第二章 精细化工工艺学及技术开发.ppt

第二章 精细化工工艺学基础及技术开发 授课人： 张 扬 本章内容 精细化工的生产特性 精细化工工艺学基础 精细化工过程开发的一般步骤 精细化工的技术开发 精细化工发展的策略 精细化工的生产特性 多品种 医药 染料 Color Index 5232种（1976年） 表面活性剂 日本（4000种） 合成香料 1950年（300种） 1980年（5000种） 精细化工的生产特性 多种多样的生产装置和流程 多为液相并联反应，生产流程长，工序多，主要采用间 歇生产方式。 精细化工的生产特性 技术密集度高 1.综合功能 协同作用。 2.新产品新技术开发的成功概率低、时间长、费用高。 美国、德国（1/10000） 日本（ 1/10000 - 1/30000 ） 精细化工的生产特性 商品性强 用户对商品的选择性很高，市场竞争十分激烈。 精细化工工艺学基础 精细化工工艺学主要包括以下内容：对一具体产品选择和确定技术上和经济上最合适的合成路线和工艺路线；对单元反应确定最佳工艺条件、合成技术和完成反应的方法，已得到高质量、高收入的产品。 精细化工工艺学基础 合成路线是指选用什么原料，经由哪几步单元反应来制备目的产物。 工艺路线是指原料预处理和产物的后处理应采用哪些化工过程，什么设备和什么生产流程。 合成技术主要指非均相接触催化、相转移催化、均相络合催化、光有机合成、及酶催化等。 完成反应的方法是指间歇操作和连续操作的选择，反应器的选择和设计。 精细化工工艺学基础 即对一具体产品，工艺学上要解决的问题主要包括：合成路线的确定、原料预处理方法、反应方式及反应条件的选择、产物后处理方法、工艺流程的组织等。 这些问题既要从技术角度考虑，又要从经济角度考虑，还要从对环境的影响（污染物、副产物的处理与排放）上考虑。应使得最终产品高质量、高收率、成本最低。 精细化工工艺学基础 精细有机合成反应过程主要特点：产品种类多、原料多、反应种类多（各种单元反应）、反应形式多（均相：气相、液相；非均相：气－液、气－固、液－固等；光有机合成；电解有机合成；酶催化等）、催化剂多（有固相、液相、气相，还有光、热引发等）。 精细化工工艺学基础 原料、产物、催化剂之间纵横交错。如：同一种产品可以用不同的原料、不同的催化剂、或不同的反应形式得到。例如，苯酚的合成，工业上可以采用的路线有5条：如苯磺化碱熔法、氯苯催化水解法、异丙苯氧化法、甲苯氧化法等。 精细有机合成过程的复杂性，给工艺路线选择带来很大困难。 精细化工工艺学基础 精细化工工艺学基础 （2）技术先进可靠。考虑目前生产合理的现实意义与持续生产的长远意义。技术先进包括能使用廉价可靠的原料、先进的反应装置、高效的催化剂、设备少、流程短、能耗低、污染物少、以及管理方便、操作安全等。 精细化工工艺学基础 （3）产品合格化和综合利用。符合产品标准(国家、 行业、企业)。 （4）环境保护：切实可行。 （5）特殊材料及设备：来源有保障或有代用品。 （6）消耗指标：主要原材料消耗指标、热、能耗指标低。技术路线选择的合适与否，最终表现在消耗指标上。 例： 因此，S反映的是： 参加反应的A有百分之几转化成了目的产物P。例： S＜100﹪，说明什么？ S=100﹪=1，又说明什么？ 理论收率一般用于计算某一步反应的收率。但在工业生产中，还需要计算反应过程的总收率。 总收率(Y总) 例： 精细化工过程开发的一般步骤 化工技术工业化速度越来越快 开发步骤为把设想变为现实的全过程 过程开发步骤分为三个阶段 实验室研发阶段 中间试验阶段 工业化阶段 2.4 精细化工的技术开发 2.4 精细化工的技术开发 精细化工新产品开发的新技术 精细化工新产品发展的一般规律‘ 精细化工产品市场预测 2.5 精细化工发展的策略 依靠科技进步，以技术为核心 培植技术力量，注意人才培养 搞好行业内部、行业之间的协调 产品方向向横向、纵向延伸 采用多种技术引进方式 加大科研开发投入和科技创新力度 配方研究的重要性及配方设计原理 一、配方研究 1. 精细化学品的一般生产方法 2. 配方研究一般方法 A. 配方设计的前提 (1)对产品性能要求的了解 (2)对原材料特征的了解 (3)对生产工艺与条件的掌握 B. 配方设计的基本原则 (1)配方的适用性 (2)配方的经济性 (3)配方生产工艺的可行性 4. 配方设计的主要内容 A 配方的