精细化学品制造工艺及设备

精细化学品制造工艺及设备

精细化学工业是生产精细化学品工业的通称，简称“精细化工”。精细化学品的含义，国外迄今仍在讨论中。目前，凡具有以下特点的化工产品通称为精细化学品，即：

1.品种多，更新换代快；

2.产量小，大多以间歇方式生产；

3.具有功能性或最终使用性；

4.许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；

5.产品质量要求高；

6.商品性强，多数以商品名销售；

7.技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务；

8.设备投资较小；

9.附加价值率高等。

1.精细化工的定义

精细化学工业的简称，化学工业中生产精细化学品的经济领域。精细化学品这个名词,沿用已久,原指产量小、纯度高、价格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等。但是，这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。近年来，各国专家对精细化学品的定义有了一些新的见解，欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)；把产量小、经过

加工配制、具有专门功能或最终使用性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。中国、日本等则把这两类产品统称为精细化学品。

精细化工与基础化工(如基本有机化工、无机化工)不同,后者多生产基本化工原料，而前者生产的产品,多为各工业部门广泛应用的辅助材料或人民生活的直接消费品。因此，精细化工是国民经济不可缺少的工业部门，它与人民生活紧密关联。

精细化工产品（又名精细化学品）是化学工业中用来与通用化工产品或大宗化学品相区别的专用术语。国内外许多学者对精细化工产品提出的定义到目前为止还没有一个公认的说法。综合国外的释义，凡具有投资少、收益率高、利润率高和附加价值高、知识密集高、专利期长的小量多品种特性的化学品称为精细化学品，这是欧美定义的精细化学品和专用化学品的总称。中国原则上采用这个精细化学品的命名法和定义。

“精细化学工业”，通常简称为“精细化工”，是生产精细化学品工业的总称。

近年来，由于社会生产及生活水平的提高，化学工业产品结构的变化以及高新技术的要求，知识经济的兴起使得精细化工产品越来越受到重视。精细化工在化学工业内所占产值比重（精细化率）逐年增长，精细化率大小被认为是一个国家化学工业发达程度的标志之一。

并已有把生产精细化工产品的工业单独作为一个部门从化学工业中独立出来的

倾向。

2、分类

分类：由于各国的分类方法不尽相同，精细化学品包括的范围也不完全一致。目前，中国精细化学品大体上包括：医药、农药、染料、涂料、颜料、信息技术

用化学品（包括感光材料、磁记录材料等）、化学试剂和高纯物质、食品添加剂、和饲料添加剂、催化剂、胶粘剂、助剂、表面活性剂、香料等。随着国民经济的发展，精细化学品的开发和应用领域将不断开拓，新的门类将不断增加。

特点：精细化学品的品种繁多，有无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。生产技术上所具有的共同特点是：

①品种多、更新快，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，所以研究开发费用很大，如医药的研究经费,常占药品销售额的8％～10％。这就导致技术垄断性强、销售利润率高。

②产品质量稳定，对原产品要求纯度高,复配以后不仅要保证物化指标,而且更注意使用性能，经常需要配备多种检测手段进行各种使用试验。这些试验的周期长，装备复杂，不少试验项目涉及人体安全和环境影响。因此，对精细化工产品管理的法规、标准较多。如药典（见《中华人民共和国药典》、《英国药典》）、农药管理法规等。对于不符合规定的产品，往往国家限令其改进，以达到规定指标或禁止生产。

③精细化工生产过程与一般化工生产不同，它的生产全过程，不仅包括化学合成（或从天然物质中分离、提取），而且还包括剂型加工和商品化，由两个部分组成。其中化学合成过程,多从基本化工原料出发,制成中间体，再制成医药、染料、农药、有机颜料、表面活性剂、香料等各种精细化学品。剂型加工和商品化过程对于各种产品来说是配方和制成商品的工艺，它们的加工技术均属于大体类似的单元操作。

④大多以间歇方式小批量生产。虽然生产流程较长，但规模小，单元设备投资费用低，需要精密的工程技术。⑤产品的商品性强，用户竞争激烈，研究和生产单位要具有全面的应用技术，为用户提供技术服务。

综上所述，精细化工产品作为一个知识门类来，在不同目的的要求下有多种分类方法。精细化工产品的分类和范围，不仅国际上缺少统一准则，即使在一个国家内，由于分类的目的不同，其分类法和包含的范围也不尽相同。但有一点，即分类和范围必须符合国情，符合国家经贸政策，且不断作出必要的调整。

3、世界现状

世界精细化学工业最发达的要推美国、联邦德国和日本，其产品产量分别居于世界第一、二、三位。

美国精细化工新门类不断涌现，在20世纪60年代美国发展了水处理剂；1973年石油大幅度涨价，迫使石油公司开发新的油气资源，油田化学品就应运而成为热门产品。70年代末随着电子工业的蓬勃发展，电子工业用试剂又成了重点。

