精細(xì)化學(xué)品第一章--緒論

1、第一章 緒 論,1.1 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。 “精細(xì)化工”是“精細(xì)化學(xué)工業(yè)”（Fine Chemical Industry）的簡稱。 化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品包括: 通用化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品。 通用化學(xué)品：應(yīng)用廣泛、生產(chǎn)中技術(shù)要求高、產(chǎn)量大、用途廣的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，如無機(jī)化工 的化肥、硫酸、燒堿等；石油化工中的塑料、合成纖維、合成橡膠等。,對精細(xì)化學(xué)品的意義目前還沒有嚴(yán)格的提法，在我國對精細(xì)化學(xué)品的定義是指: 對基本化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的初級或次級化學(xué)品進(jìn)行深度加工而制取的，具有特殊功能、特定用途、小批量生產(chǎn)的技術(shù)密集度高、附加價值高的系列化工產(chǎn)品。（有時也稱專

2、用化學(xué)品），其中多數(shù)產(chǎn)品的品種多、更新快、規(guī)模小并且利潤高、商品性強(qiáng)。 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)稱為精細(xì)化學(xué)品化學(xué)。,1.2 精細(xì)化學(xué)品的分類 精細(xì)化學(xué)品的種類繁多，目前主要以其產(chǎn)品具有的特定功能來分類。隨著科技的發(fā)展，一些新興的精化行業(yè)正在不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品被分得越來越細(xì)。 日本1984年把精細(xì)化學(xué)品分成35個類別，而到1985年就發(fā)展成51個類別。 我國1986年把精細(xì)化工產(chǎn)品分為12大類。 具體分類如下：,（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） （7）食品和飼料添加劑

3、 （8）粘合劑 （9）催化劑和各種助劑 （10）化學(xué)藥品（原料藥）和日用化學(xué)品 （11）日用化學(xué)品 （12）功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等） 其中催化劑和各種助劑一類又包含20個事項,1.3 精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)特點(diǎn) 精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)過程不同于一般化學(xué)品的生產(chǎn)，它的生產(chǎn)過程可歸納為三個部分：化學(xué)合成、制劑（劑型化）、商品化（標(biāo)準(zhǔn)化），在每一生產(chǎn)過程中又派出各種化學(xué)的、物理的、生化的、技術(shù)的、經(jīng)濟(jì)的要求，因此精細(xì)化工生產(chǎn)特征主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：,1、多品種、小批量 多品種不僅是精細(xì)化工生產(chǎn)的特征，也是評價精細(xì)化工總體水平的一個標(biāo)志。 從目前發(fā)達(dá)國家精細(xì)化學(xué)品的分類就可看出，精細(xì)化工具有多品種、多

4、行業(yè)的特點(diǎn)，從某一精化行業(yè)產(chǎn)品來看，特別是專用品和特制配方產(chǎn)品，其應(yīng)用面窄、針對性強(qiáng)，往往是多種牌號，多種劑型，同時由于多數(shù)精化產(chǎn)品用量少，功能大，更新快，決定了其產(chǎn)量小、品種多。,例如，精化工業(yè)中染料這門古老的行業(yè)，據(jù)染料索引（Color Index）第三版統(tǒng)計，不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料品種有5232個，其中已公布化學(xué)結(jié)構(gòu)的有1536個，生產(chǎn)染料的主要國家經(jīng)常生產(chǎn)的品種在2000種以上，同一品種相加復(fù)配又可派生出若干個牌號，如西德拜耳公司，一個公司就生產(chǎn)1600個牌號的產(chǎn)品。 再如表面活性劑，國外有5000多種，日本三洋化成公司就生產(chǎn)1500多種，并且以每年增加100多個品種的速度擴(kuò)大品種；國外生

5、產(chǎn)的化妝品有37個大類，法國僅發(fā)用化妝品就多達(dá)2000多種牌號。,2、綜合生產(chǎn)流程和多功能生產(chǎn)裝置 多數(shù)精細(xì)化工產(chǎn)品是由基本原料出發(fā)，經(jīng)過深度加工制得的，因而生產(chǎn)流程一般較長，工序較多。由于這些產(chǎn)品的需求量不大，故往往采用間歇式裝置生產(chǎn)，雖然精化產(chǎn)品的品種多，但從合成角度來看，其合成單元反應(yīng)往往不外乎十幾種，尤其是同系列產(chǎn)品其合成采用的生產(chǎn)過程和設(shè)備，有許多共同相似之處。,國外在五十年代末期就拋棄了單一產(chǎn)品、單一流程的落后生產(chǎn)方式，七十年代開始精化生產(chǎn)中已遂步出現(xiàn)了單元反應(yīng)設(shè)備，這些設(shè)備容積大，在傳質(zhì)傳熱等工程技術(shù)上作了許多改進(jìn)，可適應(yīng)不同反應(yīng)條件及不同原料、生產(chǎn)工藝的要求，這樣就可使小批量、

