精細(xì)化工工藝基礎(chǔ)課件

精

細(xì)

化

學(xué)

品

合

成

工

藝第一章精細(xì)化工工藝基礎(chǔ)1.1概述1.2精細(xì)化工產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)原則1.3配方優(yōu)化設(shè)計(jì)方法1.1概述1.1.1精細(xì)化工的定義1.1.2精細(xì)化工的范疇1.1.3精細(xì)化工的特點(diǎn)1.1.4綠色化學(xué)1.1.5精細(xì)化工產(chǎn)品簡(jiǎn)介1.1.1精細(xì)化工的定義

精細(xì)化學(xué)品—中間體、醫(yī)藥、農(nóng)藥、香精的原料，是通用化工產(chǎn)品的次級(jí)產(chǎn)品，有時(shí)是以化學(xué)名稱及分子式表示，而且規(guī)格有時(shí)也是以其主要物質(zhì)的含量為基礎(chǔ)，但其往往具有較明確的功能指向，與通用化工產(chǎn)品相比，商品性強(qiáng)，生產(chǎn)工藝精細(xì)。

專用化學(xué)品—醫(yī)藥成藥、農(nóng)藥配劑、各種香精等，是化工產(chǎn)品精細(xì)化后的最終產(chǎn)物，其功能性更強(qiáng)。一種精細(xì)化學(xué)品可以制成多種專用化學(xué)品。1.1.1精細(xì)化工的定義通用化工產(chǎn)品精細(xì)化工產(chǎn)品范圍適用于多種用途的通用材料適用于專門用途的專用材料要求能大量而廉價(jià)地連續(xù)生產(chǎn)和供應(yīng)，便于加工在質(zhì)量上必須具有特定功能特點(diǎn)產(chǎn)量大，設(shè)備大型化產(chǎn)品精細(xì)化和功能化1.1.1精細(xì)化工的定義

精細(xì)化學(xué)品：是指按分子組成（即作為化合物）來(lái)生產(chǎn)和銷售的小噸位產(chǎn)品，有統(tǒng)一的商品標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的規(guī)格和純度；專用化學(xué)品：是指小量而有差別的化學(xué)品，強(qiáng)調(diào)其功能。1.1.1精細(xì)化工的定義

現(xiàn)代精細(xì)化工：生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品和專用化學(xué)品的工業(yè)，是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以產(chǎn)品具有特定功能、附加值高、小批量、多品種、系列化為特點(diǎn)的化學(xué)工業(yè)1.1.2精細(xì)化工的范疇

以產(chǎn)品功能為主要分類依據(jù)，分為以下11類1.醫(yī)藥和獸藥2.農(nóng)用化學(xué)品3.涂料4.粘合劑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.石油用化學(xué)品13.造紙用化學(xué)品14.功能高分子材料15.化妝品16.催化劑17.生化酶18.無(wú)機(jī)精細(xì)化學(xué)品1.1.3精細(xì)化工的特點(diǎn)一、精細(xì)化工產(chǎn)品研發(fā)特性（1）知識(shí)密集度高在日本，將機(jī)械制造業(yè)的知識(shí)密集度定為100，化學(xué)工業(yè)248，

醫(yī)藥品340。資本密集度，是化學(xué)工業(yè)的0.3~0.5

化肥工業(yè)的0.2~0.3

乙烯工業(yè)的0.1（2）研發(fā)難度大（3）技術(shù)和產(chǎn)品更新快，品種多二、產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)（1）綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置（2）制劑加工技術(shù)（3）采用復(fù)配技術(shù)三、產(chǎn)品的商業(yè)特性（1）技術(shù)保密，專利壟斷（2）重視市場(chǎng)調(diào)研，適應(yīng)市場(chǎng)需求（3）重視應(yīng)用技術(shù)和技術(shù)服務(wù)四、產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)1.附加價(jià)值與附加價(jià)值指數(shù)附加價(jià)值：在產(chǎn)品的產(chǎn)值中扣除原材料、稅金、設(shè)備和廠房折舊費(fèi)后，剩余部分的價(jià)值。2.投資效率高3.利潤(rùn)率1.1.4綠色化學(xué)

