精细化学品合成工艺学1.序论
六、本门课的主要内容
一、精细化学品的定义
化学工业衍生图
一、精细化学品的定义
精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化 学品进行深加工而制取的具有特定功能、特定用途、 小批量生产的系列产品。 精细化工：就是生产精细化学品的工业部门。
搞清楚一组术语： – 精细化学品和通用化学品
精细化学品和通用化学品
这种分类上要是考虑了化学工业部所属精细化工行业的情况，今后可 能会不断地补充和修改。
目前精细化工一般分为：
－传统精细化工：染料、颜料、助剂、涂料、 农药等 －新领域精细化工：食品添加剂、饲料添加剂、 工业表面活性剂、水处理剂、胶粘剂、造纸化学品、 油田化学品、皮革化学品、电子化学品等十余个门 类。
CC-Commodity Chemicals:通用化学品。(非差别性、 量大)：硫酸、氨、烧碱、通用塑料、聚氯乙烯、氯乙 烯等。初级加工得到的大吨位产品。 PC-Pseudo –Commodity Chemicals（Semicommodity）：半通用。拟通用化学品（差别性、量 大）：炭黑、火药、合成纤维等。 FC-Fine Chemicals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。 SC-Specialty Chemicals专用化学品。（差别性、量 少）：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,强调的 是产品的功能。
单位：百分比 0.3
0.25 0.2 0.15 0.1 0.052 0.073 0.034 0.035 0.259
0.117
0.042
0.05
0 美国 法国 德国
意大利
英国
日本
中国
目前我国精细化工行业逐步由传统精细化工向新领域 精细化工转化
传统精细化工
生物化工：酶制剂，抗生素，干扰素，有机酸，溶剂等
煤化工：化肥，煤焦油，人造石油，活性炭
三、精细化学品的分类
精细化工范畴广泛，包括的范围也无定论，各国对范畴的规定有差别。 世界主要工业国家关于精细化学品的范围可以看出，虽然有些不同，但并 无多大差别，只是划分的宽窄范围不同而己。 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 越分越细。 日本1984年版《精细化工年鉴》中共分为35个行业类别，而到1985年，就 发展为51个类别： 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、合成洗涤剂、肥皂、印刷用油墨、塑料增塑剂，其它塑料添加剂、 橡胶添加剂、成像材料、电子用化学品与电子材料、饲料添加剂与兽药、催 化剂、合成沸石、试剂、燃料油添加剂、润滑剂、润滑油添加剂、保健食品、 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、溶剂与中间 体、皮革用化学品、油田用化学品、汽车用化学 品、炭黑、脂肪酸及其衍生 物、稀有气体、稀有金属、精细陶瓷、无机纤维、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
精细化工科技费用投入占化工行业总投入的4%， 且有稳步提高的趋势。
我国依托有关科研院所和领先企业，建立了10 多个新领域精细化工技术开发和应用中心，并 从国外引进了一大批有关精细化工的先进技术。
国际跨国公司开始在亚太地区发展中国家尤其 是中国大举开拓精细化工市场，加快了先进技 术的输入。
技术水平逐渐提高
造纸化学品
食品添加剂 低档产品占整个行 业总量 有机颜料商品数
4500个牌号
4000种
200个牌号
1135种 60%以上
超过2000 20:1
不到200 2.8:1
商品数与化学结构 数之比
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
95% 75%
68%
73%
独家经营，技术保密；重视市场调研，适应市场需求；配有应用 技术和技术服务
五、精细化工在国民经济中的战略 意义和发展趋势
1. 精细化工的战略意义
现代高科技 现代工业 环境保护
精细化工
农业 医药保健
人民生活
实例
基准：50亿美元的石油
利用方式 燃料 有机化工 精细化工（专 用化学品）
价值 50亿美元 200亿美元 5300亿美元
1.生产特性 多品种、小批量；技术密集度高；综合生产流程和多功能生产装 置；大量采用复配技术
2.经济特性
投资效率高、附加价值高、利润率高 产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折 旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人的工资、动力消耗 以及技术开发费用。 反映：劳动、技术利用情况以及利润是否 高。 投资效率：（%）=（附加值/固定资产）×100% 3.商业特性
