第一章精细化学品及其工业ppt课件.ppt

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1、精细化学品化学,化学化工系陈 桂Tel: 15074518285QQ:344910431,课 堂 纪 律 不允许打/接电话、睡觉、玩手机 不允许在上课过程中进出教室考 核 平时成绩（作业20%+到课20%） 考试（60%）,化妆品、洗涤剂、空气清新剂。,人民生活：,重要作用,衣,纤维助剂、染料。,食：,食品添加剂（甜味剂、色素、香 精、味精、防腐剂）、化肥、农药。,住,装饰材料、涂料、颜料、油漆、塑料。,行,橡胶助剂、油料添加剂、防冻剂。,健,药品、保健品、除臭剂。,美,重要作用,社会发展,工业 煤、石油、天然气的加工助剂和催化剂，电子材料，矿产品加工剂等。农业 农药、饲料添加剂、除草剂、植物

2、生长剂、农副产品加工药剂等。国防 化学武器、防化武器、导弹材料、航空航天材料等。高新科技 信息材料、功能材料、人造器官、基因工程材料等。,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。,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

3、中提取多种有机芳香族化合物，并以其为原料制染料、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。,精细化工 精细化学工业的简称，是生产精细化学品工业的通称。精细化学品(Fine Chemicals) 凡是能增进或赋予一种（类）产品以特定功能或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品。具有特定应用功能和专门用途的化

4、工产品。通常需要深度加工、技术密集度高、小批量生产、高附加价值。,附加值(Value Added)是附加价值的简称，是在产品的原有价值的基础上，通过生产过程中的有效劳动新创造的价值，即附加在产品原有价值上的新价值，附加值的实现在于通过有效的营销手段进行联接。 产品附加值的高低通常用附加值率来衡量。附加值率是小于1的值。产品高附加值率越大，产品的附加值就越大，我们把这类产品称为高附加值产品。相反，产品附加值率越小，产品的附加值就越小，我们把这类产品称为低附加值产品。一般来就说，附加值率是以0.3为界。大于0.3称为为高附加值产品，小于0.3称为低附加值产品。,精细化学品化学与精细化工,精细化工是

5、“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。,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。,（1）通用化学品 (非差别性、量大)：指从价廉，易得的天然资源开始，经一次或数次化学加工而制成的最基本的化工原料。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。（2）拟通用化学品。也称半通用化学品（差别性、量大） ：炭黑、火药、合成

6、纤维等,（4） 专用化学品。（差别性、量少）：指全面要求产品功能和性能的一类化学品，可按商品使用性质分为准商品，多用途功能化合物和最终用途化学品。如化妆品、肥皂、洗衣粉、洗涤剂、农药。 以混合物形式销售,主要以复配显示专门功能为特点。,（3） 精细化学品。（非差别性、量少）：化学试剂、染料、颜料、食品添加剂、催化剂、医药和农药的原药等。以化合物的形式销售,强调产品的规格和纯度。初级产品深加工制成。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。,精细化工的范畴相当广泛，主要为两种分类法：结构分类和应用分类。随着科学技术的不断发展，一些新兴的精细化工行业正在不断出现，行业越分

7、越细。,精细化工的范畴和分类,涂料,颜料,试剂和高纯物,农药,染料,信息用化学品,催化剂和各种助剂,食品和饲料添加剂,功能高分子材料,日用化学品,胶粘剂,医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、粘合剂、香料、化妆品、表面活性剂、印刷用油墨、塑料及橡胶添加剂、成像材料、电子用化学品与电子材料、饲料添加剂、催化剂、燃料油添加剂、润滑油添加剂、金属表面处理剂、食品添加剂、混凝土外加剂、水处理剂、高分子絮凝剂、工业杀菌防霉剂、芳香除臭剂、造纸用化学品、纤维用化学品、皮革用化学品、油田用化学品、汽车用化学品、精细陶瓷、贮氢合金、非晶态合金、火药与推进剂、酶、生物技术、功能高分子材料等等。,日本1984年精

