精細(xì)化學(xué)品化工

1、精細(xì)化學(xué)品化學(xué),教材:《精細(xì)化工產(chǎn)品與工藝》主編：尹衛(wèi)平華東理工大學(xué)出版社,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀,化學(xué)工業(yè)歷史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶煉、釀造、漂染、鞣革等行業(yè)。,第一章 緒 論,20世紀(jì)初，美國標(biāo)準(zhǔn)石油公司采用裂化方法將重質(zhì)油加熱轉(zhuǎn)化為相當(dāng)汽油餾分的輕質(zhì)油。促進(jìn)了石油化工的發(fā)展。,20世紀(jì)中葉，有機(jī)化工產(chǎn)品80%-90%是以石油或天然氣為原料生產(chǎn)的，三大合成材料的原料幾乎全部來自石油化工。由于化工

2、原料的變化，引發(fā)了化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革，帶動(dòng)精細(xì)化工的發(fā)展。,19世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了煉焦工業(yè)，從煉焦副產(chǎn)品煤焦油中提取多種有機(jī)芳香族化合物，并以其為原料制染料、醫(yī)藥、香料、炸藥等產(chǎn)品，形成了以煤焦油為基礎(chǔ)的有機(jī)合成工業(yè)。,自20世紀(jì)40年代以來，化工已經(jīng)成為世界各國工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。80年代以來，隨社會(huì)的發(fā)展、生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)，提高人民生活水平，化工產(chǎn)品出現(xiàn)多樣化、功能化、精細(xì)化的特點(diǎn)。成為化學(xué)工業(yè)的起點(diǎn)，化學(xué)工業(yè)由發(fā)展基礎(chǔ)化

3、工轉(zhuǎn)向重點(diǎn)發(fā)展精細(xì)化學(xué)工業(yè)，使化學(xué)工業(yè)發(fā)展達(dá)到了一個(gè)新的歷史時(shí)期。,化學(xué)工業(yè)行業(yè)范疇與產(chǎn)品分類,按4類分：原料工業(yè) （煤、石油、天然氣等）無機(jī)化工 （酸、堿、鹽）有機(jī)化工 （合成材料、加工業(yè)）合成工業(yè) （制藥、精細(xì)化工）,化學(xué)工業(yè)，是一個(gè)包含多個(gè)行業(yè)的工業(yè)部門。,按8類分：石油煉制和裂解工業(yè)煤焦化及煤焦油工業(yè)有機(jī)合成工業(yè)高分子工業(yè)氯堿工業(yè)制酸工業(yè)肥料工業(yè)精細(xì)化學(xué)工業(yè),精細(xì)化學(xué)品——當(dāng)今世界各國競(jìng)相發(fā)展的重點(diǎn)和熱

4、點(diǎn)！是我國在本世紀(jì)調(diào)整大中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。,1960’ 日本最先提出精細(xì)化學(xué)品的概念1980’精細(xì)化工學(xué)會(huì)成立1983年，我國框定精細(xì)化工的范圍，并提議建立精細(xì)化工專業(yè)1986年，化工部提出了精細(xì)化工產(chǎn)品暫行分類辦法,精細(xì)化工的誕生,一、精細(xì)化學(xué)品的定義,精細(xì)化學(xué)品(Fine chemicals)即精細(xì)化工產(chǎn)品 具有深度加工、技術(shù)密集度高、小批量生產(chǎn)、高附加價(jià)值、一般具有特定功能的化學(xué)品。通用化工產(chǎn)品

5、(Heavy chemicals)或大宗化學(xué)品一些應(yīng)用范圍廣泛，生產(chǎn)中化工技術(shù)要求很高，產(chǎn)量大的產(chǎn)品，例如石油化工中的塑料、合成纖維及橡膠。,,① 通用化學(xué)品：以煤、石油、天然氣、農(nóng)副產(chǎn)品為原料經(jīng)簡(jiǎn)單加工而成的三烯、三苯、一炔、一萘、三酸、二堿、鹽類等。② 精細(xì)化工品：以通用化學(xué)品為原料，深加工，高附加值，小批量，大利潤，高純度的產(chǎn)品。,一是歐美國家定義：,U.S.A Doctor C.H.Kline 1974,精細(xì)化學(xué)品的定義國