1982年美国专用化学品销售额(表21982年美国专用化学品销售额(百万美元)）

以农用化学品和油田化学品为最高。

联邦德国精细化工自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己特点和技术优势的精细化工产品，使这类产品的销售额不断提高（表3 联邦德国精细化学品销售额在全部化工产品中的比例(％)）。

世界主要生产者是几家有名的大化工公司，如美国的杜邦公司（其精细化工生产比重已超50％）、联邦德国的拜耳股份公司以及日本的住友化学工业公司等。中国精细化工基础弱，近年产量增长很快。1985年中国生产的染料89kt，医药(12大类化学原料药)79kt，农药205kt,涂料769kt,电影胶片170Mm。化学试剂(1983年产值)近5亿元,粘合剂（1983）110kt，增塑剂(1983)215kt，洗涤剂(1983)670kt，磁带(1984)约240Mm。

从70年代以来，一些工业发达国家相继将化学工业发展的战略重点转向精细化工，故加快发展精细化工己成为世界性的趋势。其原因是：

(1)出于科学技术和工农业各部门的发展，以及人们生活水平的提高．迫切要求加快精细化工的发展，以提供各种性能优异、用途广泛的精细化学品；

(2)出于一些工业发达同家的石油化工已发展到相当规模，并具有技术优势，能为精细化工的发展提供充足的原料、中间体和技术条件；

(3)一些缺乏资源的工业发达国家，由于二次能源危机的冲击，不得不改变化工产品的结构，将其战略重点由石油化工转向省资源、省能源、附加价值高和技术密集的精细化工，以便用技术优势弥补资源劣势；

(4)出于一些工业发达国家的石油化工已经发展到由量到质的转变阶段，目前其通用产品的量已能基本满足需要，故要求进一步开发新产品，开拓新的市场，那只有转向发展功能性材料、特种材料和专用商品；

(5)由于新技术的挑战，例如新材料、生物工程、新功能元件等是新一代产业的基础技术，它与精细化工有着非常密切的关系，故要求精细化工迅速发展。

日本早在1968年就提出发展精细化工；1975年日本通产省指出，日本化学工业应向精细化工方向发展；1977年提出，日本的化学工业，重要的是加强精细化学品的国际竞争力。80年代以来，日本采取了一系列的措施促进精细化工的发展，从而使精细化工获得了较快的发展．其精细化率(精细化工在整个化学工业中所占的比重)已从1979年的40％上升到50％以上。从日本1987年几个化学工业部门产品生产的年平均增长率，可见其精细化工发展速度很快。日本l 987年某些精细化工产品的年平均增长率为：感光材料，l 2％；医药，9．1％；有机化工产品，5．8％；石油芳香烃与煤焦油产品．6．4％；塑料，6．4％。

德国精细化工发展的历史较长，基础也较好。该国为了发挥自己在精细化工方面的技术优势，为了保持在国际市场上的优势地位和获得更高的附加价值及利润，近年来也在大力调整化工产品的结构，将发展重点转向精细化工，且其精细化率已超过53％。在德国化学工业中起举足轻重作用的Hoechst公司、Bayer 公司和Basf公司都在加快精细化工的发展。Hoechst公司的精细化工发展最快，现在是世界上最大的医药企业和欧洲最大的涂料企业。Bayer公司对通用塑料等原材料型的化工已经不感兴趣，正集中力量发展精细化工，目前农药和医药两个部门的销售额已占总销售额的35％以上，Basf公司的精细化工比重也已达30％以上。

美国尽管有丰富的天然气和石油资源，且受能源危机的冲击不大，但在70年代就开始重视精细化工的技术开发，许多化工公司纷纷调整化工产品结构，加快精细化的步伐。例如Du Pont公司为了发展精细化工，关闭了在国外的纤维企业．购买了Conoco Chemicals公司，并决定重点发展精细化工。Dow chemica1s 公司也决定把发展重点转向精细化工，并准备在较短时间内将精细化工的比重提高到50％以上。其他如Monsamo公司和UCC公司，亦在加快精细化工的发展。美国精细化工的年平均增长速度达到12％，大大超过化学工业的平均增长速度，其精细化率达到50％以上。

英、法等国也都在进行化工产品结构的调整，也将战略重点转向精细化工，精细化率也在加快。前苏联虽未将化学工业的重点转向精细化工，但也在加快精细化工的发展。

上述情况，说明世界工业发达国家都在加快精细化工的发展，在调整化工产品的结构，并将化学工业的战略重点转向精细化工。

4、精细化工技术工艺特点

由于精细化工的含义，决定了精细化工生产特点，它的生产全过程不同于一般化学品。由化学合成、剂型、商品化三个生产部分组成，由于其产品专用性能，就导致精细化工必然是高技术密集度的产业。对精细化工产品的生产特点可归结为以下四点。

