术特点由于精细化工的含义，决定了精细化工生产特点，它的生产全过程不同于 一般化学品。由化学合成、剂型、商品化三个生产部分组成，由于

15、其产品专用 性能，就导致精细化工必然是高技术密集度的产业。对精细化工产品的生产特 点可归结为以下四点。（l）多品种小批量 精细化工产品本身用量相对说不是很大，因 此对产品质量要求较高，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。由于产品必须具有特定功能，故而它又是多品种的。 随着精细化学品的应用领域不断扩大和商品的更新换代，专用品种和定制品种 越来越多。不断地开发新品种和提高开发新品种的能力是精细化工发展水平的 一个重要标志。（2）综合生产流程和多功能生产装置 由于精细化工产品系多品种、小批 量，生产上又经常更换和更新品种，故要求工厂必须具有随市场需求调整生产 的高度

16、灵活性，在生产上需采用多品种综合的生产流程和多用途多功能的生产 装置，以便取得较大的经济效益。同时由此对生产管理及工程技术人员和工人 的素质提出了更严格的要求。（3）高技术密集度 技术密集是精细化工的另一特点，因为在实际应用中 精细化学品是以商品综合功能出现的，这就需要在化学合成中筛选不同化学结 构，在剂型上充分发挥自身功能与其他配合物的协同作用，在商品化上又有一 个复配过程以更好发挥产品优良性能。以上这些过程是相互联系又是相互制约 的，这就形成精细化学品技术密集度高的一个重要因素。其次，由于技术开发 的成功率低，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，以适应市场的需要和占领市场，同时又反映在精细化工生产中技术保 密性与专利垄断性强，竞争剧烈。（4）商品性强 由于精细化学品商品繁多，用户对商品选择性很高，商品 性很强，市场竞争剧烈，因而应用技术和技术的应用服务是组织生产的两个重 要环节，在技术开发的同时，积极开发应用技术和开展技术服务工作