6、多品種生產(chǎn)中的一個品種用一套流程的矛盾得以解決，即廣泛采用多品種綜合生產(chǎn)流程，設(shè)計和制作用途廣、功能多的生產(chǎn)裝置，在單元設(shè)備上采用近代先進(jìn)技術(shù)裝備（如計算機(jī)的引用），使反應(yīng)的控制、工藝操作自動化、精密化。,3、技術(shù)密集度高 精細(xì)化工是綜合性較強(qiáng)的技術(shù)密集型工業(yè)（技術(shù)含量高、高技術(shù)）。這是由于精化產(chǎn)品是以商品的綜合功能出現(xiàn)的，這就需要在化學(xué)合成中篩選不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，在生產(chǎn)中由于步驟多、工序長、影響收率和質(zhì)量的因素多，獲得高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品就必須具有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)管理方法；在制劑生產(chǎn)中必須充分發(fā)揮精化產(chǎn)品自身功能和其它配合物的協(xié)同效應(yīng)，從制劑到商品化，又有一個復(fù)配過程，這些內(nèi)在的和外在

7、的因素既互相連系又互相制約，這樣就形成了精細(xì)化學(xué)品高技術(shù)密集度的一個重要因素。,其次，精細(xì)化工產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)成功率低、時間長、費(fèi)用高，結(jié)果又導(dǎo)致了技術(shù)壟斷性強(qiáng)、銷售利潤率高。例如：農(nóng)藥：隨著對藥效、生物體安全性的要求愈來愈高，新品開發(fā)的時間越來越長，費(fèi)用愈來越大，開發(fā)的成功率就相對減少。 如美國農(nóng)藥：1961-1970年的10年間，開發(fā)新品18個；1971-1979年的10年間，開發(fā)新品4個。其中1964年新農(nóng)藥開發(fā)時間為3年花費(fèi)270萬美元，而1975年新農(nóng)藥開發(fā)需8年1300萬美元。,4、大量采用復(fù)配技術(shù) 這也是精化產(chǎn)品的特點(diǎn)之一，為了滿足各種用途需要，許多產(chǎn)品，除了要求加工成各種劑型（如

8、粉、粒、乳劑等）外，常常必須加入多種其他試劑進(jìn)行復(fù)配，經(jīng)過劑型加工和復(fù)配技術(shù)所制的產(chǎn)品數(shù)目往往超過由合成而得到的第一產(chǎn)品數(shù)目，經(jīng)復(fù)配后，產(chǎn)品具有增效、改性和擴(kuò)大應(yīng)用范圍等功能，其性能往往超過結(jié)構(gòu)單一的產(chǎn)品，因此掌握復(fù)配技術(shù)使精細(xì)化工產(chǎn)品具備市場競爭能力的一個重要方面，這也是我國精細(xì)化工發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。,1.4 精細(xì)化學(xué)品的經(jīng)濟(jì)特點(diǎn) 精細(xì)化學(xué)品的高經(jīng)濟(jì)效益已為實(shí)踐證明，概括起來可以從下列幾個方面的特點(diǎn)加以說明： 1、附加價值高 附加價值是指在產(chǎn)品的產(chǎn)值中扣去原材料費(fèi)、稅金、設(shè)備廠房折舊費(fèi)后剩余部分的價值，該價值包括利潤、工人勞動力、動力消耗以及技術(shù)開發(fā)費(fèi)用。精細(xì)化工產(chǎn)品的附加價值與銷售額的比率在

9、化學(xué)工業(yè)各大部門中是最高的，而從整個精化工業(yè)的一些子行業(yè)來看，附加價值最高的是醫(yī)藥，這可從日本化工史上看出：,表1.1 日本化學(xué)工業(yè)各部門原材料費(fèi)率和附加價值率%,表2.2 日本精化中某部門的附加價值與銷售額的比率（%） 其中：原材料費(fèi)率（%）= 附加價值率（%）=,2、投資效率高 精細(xì)化學(xué)品一般產(chǎn)量小，裝置規(guī)模也較小，具有投資少，見效快的特點(diǎn)，即投資效率高。 投資效率（%）=（附加價值/固定資產(chǎn)）100% 精細(xì)化工資本密集度低于化學(xué)工業(yè)平均水平，一般為化學(xué)工業(yè)指數(shù)的0.3-0.5，是化肥工業(yè)的0.2-0.3，據(jù)統(tǒng)計，1975年日本投資效率如下： 平均 化肥工業(yè) 化纖 感光材料 醫(yī)藥 87.6