8、细化工年鉴中共分为28个行业类别，到1985年，就发展为50多个类别：,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) 粘合剂；(9) 催化剂和各种助剂；(10) 化学药品(原料药)和日用化学品；(11) 功能高分子材料(包括功能膜、偏光材料等)。,1986年，我国化学工业部将精细化工产品分为11大类：,(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、环保用和其他用途的催化剂(2)印染助剂 含柔软剂、匀染剂、分散剂、抗静电

9、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,其中催化剂和各种助剂又包括以下内容：,(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、晴纶用、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性、阴性、中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

10、、增效剂等(12)油田用化学品 含油田用破乳剂、钻井防塌剂、泥浆用助剂,(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) 分高耐磨、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

11、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,上述分类主要是从化学工业部的范围所作之规定，并未包含精细化工的全部内容，例如医药制剂、酶、化妆品、精细陶瓷等。,1.2 精细化工属性,1.生产属性,区别通用化学品： 1）产品品种多、批量小、系列化。 2）间歇式、小容量和多功能的生产装置。 3）技术密集化程度高。 4）劳动密集度高和劳动就业机会多。,1.2 精细化工属性,2.经济属性,1）投资效率高。 2）利润率高。 3）附加价值率高。 4）返本期短。,3.商业属性,1）市场从属性。 2）市场竞争导致市场排他性。 3）应用技术和技术服务是争夺市场的重要手段。

12、 4）企业和商品信誉是稳定市场的保证。,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,精细化学品的特点,3）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

13、 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）,精细化学品的特点,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。,1 掌握国家产业发展政策和法规2 了解同类产品在发达国家的民运3 了解国内外市场供求趋势4 了解原料信息5 注意同行建厂情况6 了解用户变化信息7 增强保护意识,4）技术密集度高,情报密集,三、精细化

14、学品的特点,5）商品性强，竞争激烈,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 精细化学品发展的主要阶段, 1900年-1939年,合成农药的诞生 医

15、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,信息,医疗,二十一世纪，人类正面临着资源与能源、环境与健康、

16、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

17、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,保洁,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家或地区化工发展水平的主要标志之一。,美

18、国 70年代 40%，80年代45%，90年代53%德国 56%日本 57%我国 90年25%，95年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1250亿美元，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年，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

19、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，已建成精细化工技术开发中心10个，精细化学品生产能力近1350万吨/年，年总产量近970万吨，年产值超过1000亿元。,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。,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

20、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” 开发和产业化的重点。,精细化工是与经济建设和人民生活密切相关的重要工业部门，是化学工业发展的战略重点之一。精细化工是各项工业生产和人们生活日益高档化的必然需求，也是化学工业向深

21、度加工和精细加工发展的必然趋势。精细化工是当代高科技领域中不可缺少的重要组成部分，精细化工与有关的新科技领域，包括各类新材料、新能源。电子信息技术、生物技术、航空航天技术和海洋开发技术等密切相关。 目前发达国家的大型石化企业大量采用高新技术，在节能、技改、降低成本的同时调整产品结构向下游深度加工，向产品精细化、功能化，向综合生产的方向发展，走高附加值的生产路线，来发展精细化工产品。其发展趋势是化学工业内部行业结构、产品结构逐渐向高技术化、精细化、专用化方向发展。,发展精细化工的意义,发展精细化工产品已成为发达国家生产经营发展战略重心。今后世界精细化工的发展速度将高于一般化工产品，精细化工率将不

22、断提高。七十年代发达国家精细化工率为3540，八十年代为4555，九十年代达到5563，预计二十一世纪初将达到6067。我国现在的精细化工产值率仅为41，相当数量需要进口。,发达国家精细化工率发展状况,近几年来，我国在精细化工产品的开发、生产和应用上也有可观的成就，科研、教育和生产管理的技术队伍正在迅速成长。然而，这些只能看作是今后发展的一个起点。90年代以来，各国在高科技领域的发展上竞争激烈，因此我们必须大力加快精细化工的发展，争夺高新技术的优势，使我国精细化工在世界新科技发展中占有重要的地位。这对我国国民经济的发展，提高科学技术水平，增强产品的国际竞争力、提高社会和经济效益都具有重要的现实