课程简介
教材：精细化工工艺学 （宋启煌 主编） 课程性质：专业限选课
课时：32课时
学分：2.0学分 先修课程：无机化学与分析化学、有机化学
Chap1绪论
主要内容
一、精细化学品的定义
二、精细化工在化学工业中的地位
三、精细化学品的范畴和分类 四、精细化工的特性
ห้องสมุดไป่ตู้
五、精细化工在国民经济中的战略意义 和发展趋势
Undifferentiated products(非差别性)
Differentiated products(差别性)
产量大、 用途广
产量小、 用途专
产量大、 用途广
产量小、 用途专
CC-CommodityChemicals
FC-FineChemicals
PC-PseudoCommodity
SC-Specialty Chemicals
1999年较1998年 品种增加（%） 4.8 9.5 12.3 18.8 43.4 54.8 828.6
资料来源：《中国化学工业年鉴2000/2001》
同国际上发达国家相比，我国当前精细化工行业 产品种类少、精细化率低、技术水平落后，与世 界先进水平的差距大约在15至20年
国内、国际精细化工部分指标比较表 项目名称 精细化工产品品种 农药原药品种 饲料添加剂 国际先进水平 10万多种 500多种 280种 我国水平 2万多种 170多种 100种 我国与世界主要精细化工强国精细 化率比较
45%
瑞士 美国 德国 日本 中国
精细化率是精细化工产品产值率的简称，指精细化工产品产值占化工总产值的百分率。 资料来源：《中国化学工业年鉴2007/2008》
在世界化学工业产值中，美国占据了四分之一的份 额，日本及欧洲国家占据超过40%的份额，我国仅 占大约4%的份额
2000年主要国家化学工业所占比例
精细化学品(Fine chemicals)：是化学工业中指一些 具有持定应用性能。合成工艺中，步骤繁多，反应复 杂。产量小，产值高的产品。例如，各种试剂、医药、 功能高分子等。 通用化学品(Heavy chemicals)：指一些应用范围广 泛，生产中化工技术要求高，产量大的产品，例如， 石油化工中的合成树脂、合成橡胶及合成纤维三大合 成材料等。
渗透领域： 人民生活
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：装饰材料助剂、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：化妆品、洗涤剂、美容美发品、玻璃擦净剂、 空气清新剂。
渗透领域：社会发展
1986年，为了统一精细化工产品的口径，加快调整产 品结构，发展精细化工，并作为今后计划、规划和统计的 依据，我国化学工业部对精细化工产品的分类作了暂行规 定，把精细化工产品分为11个产品类别：
中国精细化工产品分类
农药、染料、涂料（包括油漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、 信息化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学 品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工 系统生产的化学药品（原料药）和日用化学品、高分子聚合物 中的功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。
发达国家精细化工率 >60%
我国精细化工行业经过近五十年发展，产业结构 不断优化，部分产品已基本满足国内需求
2011----2015
2001-2010
1991--2000 1976--1990 1950--1975
我国开始发 展精细化工 工业，产品 品种很少， 技术落后， 精细化率不 足5%。
产品和产业 水平上飞速 产品品种增 发展，精细 加，精细化 率上升到23%。 化率达到35%。 染料产量跃 精细化工被 居世界第一 列为我国化 位，农药产 学工业发展 量跃居世界 的三大战略 第二位。 重点之一。
用途较广 由一种方法或类似方法制造 按所含化学成分销售 产品生命期较长； 最终使用产品，用途面窄，应用单一 不同厂家产品有差别，甚至完全不同 按功能销售（食品、化妆、药用等） 生命期短，更新快
附加值较低
附加值较高，技术机密性强
Chemicals U.S.A C.H.Cline. doctor
Chemicals
工业----煤、石油、天然气的各种加工助剂和 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。
四、精细化工的特点
增值倍数 1 4 106
2. 精细化工的发展趋势