6、際上有二種。,首先將化學(xué)品分為兩大類：無差別化學(xué)品：具有固定熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，能以分子式或結(jié)構(gòu)式表示其結(jié)構(gòu)的；差別化學(xué)品：不具備上述條件的稱為。 然后依此進(jìn)一步進(jìn)行分類定義：,（1）通用化學(xué)品（Commodity Chemicals） ： 指大量生產(chǎn)的無差別化學(xué)品，如無機(jī)的酸、堿、鹽，以及有機(jī)的一些簡(jiǎn)單試劑。（2）準(zhǔn)通用化學(xué)品（Pseudo commodity Chemicals）：

7、 指較大量生產(chǎn)的差別化學(xué)品，例如塑料、合成纖維、合成橡膠等。（3）精細(xì)化學(xué)品（Fine chemicals） ： 指小量生產(chǎn)的無差別化學(xué)品，例如原料醫(yī)藥、原料農(nóng)藥、原料染料等。（4）專用化學(xué)品（Specialty chemicals) ： 指小量生產(chǎn)的差別化學(xué)品，例如醫(yī)藥制劑、農(nóng)藥制劑、商品染料等。,二是日本的定義： 凡是具有專門功能，研究、開發(fā)、制造及應(yīng)用技術(shù)密集度高，配方技

8、術(shù)決定產(chǎn)品性能，附加值高，收益大，批量小，品種多的化工產(chǎn)品統(tǒng)稱為精細(xì)化學(xué)品。,精細(xì)化學(xué)品 （Fine chemicals）專用化學(xué)品（Specialty chemicals),,目前得到多數(shù)國家公認(rèn)的定義： 對(duì)于基本化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的初級(jí)或次級(jí)化學(xué)品經(jīng)過深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，稱為精細(xì)化學(xué)品。,世界上精細(xì)化學(xué)工業(yè)最發(fā)達(dá)的國家：美國、德國和日本。,精細(xì)化學(xué)品化學(xué)與精細(xì)化工,精細(xì)化工——是

9、“精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工業(yè)”的簡(jiǎn)稱，屬化學(xué)工程學(xué)范疇。,精細(xì)化學(xué)品化學(xué)——研究精細(xì)化學(xué)品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制備及應(yīng)用的科學(xué)。,二、精細(xì)化學(xué)品的分類,精細(xì)化學(xué)品的分類，由于不同國家自身的生產(chǎn)體制的不同而不同。歐美將專用化學(xué)品按其使用性能分為三大類:(1)準(zhǔn)商用(通用)化學(xué)品; (2)多功能、多用途化學(xué)品;(3)最終用途化學(xué)品或直接上市化學(xué)品。,日本1984年《精細(xì)化工年鑒》中共分為35個(gè)行業(yè)類別，到1985年，就發(fā)展為50多個(gè)類

10、別：,我國根據(jù)國情， 1986年3月6日頒布《精細(xì)化工產(chǎn)品分類暫行規(guī)定》將精細(xì)化學(xué)品分為11個(gè)類別。,(1) 農(nóng)藥； (2) 染料； (3) 涂料（包括油漆和油墨）； (4) 顏料； (5) 試劑和高純物； (6) 信息用化學(xué)品（包括感光材料、磁性材料等能接受電磁波的化學(xué)品）；,(7) 食品和飼料添加劑； (8) 黏合劑； (9) 催化劑和各種助劑； (10) 化學(xué)藥品和日用化學(xué)品； (11) 功能高分子材料（感光