23、意义和深远的战略意义。,对精细化工，有关的新科技领域包括：各类新型化工材料(功能高分子材料、复合材料)、新能源、精细陶瓷、电子信息技术、电子材料、生物技术(包括发酵技术、生物酶技术、细胞融合技术、基因重组技术等)、航空航天技术和海洋开发技术等领域中的研究。,精细化工发展的重点和方向,当代高科技新领域的开发是精细化工发展的战略目标。近几年来，世界各国都在大力发展精细化工、已使整个化学工业向高精尖方向进步。但目前的精细化工的品种、质量和技术水平还不能满足各行业的发展需要。因此，要加快精细化工新品及影响精细化工后续产品开发的重要原料的研究与开发。,2019年度世界化工50强排行榜，美国有13家进入5

24、0强，占总销售收入的30.8%。欧洲21家，约占世界总量的44.6%。日本有9家，占世界总量份额14.2%，欧、美、日以外地区有7家入围，7家公司总计销售收入493亿美元，占世界总量的10%。,一、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。如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；法国SNF成为世界上专门生产聚丙烯酰胺的最大生产厂，其产量占世界产量的36。Flexlble成为世界最大的橡胶助剂生产厂商，诺华、阿凡提、克来恩等成为世

25、界最大的精细化工公司。,当前世界精细化工发展呈现出以下趋势：,二、普遍加大了精细化工产品的科研开发和应用研究力度，尤其是在生命科学方面（包括生物技术及工程、农药、医药、营养品等）投入大量的资金、人力以获得更大的利益。如孟山都公司从七十年代开始已投入亿美元用于生命科学的研究和开发。三、利用计算机进行有机合成，试验速度大大加快，成本降低，把过去需要十年开发出一个产品的时间缩短为1-2年，大大节省了开发费用。,四、21世纪，人类将面临资源与能源、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。五、高新技术的采用是当今

26、世界化学工业激烈竞争的焦点，也是二十一世纪综合国力的重要标志之一。如生物工程技术将更多地应用于医药、农药、营养品中；利用计算机技术和组合化学技术进行分子设计；膜分离技术；超临界萃取技术；超细粉体技术；分子蒸馏技术等将进一步得到应用,精细化工发展,1.买资源向自开发技术的转化：原矿的浮选与矿产品的深加工，太空资源的开发、海洋开发等。2.高新技术的开发应用：纳米材料、钻石涂料、玻璃纤维（苏格兰桥）、高档陶瓷、染料等。3.特种食品：ATP、太空食品、保健食品等。,4.新药的合成：抗癌、抗爱滋、SARS、。5.绿色材料与试剂：无甲醛黏合剂、无辐射装潢材料、太阳能发光涂料、CFC（氟氯烃）替代技术（保护

27、臭氧层）等。6.绿色能源：氢能、生物质能（沼气、生物质发电）、太阳能。7.仿生材料：纳米材料与荷叶、人工固氮和固碳、人造器官、仿生催化剂（酶）、ATP能量片与光和磷酸化、香蕉皮与润滑剂（石墨、二硫化钼）等，先仿后创。8.模拟光合作用：C1化学（CO、CO2、 CH4 汽油）、固碳，ATP合成等。9.现代生化技术：DNA重组技术、干扰素（性激素杀虫技术）、生物反应器（多肽合成）、细胞融合、膜催化反应等。,10.新分离技术：临界萃取、天然产物的超临界萃取（色素、香油、中草药有效成分）、无机膜分离（超纯水、超纯气）等。11.增效复配技术：表面活性技术、微胶囊化技术、薄膜化技术、高效洗涤技术等。12.

28、超细粉体与纳米化：高档陶瓷、染料、油漆，橡胶、塑料填充剂，13.计算机分子设计，定向嫁接：有机全合成、不对称合成、功能高分子。开发思路：“人无我有，人有我优，人优我新”。 “资源有限，创意无限”。 “唯实求真，协力创新”。,1.石油资源的利用,2.天然气资源及利用,1.煤的气化,2.煤的焦化产品,3.电石乙炔化工,4.煤的液化,乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，尚可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种已证实的植物激素。,衡量一个国家石油化工发展水平,乙烯产品占石化产品的70%以上,1.淀粉资源及利用,2.纤维素资源及利用,3.木质素（木素）及利用,4.半纤维素及利用,5.油脂综合利用,6.植物其他成分的利用,7.动物资源的利用,8. 其他废物的利用,