经过五个‘五年计划’的发展，我国新领域精 细化工已见雏形，产品品种数量和质量可在相当程 度上满足国民经济发展的需要。 就总量而言，我国 已成为世界上主要的精细化工产品生产国之一：染 料产量已稳居世界第一位，农药居第一位，涂料居 第二位；总体精细化工率已达45%左右。各类精细化 工产品不仅能基本满足国民经济发展的需要，而且 许多产品在国际市场上已占有相当份额，有的甚至 占有举足轻重的地位。
一、精细化学品的定义
化学工业衍生图
一、精细化学品的定义
精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化 学品进行深加工而制取的具有特定功能、特定用途、 小批量生产的系列产品。 精细化工：就是生产精细化学品的工业部门。
搞清楚一组术语： – 精细化学品和通用化学品
精细化学品和通用化学品
这种分类上要是考虑了化学工业部所属精细化工行业的情况，今后可 能会不断地补充和修改。
目前精细化工一般分为：
－传统精细化工：染料、颜料、助剂、涂料、 农药等 －新领域精细化工：食品添加剂、饲料添加剂、 工业表面活性剂、水处理剂、胶粘剂、造纸化学品、 油田化学品、皮革化学品、电子化学品等十余个门 类。
CC-Commodity Chemicals:通用化学品。(非差别性、 量大)：硫酸、氨、烧碱、通用塑料、聚氯乙烯、氯乙 烯等。初级加工得到的大吨位产品。 PC-Pseudo –Commodity Chemicals（Semicommodity）：半通用。拟通用化学品（差别性、量 大）：炭黑、火药、合成纤维等。 FC-Fine Chemicals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。 SC-Specialty Chemicals专用化学品。（差别性、量 少）：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,强调的 是产品的功能。
单位：百分比 0.3
0.25 0.2 0.15 0.1 0.052 0.073 0.034 0.035 0.259
0.117
0.042
0.05
0 美国 法国 德国
意大利
英国
日本
中国
目前我国精细化工行业逐步由传统精细化工向新领域 精细化工转化
传统精细化工
生物化工：酶制剂，抗生素，干扰素，有机酸，溶剂等
煤化工：化肥，煤焦油，人造石油，活性炭
三、精细化学品的分类
精细化工范畴广泛，包括的范围也无定论，各国对范畴的规定有差别。 世界主要工业国家关于精细化学品的范围可以看出，虽然有些不同，但并 无多大差别，只是划分的宽窄范围不同而己。 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 越分越细。 日本1984年版《精细化工年鉴》中共分为35个行业类别，而到1985年，就 发展为51个类别： 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、合成洗涤剂、肥皂、印刷用油墨、塑料增塑剂，其它塑料添加剂、 橡胶添加剂、成像材料、电子用化学品与电子材料、饲料添加剂与兽药、催 化剂、合成沸石、试剂、燃料油添加剂、润滑剂、润滑油添加剂、保健食品、 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、溶剂与中间 体、皮革用化学品、油田用化学品、汽车用化学 品、炭黑、脂肪酸及其衍生 物、稀有气体、稀有金属、精细陶瓷、无机纤维、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
精细化工科技费用投入占化工行业总投入的4%， 且有稳步提高的趋势。
我国依托有关科研院所和领先企业，建立了10 多个新领域精细化工技术开发和应用中心，并 从国外引进了一大批有关精细化工的先进技术。
国际跨国公司开始在亚太地区发展中国家尤其 是中国大举开拓精细化工市场，加快了先进技 术的输入。
技术水平逐渐提高
造纸化学品
食品添加剂 低档产品占整个行 业总量 有机颜料商品数
4500个牌号
4000种
200个牌号
1135种 60%以上
超过2000 20:1
不到200 2.8:1
商品数与化学结构 数之比
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
95% 75%
68%
73%
独家经营，技术保密；重视市场调研，适应市场需求；配有应用 技术和技术服务
五、精细化工在国民经济中的战略 意义和发展趋势
1. 精细化工的战略意义
现代高科技 现代工业 环境保护
精细化工
农业 医药保健
人民生活
实例
基准：50亿美元的石油
利用方式 燃料 有机化工 精细化工（专 用化学品）
价值 50亿美元 200亿美元 5300亿美元
1.生产特性 多品种、小批量；技术密集度高；综合生产流程和多功能生产装 置；大量采用复配技术