11、材料等）。,(1)催化劑 分為煉油用、石油化工用、有機(jī)化工用、合成氨用、硫酸用、環(huán)保用等(2)印染助劑 含柔軟劑、勻染劑、分散劑、抗靜電劑、纖維用阻燃劑等(3)塑料助劑 含增塑劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑(4)橡膠助劑 含促進(jìn)劑、防老劑、塑解劑、再生膠活化劑等,,,(5)水處理劑 含水質(zhì)穩(wěn)定劑、緩蝕劑、軟水劑、殺菌滅藻劑、絮凝劑等(6)纖維抽絲用油劑

12、 滌綸長絲用，滌綸短絲用、錦綸用、腈綸用、丙綸用、玻璃絲用油劑等(7)有機(jī)抽提劑 吡咯烷酮系列、脂肪烴系列、乙睛系列、糠醛系列等(8)高分子聚合物添加劑 含引發(fā)劑、阻聚劑、終止劑、調(diào)節(jié)劑、活化劑等,,,(9)表面活性劑 除家用洗滌劑以外的陽、陰、兩性和非離子型表面活性劑(10)皮革助劑 含合成鞣劑、涂飾劑、加脂劑、光亮劑等(11)農(nóng)藥用助劑 含乳化劑

13、、增效劑等(12)油田用化學(xué)品 破乳劑、鉆井防塌劑、泥漿用助劑等；,,,(13)混凝土用添加劑 含減水劑、防水劑、脫模劑、泡沫劑(加氣混凝土用)、嵌縫油劑;(l4)機(jī)械、冶金用助劑 含防銹劑、清洗劑、電鍍用助劑、各種焊接用助劑、滲炭劑、汽車等機(jī)動(dòng)車用防凍劑等；(15)油用添加劑 含防水、增粘、耐高溫等各類添加劑、汽油抗震、液壓傳動(dòng)、變壓器油、剎車油添加劑等，,(16)炭黑(橡膠

14、制品的補(bǔ)強(qiáng)劑) 高耐磨、半補(bǔ)強(qiáng)、色素炭黑、乙炔炭黑等；(17)吸附劑 稀土分于篩系列、氧化鋁系列、天然沸石系列、二氧化硅系列、活性白土系列等；(18)電子工業(yè)專用化學(xué)品 含氟化物、助焊劑、石墨乳等；,(19)紙張用添加劑 含增白劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、防水劑、填充劑等；(20)其它助劑 如玻璃防霉劑、乳膠凝固劑等,需要注意的是，上述分類主要是從原化學(xué)

15、工業(yè)部的范圍所做之規(guī)定，并未包含精細(xì)化工的全部內(nèi)容，例如醫(yī)藥制劑、酶、精細(xì)陶瓷等。,三、精細(xì)化學(xué)品的特點(diǎn),1）多品種，小批量,隨著精細(xì)化學(xué)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和商品的創(chuàng)新，專用品種和定制品種愈來愈多，精細(xì)化工產(chǎn)品本身用量相對(duì)說不是很大，因此對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求很高，對(duì)每一個(gè)具體品種來說年產(chǎn)量不可能很大，從幾百千克到幾噸、上千噸的也有。,2）一般具有特定功能,3）生產(chǎn)投資少，附加值高、利潤大,增值為 106 倍

16、 國外有一個(gè)統(tǒng)計(jì)1每投入價(jià)值 100 美元的石油化工原料，2產(chǎn)出初級(jí)化學(xué)品價(jià)值為 200 美元，3再產(chǎn)出中間體 480 美元和成品 80 美元；4如果進(jìn)一步加工為塑料、合成橡膠和纖維以及清洗劑和化妝品，則可產(chǎn)生價(jià)值 800 美元的中間產(chǎn)品和價(jià)值 540 美元的最終產(chǎn)品；5如再深一步加工成用戶直接使用的家庭耐用品、紡織品則總產(chǎn)值可達(dá) 10600 美元,以氮肥為基數(shù)的有關(guān)行業(yè)的附加價(jià)值指數(shù)（有關(guān)行業(yè)附加價(jià)值／氮肥附加價(jià)值）