（l）多品种小批量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较高，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。由于产品必须具有特定功能，故而它又是多品种的。随着精细化学品的应用领域不断扩大和商品的更新换代，专用品种和定制品种越来越多。不断地开发新品种和提高开发新品种的能力是精细化工发展水平的一个重要标志。

（2）综合生产流程和多功能生产装置由于精细化工产品系多品种、小批量，生产上又经常更换和更新品种，故要求工厂必须具有随市场需求调整生产的高度灵活性，在生产上需采用多品种综合的生产流程和多用途多功能的生产装置，以便

取得较大的经济效益。同时由此对生产管理及工程技术人员和工人的素质提出了更严格的要求。

（3）高技术密集度技术密集是精细化工的另一特点，因为在实际应用中精细化学品是以商品综合功能出现的，这就需要在化学合成中筛选不同化学结构，在剂型上充分发挥自身功能与其他配合物的协同作用，在商品化上又有一个复配过程以更好发挥产品优良性能。以上这些过程是相互联系又是相互制约的，这就形成精细化学品技术密集度高的一个重要因素。其次，由于技术开发的成功率低，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，同时又反映在精细化工生产中技术保密性与专利垄断性强，竞争剧烈。

（4）商品性强由于精细化学品商品繁多，用户对商品选择性很高，商品性很强，市场竞争剧烈，因而应用技术和技术的应用服务是组织生产的两个重要环节，在技术开发的同时，积极开发应用技术和开展技术服务工作，以增强竞争机制，开拓市场，提高信。

5、精细化工的发展趋势

进入21世纪，精细化学品发展的基本特征是以高新技术为依托，为全球经济和人民生活提高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。同时，伴随着人们对环保的认识，对可持续发展的共识，人们认识到：传统的化学工业必须变革，以适应可持续发展的要求。精细化学品工业也必须朝着低污染甚至无污染的“绿色”方向发展，并且应该成为整个化学工业的典范。

绿色精细化工指的是对环境无公害的低污染或者无污染的精细化学品工业，故又可以称为清洁精细化工或者有好环境精细化工。其是在生产过程中，在产品生命周期中均对环境无危害。这包括原来来源的广泛，最好是再可生资源；生产工艺安全有效、节能、无废弃物排放居或废弃物可资源化；设备寿命使用期限长，无“跑、冒、滴、漏”现象，废弃的设备也不对环境产生威胁；产品使用安全，无污染，废弃的产品可作为资源再生，或经处理成为无污染的物质等。

发展绿色精细化工，实现精细化工的可持续发展，即不断提高环境承载能力的发展；满足当代人需求又不损害子孙后代，满足其需求能力的发展；满足一个地区或者一个国家的需求而又不损害别的国家地区或者国家人群，满足其需求能力的发展。

发展绿色精细化工必须发展绿色精细化工技术。例如采用生物技术生产精细化工产品，利用计算机技术实现精细化工业的自动化，开发反应条件更容易控制、转化率更高的新技术与新工艺等。这方面已有一些成功的案例，例如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料，从产品使用而言对环境的危害将变得更小；以可降解材料代替不可降解材料，使报废产品的处理变得简单，且无环境危害之忧。

发展绿色精细化工也是突破经济发达国家“绿色壁垒”，发展生产的要求。例如欧盟在2002年5月15日与其“官方公报”上公布了欧共体判定纺织品生态标签的新标准，在规定禁用和限制使用17类纺织助剂，它们主要包括禁止使用烷基酚聚氧乙烯醚、线性烷基苯磺酸盐，等由它们组成的制剂。这是因为这些助剂的生物降解性活出利率或回收率低于95%。无疑这将是可供选择的纺织化学品数量大大降低。我国作为纺织品贸易大国，在上述环节上远远不能满足这些严格要求的“绿色”要求，因此发展“绿色”精细化工是国民经济持续发展的必要保证。

一、精细化工设备简介

二、精细化工设备的基本要求

（一）必须满足精细化学品生产工艺条件的要求（二）在规定的使用年限内要安全可靠

（三）制造、安装、维修及操作要方便

（四）要讲究经济效果

三、精细化工设备的类型

1.混合机械设备

2.粉碎和筛分设备

3.混合机械设备

4.均质和乳化设备

参考文献

程侣柏第四版《精细化工产品的合成及应用》大连理工大学出版社马榴强《精细化工工艺学》化学工业出版社

唐林生冯柏成《绿色精细化工概论》化学工业出版社