2.经济特性
投资效率高、附加价值高、利润率高 产品附加值：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折 旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人的工资、动力消耗 以及技术开发费用。 反映：劳动、技术利用情况以及利润是否 高。 投资效率：（%）=（附加值/固定资产）×100% 3.商业特性
课程简介
教材：精细化工工艺学 （宋启煌 主编） 课程性质：专业限选课
课时：32课时
学分：2.0学分 先修课程：无机化学与分析化学、有机化学
Chap1绪论
主要内容
一、精细化学品的定义
二、精细化工在化学工业中的地位
三、精细化学品的范畴和分类 四、精细化工的特性
ห้องสมุดไป่ตู้
五、精细化工在国民经济中的战略意义 和发展趋势
Undifferentiated products(非差别性)
Differentiated products(差别性)
产量大、 用途广
产量小、 用途专
产量大、 用途广
产量小、 用途专
CC-CommodityChemicals
FC-FineChemicals
PC-PseudoCommodity
SC-Specialty Chemicals
1999年较1998年 品种增加（%） 4.8 9.5 12.3 18.8 43.4 54.8 828.6
资料来源：《中国化学工业年鉴2000/2001》
同国际上发达国家相比，我国当前精细化工行业 产品种类少、精细化率低、技术水平落后，与世 界先进水平的差距大约在15至20年
国内、国际精细化工部分指标比较表 项目名称 精细化工产品品种 农药原药品种 饲料添加剂 国际先进水平 10万多种 500多种 280种 我国水平 2万多种 170多种 100种 我国与世界主要精细化工强国精细 化率比较
45%
瑞士 美国 德国 日本 中国
精细化率是精细化工产品产值率的简称，指精细化工产品产值占化工总产值的百分率。 资料来源：《中国化学工业年鉴2007/2008》
在世界化学工业产值中，美国占据了四分之一的份 额，日本及欧洲国家占据超过40%的份额，我国仅 占大约4%的份额
2000年主要国家化学工业所占比例
精细化学品(Fine chemicals)：是化学工业中指一些 具有持定应用性能。合成工艺中，步骤繁多，反应复 杂。产量小，产值高的产品。例如，各种试剂、医药、 功能高分子等。 通用化学品(Heavy chemicals)：指一些应用范围广 泛，生产中化工技术要求高，产量大的产品，例如， 石油化工中的合成树脂、合成橡胶及合成纤维三大合 成材料等。
渗透领域： 人民生活
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：装饰材料助剂、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：化妆品、洗涤剂、美容美发品、玻璃擦净剂、 空气清新剂。
渗透领域：社会发展
1986年，为了统一精细化工产品的口径，加快调整产 品结构，发展精细化工，并作为今后计划、规划和统计的 依据，我国化学工业部对精细化工产品的分类作了暂行规 定，把精细化工产品分为11个产品类别：
中国精细化工产品分类
农药、染料、涂料（包括油漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、 信息化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学 品）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化工 系统生产的化学药品（原料药）和日用化学品、高分子聚合物 中的功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。
发达国家精细化工率 >60%
我国精细化工行业经过近五十年发展，产业结构 不断优化，部分产品已基本满足国内需求
2011----2015
2001-2010
1991--2000 1976--1990 1950--1975
我国开始发 展精细化工 工业，产品 品种很少， 技术落后， 精细化率不 足5%。
产品和产业 水平上飞速 产品品种增 发展，精细 加，精细化 率上升到23%。 化率达到35%。 染料产量跃 精细化工被 居世界第一 列为我国化 位，农药产 学工业发展 量跃居世界 的三大战略 第二位。 重点之一。
用途较广 由一种方法或类似方法制造 按所含化学成分销售 产品生命期较长； 最终使用产品，用途面窄，应用单一 不同厂家产品有差别，甚至完全不同 按功能销售（食品、化妆、药用等） 生命期短，更新快
附加值较低
附加值较高，技术机密性强