17、,4）技術(shù)密集度高,由于技術(shù)開發(fā)成功率低、時(shí)間長、造成研究開發(fā)投資較高。因此，它一方面要求情報(bào)密集、信息快，以適應(yīng)市場(chǎng)的需要和占領(lǐng)市場(chǎng)，同時(shí)又反映在生產(chǎn)中技術(shù)保密性強(qiáng)、專利壟斷性高。,5）商品性強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)激烈,四、精細(xì)化學(xué)品的發(fā)展趨勢(shì),1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,A 直接利用自然資源 天然植物（茜草，靛蘭）――染布，染指甲，胭脂，香料 B 簡(jiǎn)單加工利用自然資源 壓榨、萃取、蒸餾從動(dòng)植物中直接提取香料、藥物（中草藥），玫瑰花露。

18、C 利用合成與復(fù)配技術(shù)獲得在應(yīng)用性能上取代甚至超過天然物質(zhì)的產(chǎn)品（標(biāo)志精細(xì)化工的誕生）,1）初期階段,①1800年麝香的合成(香料工業(yè)的誕生),1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,茜素的合成,② 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 ),1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,③ 1900’(1939年)合成

19、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,DDT,氯氰菊酯,1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,④1942年美國青霉素量產(chǎn),青霉素,青霉素發(fā)明者亞歷山大·弗萊明爵士,1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,2）發(fā)展完善階段,1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,石油工業(yè)迅速發(fā)展,3）快速發(fā)展階段,1 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的主要階段,20 世紀(jì) 70 年代爆發(fā)了世界范圍石油危機(jī)，世界各貧油國均面臨石油緊缺、油價(jià)暴漲、成本猛增

20、，危機(jī)沖擊各工業(yè)部門，許多企業(yè)只能停產(chǎn)甚至倒閉。,—重視石油的深加工—發(fā)展精細(xì)化工,2 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的趨勢(shì),1）精細(xì)化學(xué)品的品種繼續(xù)增加,能源,食品,信息,醫(yī)療,二十一世紀(jì)，人類正面臨著資源與能源、環(huán)境與健康、食品與營養(yǎng)等重大問題，精細(xì)化工的發(fā)展也將圍繞這些主題?，F(xiàn)代生物工程技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)將為精細(xì)化工的發(fā)展提供條件。,2 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的趨勢(shì),2）高性能化、專用化、系列化、綠色化,過去10年中，日本傳統(tǒng)精細(xì)化學(xué)品市

21、場(chǎng)縮減了一半，取而代之的是大量開發(fā)功能性、綠色化等高端精細(xì)化學(xué)品。 如：重點(diǎn)開發(fā)用于半導(dǎo)體和平板顯示器等電子領(lǐng)域的功能性精細(xì)化學(xué)品，使日本在信息記錄和顯示材料等高端產(chǎn)品領(lǐng)域建立了主導(dǎo)地位；在催化劑方面，積極開發(fā)新型環(huán)保型催化劑，用于石油化學(xué)品和汽車尾氣凈化的催化劑已占市場(chǎng)的半壁江山。,高新技術(shù)的采用是當(dāng)今世界化學(xué)工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，也是二十一世紀(jì)綜合國力的重要標(biāo)志之一。,2 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的趨勢(shì),3）大力采用高新技術(shù)，向邊

22、緣學(xué)科、 交叉學(xué)科發(fā)展,各學(xué)科互相滲透互利雙贏,全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快使國際競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈，跨國公司繼續(xù)進(jìn)行資產(chǎn)重組、兼并、收購、聯(lián)合等，使生產(chǎn)更集中、更專業(yè)化。Dystar壟斷了紡織用染料：羅氏、BASF、羅-納三家公司壟斷了醫(yī)藥、 食品和飼料等大量使用的維生素；諾華、孟山都、杜邦等壟斷著農(nóng)藥；