10、% 62% 94.3% 170.9% 241.4%,3、利潤率高 國外有一個統(tǒng)計：1977-1980年世界大型化工公司中的銷售利潤率在20%以上的有5家，銷售利潤率在15-20%之間的也有5家，這10家公司均為生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品公司；銷售利潤率在10-15%之間的有20家公司，其中80%以上的為精細(xì)化學(xué)品專業(yè)公司。 從以上據(jù)不難看出，精細(xì)化工行業(yè)的利潤率高于其他化工行業(yè)，這也是精化行業(yè)發(fā)展較快的主要原因之一。,1.5 精細(xì)化工的發(fā)展動向,一、當(dāng)代高科技新領(lǐng)域的開發(fā) 近年來，世界各國都在大力發(fā)展精細(xì)化工，已使整個化學(xué)工業(yè)向精尖方向取得了長足的進(jìn)展，先進(jìn)國家的精細(xì)化工產(chǎn)值在化工總產(chǎn)值中的比例已達(dá)到60

11、-65%，我國近年來在精細(xì)化學(xué)品的開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用上也有可觀的成就，精細(xì)化工在化學(xué)工業(yè)中的比重已達(dá)到50%,對精細(xì)化工而言，有關(guān)的高新科技領(lǐng)域包括：各類新型化工材料（如功能高分子材料、復(fù)合材料）、新能源、電子信息技術(shù)、生物技術(shù)（包括發(fā)酵、生物酶、細(xì)胞融合、基因重組等技術(shù)）、航空航天技術(shù)和海洋開發(fā)技術(shù)等。 二、結(jié)合國內(nèi)外行情、發(fā)展精細(xì)化工系列產(chǎn)品 我國的煤炭、石油和天然氣資源十分豐富，為發(fā)展精細(xì)化工提供了充足的原料來源，如何搞好統(tǒng)籌規(guī)劃為國家現(xiàn)代化服務(wù)是很有意義的，以下提供幾種發(fā)展模式：,1、以某種原料為基礎(chǔ)，發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如，開展石油化工副產(chǎn)品和聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品（如環(huán)烷酸（5烴、重芳烴）的綜合利用

12、；以環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷為基礎(chǔ)發(fā)展各種工業(yè)用和民用非離子表面活性劑；以烷基苯為基礎(chǔ)發(fā)展合成洗滌劑等。 2、以某種技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如：以羰基合成技術(shù)為基礎(chǔ)，由各種烯烴出發(fā)制取一系列脂肪醇；由丙烯制正丁醇和異丁醇，由庚烯得到異辛醇，由十二碳烯得到十二醇，這些醇大多可作為合成增塑劑和表面活性劑的原料。,3、針對某一應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展系列化產(chǎn)品 例如，催化劑、油品添加劑、染料、膠粘劑等系列化產(chǎn)品很多，采用這種模式的優(yōu)點(diǎn)多，如一般生產(chǎn)廠家對本行業(yè)的用戶要求、產(chǎn)品性能檢測以及國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)較熟悉，從而有利于開發(fā)系列產(chǎn)品并形成一定優(yōu)勢。 4、注意采用復(fù)配技術(shù) 為了滿足各種專門用途的需要，化學(xué)合成質(zhì)的產(chǎn)品

13、不僅需劑型化，還必須進(jìn)行復(fù)配，已知在復(fù)配的產(chǎn)品中，包含多種成份，甚至包括幾十種之多，經(jīng)過復(fù)配后不僅要產(chǎn)生數(shù)量多牌號多的產(chǎn)品，而且在性能和應(yīng)用上往往比單一產(chǎn)品有更大的提高，能吸到十分優(yōu)異的效果，這也是我國精化行業(yè)發(fā)展的一個值得注意的方向。,三、采用先進(jìn)技術(shù) 1、新催化技術(shù) 合成反應(yīng)是精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)，它與新催化技術(shù)密切相關(guān)，新催化技術(shù)的重點(diǎn)是能促進(jìn)石油化工發(fā)展的膜催化劑，稀土絡(luò)合催化劑，沸石型催化劑，固體超強(qiáng)酸催化劑等， 發(fā)展與精細(xì)化工新品開發(fā)相關(guān)的相轉(zhuǎn)移催化技術(shù)，立體定向合成技術(shù)和固定化酶催化技術(shù)等，新催化技術(shù)要求能設(shè)計開發(fā)出具有高活性、高選擇性、立體定向、穩(wěn)定性好、壽命長的高效催化劑和技術(shù)。,2、新分離技術(shù) 開發(fā)工業(yè)規(guī)模