Chemicals U.S.A C.H.Cline. doctor
Chemicals
工业----煤、石油、天然气的各种加工助剂和 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。
四、精细化工的特点
增值倍数 1 4 106
2. 精细化工的发展趋势
经过五个‘五年计划’的发展，我国新领域精 细化工已见雏形，产品品种数量和质量可在相当程 度上满足国民经济发展的需要。 就总量而言，我国 已成为世界上主要的精细化工产品生产国之一：染 料产量已稳居世界第一位，农药居第一位，涂料居 第二位；总体精细化工率已达45%左右。各类精细化 工产品不仅能基本满足国民经济发展的需要，而且 许多产品在国际市场上已占有相当份额，有的甚至 占有举足轻重的地位。
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精细化工工艺(1绪论)
7
近年来，国内许多专家考虑到国外对精细化工产品 的分类情况，将精细化工产品分为18类： 类 1、医药和兽药 2、试剂和高纯物 3、粘合剂 4、 涂料 剂 剂 5、染料和颜料 6、表面活性剂和合成洗涤 8、香料 14、 17、 11、食品和饲料添加 13、造纸用化学品 16、催化剂 7、塑料和合成橡胶及橡胶用助剂 10、农药 12、石油用化学品
18
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％。
19
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
13
6）综合生产流程和多功能生产装量 ） 由于精细化工产品系多品种、小批量，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。
24
4）粘合剂工业重点是发展低毒或无毒，中低温固化和高强耐 候品种，开发功能性新品种，尤其注重开发结构粘合剂、鞋用 粘合剂 。 （2）努力加快精细化学品新领域的开发 ） 精细化学品的新领域包括： 功能高分子材料、电子材料、精细陶瓷、生化制品等 （3）优先发展高新技术领域的关键技术 ） 在今后的几十年，世界的科技开发工作的重点是：生命 科学、材料科学、宇航科学、能源科学、环境科学。 为了适应上述新材料的发展，精细化学品的优先发展的 领域包括：
近年来，国内许多专家考虑到国外对精细化工产品 的分类情况，将精细化工产品分为18类： 类 1、医药和兽药 2、试剂和高纯物 3、粘合剂 4、 涂料 剂 剂 5、染料和颜料 6、表面活性剂和合成洗涤 8、香料 14、 17、 11、食品和饲料添加 13、造纸用化学品 16、催化剂 7、塑料和合成橡胶及橡胶用助剂 10、农药 12、石油用化学品
18
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％。
19
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
13
6）综合生产流程和多功能生产装量 ） 由于精细化工产品系多品种、小批量，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。
24
4）粘合剂工业重点是发展低毒或无毒，中低温固化和高强耐 候品种，开发功能性新品种，尤其注重开发结构粘合剂、鞋用 粘合剂 。 （2）努力加快精细化学品新领域的开发 ） 精细化学品的新领域包括： 功能高分子材料、电子材料、精细陶瓷、生化制品等 （3）优先发展高新技术领域的关键技术 ） 在今后的几十年，世界的科技开发工作的重点是：生命 科学、材料科学、宇航科学、能源科学、环境科学。 为了适应上述新材料的发展，精细化学品的优先发展的 领域包括：
《精细有机合成化学及工艺学》第1章绪论
24
1.6.4 农、林、牧、渔副产品的利用
碳水化合物： 糖类、淀粉、糖类树胶——单糖 纤维素——己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）
脂肪和油类：
主要成分：甘油三羧酸酯 可获得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合 物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉类、壬二酸 与壬酸、脂肪醇、环氧化合物、蓖麻醇酸、 甘油。
25
本课程属精细有机化工专业方向的专业基础课，其先行课为 无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理等。 主要以 芳香族化合物 的合成为主。 通过本课程的学习，要求学生对精细有机化工行业所 涉及的有机合成单元反应、工艺过程及装备有所了解，课 程内容主要包括精细有机合成工业基础、基本单元反应及 后处理装备、精细有机合成与工艺最新进展和新的研究成 果介绍。