23、 ......,2 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的趨勢(shì),4）調(diào)整精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)構(gòu)、 使其趨向優(yōu)化。,2 精細(xì)化學(xué)品發(fā)展的趨勢(shì),5）精細(xì)化學(xué)品銷售額快速增長 精細(xì)化率不斷提高,,精細(xì)化工率的高低已成為衡量一個(gè)國家或地區(qū)化工發(fā)展水平的主要標(biāo)志之一。,美國

24、 53%德國 56%日本 57%我國 32%,美國精細(xì)化工20世紀(jì)60年代美國發(fā)展了水處理劑；70年代初油田化學(xué)品成為熱門產(chǎn)品；70年代末電子工業(yè)用試劑成了重點(diǎn)；80年代專用化學(xué)品銷售額為最高。近年美國的精細(xì)化學(xué)品年銷售額約為12250億美元，居世界首位。,西歐精細(xì)化工自20世紀(jì)70年代起，采用所謂“差別增長戰(zhàn)略”，即有選擇、有重點(diǎn)地

25、發(fā)展具有自身特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)的精細(xì)化工產(chǎn)品，以德國精細(xì)化工為代表。,日本精細(xì)化工1960’ 日本最先提出Fine Chemicals 的概念精細(xì)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量居世界第三位。,日本是島國且資源匱乏日本經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,世界上主要精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)者是幾家有名的大化工公司：美國的杜邦公司德國的拜耳股份公司日本的住友化學(xué)工業(yè)公司,美國、西歐和日本是全球精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)和消費(fèi)比較發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)。三者的總營業(yè)額約占全球?qū)Ｓ没瘜W(xué)品營業(yè)額

26、的77％左右！,世界上重要的精細(xì)化工原料及中間體的加工地與出口地。精細(xì)化工門類已達(dá)25個(gè)，品種達(dá)3萬多種，精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)能力近1350萬噸/年，年產(chǎn)值近3萬億元。,中國精細(xì)化工,世界第一染料生產(chǎn)出口大國世界第二大涂料生產(chǎn)國農(nóng)藥產(chǎn)量居世界第二位。,中國精細(xì)化工,1. 生產(chǎn)技術(shù)水平普遍較低單元操作、工藝路線及產(chǎn)品后處理等方面還停留在60、70年代的水平上;高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)國內(nèi)大多還剛起步……2. 產(chǎn)品品種雖多，但技術(shù)含量較低國家每年

27、需花大量外匯進(jìn)口醫(yī)藥、農(nóng)藥等原藥和中間體……3. 企業(yè)規(guī)模小而散，集中度低4. 科研開發(fā)力度不夠,中國精細(xì)化工,《“十一五”化學(xué)工業(yè)科技發(fā)展綱要》將精細(xì)化工列為“十一五”期間優(yōu)先發(fā)展的六大領(lǐng)域之一。,中國精細(xì)化工,功能涂料、染料新品種、化工中間體綠色合成技術(shù)及新品種、水處理化學(xué)品、功能型食品添加劑、表面活性劑等列為“十一五” 開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。,中國精細(xì)化工,衣：纖維助劑、染料。食：食品添加劑（甜味劑、色素、香 精、

28、 味精、防腐劑）、化肥、農(nóng)藥。住：裝飾材料、涂料、顏料、油漆、塑料。行： 橡膠助劑、油料添加劑、防凍劑。?。?藥品、保健品、除臭劑。美： 化妝品、洗滌劑、空氣清新劑。,人民生活：,重要作用,重要作用,社會(huì)發(fā)展,工業(yè) 煤、石油、天然氣的加工助劑和催化劑，電子材料，礦產(chǎn)品加工劑等。農(nóng)業(yè) 農(nóng)藥、飼料添加劑、除草劑、植物生長劑、農(nóng)副產(chǎn)品加工藥劑等。國防 化學(xué)武器、防化武器、導(dǎo)彈材料、航空航天材料等。高新科技 信息材料、