一、綠色化學(xué)研究的內(nèi)容和特點(diǎn)1、綠色化學(xué)的含義綠色化學(xué)（GreenChemistry），又稱為環(huán)境友好化學(xué)（EnvironmentalFriendlyChemistry）或可持續(xù)發(fā)展的化學(xué)（SustainableChemistry），是運(yùn)用化學(xué)原理和新化工技術(shù)來(lái)減少或消除化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生，使所研究開(kāi)發(fā)的化學(xué)產(chǎn)品和過(guò)程更加環(huán)境友好。2、綠色化學(xué)的研究?jī)?nèi)容清潔合成（CleanSynthesis）工藝和技術(shù)，減少?gòu)U物排放，目標(biāo)是“零排放”（ZeroEmission）；改革現(xiàn)有工藝過(guò)程，實(shí)施清潔生產(chǎn)（CleanProduction）；安全化學(xué)品和綠色新材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)；提高原材料和能源的利用率，大量使用可再生資源（RenewableResource）；生物技術(shù)和生物質(zhì)（Biomass）的利用；新的分離技術(shù)（NewSeparationTechnologies）；綠色技術(shù)和工藝過(guò)程的評(píng)價(jià)；綠色化學(xué)的教育，用綠色化學(xué)變革社會(huì)生活，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。3、綠色化學(xué)的特點(diǎn)綠色化學(xué)與傳統(tǒng)化學(xué)的區(qū)別：綠色化學(xué)與環(huán)境治理的區(qū)別：二、綠色化學(xué)引發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命1、化學(xué)制藥的綠色化舍曲林：抗抑郁癥藥物的活性成分原合成路線：原料：二氯苯基四氫萘酮、甲胺、氫氣、D-扁桃酸、醋酸乙酯溶劑溶劑：四氫呋喃或甲苯助劑：四氯化碳作脫水劑，分離中間產(chǎn)物Pfizer公司改進(jìn)后的工藝過(guò)程溶劑：改用乙醇助劑：中間產(chǎn)物在乙醇中的溶解度很小，無(wú)需助劑分離優(yōu)點(diǎn)：每生產(chǎn)1t舍曲林產(chǎn)品，溶劑用量：從227100dm3減少到22710dm3；原料甲胺、二氯苯基四氫萘酮、D-扁桃酸分別節(jié)省60%、45%、20%；每年廢物減排：700t。為此，Pfizer公司獲得2002年度美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。2、農(nóng)藥工業(yè)的綠色化綠色農(nóng)藥：指那些對(duì)害蟲(chóng)和病菌高效，對(duì)人畜、害蟲(chóng)天敵和農(nóng)作物安全，在環(huán)境中易于分解，在農(nóng)作物中低殘留或無(wú)殘留的農(nóng)藥。如生物調(diào)節(jié)劑：采用不同的活性物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)、改變和抑制有害生物體在不同階段的生長(zhǎng)、發(fā)育及繁殖，達(dá)到防治病蟲(chóng)害的目的。例如RohmandHass公司開(kāi)發(fā)的一種殺蟲(chóng)劑，屬于促蛻皮類殺蟲(chóng)劑，促使害蟲(chóng)在不該蛻皮的時(shí)候提前蛻皮，使其脫水停止進(jìn)食而快速死亡。3、綠色新材料

又稱生態(tài)材料，環(huán)境協(xié)調(diào)材料，是指那些具有良好使用性能或功能，對(duì)資源和能源消耗少，對(duì)生態(tài)環(huán)境污染小，有利于人類健康，可降解循環(huán)利用或再生利用率高，在制備、使用、廢棄直至再生循環(huán)利用的整個(gè)過(guò)程中，都與環(huán)境協(xié)調(diào)友好的一大類材料。4、能源工業(yè)綠色化重點(diǎn)解決三方面問(wèn)題：（1）煤的清潔燃燒技術(shù)我國(guó)煤炭85%用于直接燃燒，平均熱效率不到30%；煤炭燃燒產(chǎn)生的煙塵約占全國(guó)總排放量的90%，SO2占87%，NOx占65%，CO2占85%。（2）生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化技術(shù)生物質(zhì)：植物光合作用直接產(chǎn)生或間接衍生的所有物質(zhì)，是可再生的資源。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動(dòng)物糞便。（3）綠色能源的開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、水力能、海洋能、風(fēng)力能、生物質(zhì)能均屬于清潔能源。

1.3綠色精細(xì)化工綠色精細(xì)化工：運(yùn)用綠色化學(xué)的原理和技術(shù)，盡可能選用無(wú)毒無(wú)害的原料，開(kāi)發(fā)綠色合成工藝和環(huán)境友好的化工過(guò)程，生產(chǎn)對(duì)人類健康和環(huán)境無(wú)害的精細(xì)化學(xué)品。即實(shí)現(xiàn)化工原料的綠色化，合成技術(shù)和生產(chǎn)工藝的綠色化，精細(xì)化工產(chǎn)品的綠色化。1.1.5精細(xì)化工產(chǎn)品簡(jiǎn)介一、化妝品二、香料與香精一、化妝品要求：（1）無(wú)毒、無(wú)刺激、無(wú)誘變致病作用常規(guī)安全試驗(yàn)：毒性：LD50半數(shù)致死量

LD50＞5000mg/kg，毒性較小

LD50＞2000mg/kg，低毒性物質(zhì)刺激性：指化妝品涂于人較為敏感的部位時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)，皮膚對(duì)化妝品所起的反應(yīng)。（2）穩(wěn)定性

（3）有效性

（4）舒適性原料基質(zhì)原料（1）露類：以油脂為基質(zhì)原料動(dòng)物脂：羊毛脂（洗滌羊毛的廢水中提取）、蜂脂（蜂房）、鯨脂（抹香鯨）植物脂：硬脂酸（植物或牛脂）、椰子油（椰子果肉）（2）粉類：香粉、胭脂作用：滑爽、遮蓋、吸收主要成分：滑石粉、鈦白粉、氧化鋅、云母粉（3）香水類：常用乙醇作用：溶劑，兼有一定的清涼及殺菌作用輔助原料（1）乳化劑（2）香精（3）色素（4）防腐劑和抗氧化劑二、香料與香精香料的分類：按用途：化妝品香料----以揮發(fā)香氣為主；食用香料----以產(chǎn)生香味為主。按來(lái)源：動(dòng)物性天然香料植物性天然香料單離香料合成香料香精的分類香精：在各種加香產(chǎn)品中使用的利用多種天然香料和合成香料調(diào)配而成的香料混合物。分類：按香型（1）花香型（2）非花香型（3）果香型（4）酒用香型（5）煙用香型（6）食用香型（7）幻想型