利润率：
评价其高低的标准： <15％低利润率； 15-20% 中利润率； >20%， 高利润率
18
1.5 精细化工在国民经济中的作用
直接用作最终产品或其主要成分 增加或赋予各种材料以特性
满足人民的生活需要
促进新技术的进步 高经济效益
19
1.6 精细有机合成的原料资源
煤的加工 石油加工 天然气的利用 农、林、牧、渔副产品的利用
6
SO3H
水 磺 化
Cl 氯化
解
（ 碱
熔 ）
OH
气固相接触催化水解 高压液相碱性水解
氧化
水解
硝化
CH(CH3)2
CH3 H3C C O OH
解
酸
烷 C化
脱羧 COOH NO2 还原 NH2 重氮化 氧化 CH3 N2+Cl7
精细化工工艺学第1章精选 课件
60%
总成绩 = 平时成绩 + 期末考试成绩
出席率 10%
平时成绩
课前演示 20%
期末考试成绩
课堂表现 10% 考场纪律 10% 卷面成绩 50%
从第二周开始，每 节课上课前，都由1 人给大家讲述相关的 知识。（按照学号顺 序）
主题内容由自选， 只要与教材有关的即 可。
题材建议使用大量 的图片、视频。
从原料、反应原理再到工艺过程的组合均不相同 力消耗以及技术开发等费用，附加价值高反映出产
品加工中，所需要的劳动，技术利用情况，以及利
润等
投资效率高 100变成10600的故事
投资效率为附加价值与固定资产的比值。由于精细化 学品的产量小，所以固定资产投资比例相对较少，同 时精细化工产品的附加价值较高，所以精细化工产品 投资效率高。
第第一一章章绪论绪论
1.1 精细化工的形成与发展
精细化工，即精细化学工业，是当今世界务国发展化学工业的战略重点，也是一 个国家综合技术水平的重要标志之一。其基本特征是以高新技术为依托，为全球经 济和人民生活生产提供高质量、多品种、专用或多功能的精细化学品。
何谓大宗化学品？
精细化学品是与大宗化学品相对应的一类化工产品，是指对化学工业生产的初级 或次级产品进行深加工而制成的具有某些或某些种特殊功能的化学品。
这些功能可以是自身具有或赋予他物具有，突出功能可以是化学功能、物理 功能或生物活性。
它可以是单一组份的纯物质，也可以是多元复配的产物。一般其产量相对较 小的、附加价值相对较高。
第第一一章章绪论绪论
精细化学品十九世纪以前即已有，如药物、油
漆、肥皂、农药等等。天然物为原料。
在20世纪初，随着石油化工的发展，以合成化
精细有机化学品合成与工艺学
精细有机化学品的合成与工艺学第一章绪论1.1 精细化工的范畴生产精细化学品的工业，通称精细化学工业，简称精细化工。
所谓精细化学品，一般指的是批量小、纯度或质量要求高，而且利润高的化学品。
最早的精细化工行业，例如染料、医药、肥皂、油漆、农药等行业，在19世纪前就已出现。
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。
例如，到1981年列入日本《精细化工年鉴》的精细化工行业共有34个即医药、兽药、农药、染料、涂料、有机颜料、油墨、催化剂、试剂、香料、粘合剂、表面活性剂、化妆品、感光材料、橡胶助剂、增塑剂、稳定剂、塑料添加剂、石油添加剂、饲料添加剂、食品添加剂、高分子凝聚剂、工业杀菌防霉剂、芳香防臭剂、纸浆及纸化学品、汽车化学品、脂肪酸及其衍生物、稀土金属化合物、电子材料、精密陶瓷、功能树脂、生命体化学品和化学促进生命物质等。
由此可见，精细化工的范畴相当广泛。
1.2 精细化工的特点精细化学品在量和质上的基本特点是小批量、多品种、特定功能和专用性质。
精细化学品的全生产过程除了化学合成（包括前处理和后处理）以外，还涉及到剂型（制剂）和商品化（标准化）两部分。
这就导致精细化工必然要具备以下特点：（1）高技术密集度因为精细化工涉及到各种化学的、物理的、生理的、技术的、经济的等多方面的要求和考虑。
（2）多品种例如，根据《染料索引》（Colour Index）1976年第三版的统计，共包括不同化学结构的染料品种5232入其中已公布化学结构的1536个。
主要国家经常生产的染料品在2000个以上。
（3）综合生产流程和多用途、多功能生产设备由于精细化工品种多、批量小，并经常更换和更新品种，为了取得高经济效益，目前许多工厂已采用上述措施。
（4）商品性强，市场竞争激烈。
（5）新品种开发成功率低、时间长、费用高。
（6）技术垄断性强、销售利润高、附加价值高。
1.3 精细化工在国民经济中的作用精细化工是国民经济中不可缺少的一个组成部分。
精细有机合成化学及工艺学
羰基的缩合与加成
羰基可与亲核试剂发生缩合反应，生成醇、醚或酯类化合物；也可与亲电试剂发生加成反 应，生成烯烃或卤代烃类化合物。
羰基的α-卤代与α-氨基化
在羰基α位引入卤素或氨基，可生成α-卤代酮或α-氨基酮类化合物。常用的卤化剂有卤素、 N-卤代酰胺等，氨基化试剂有氨、胺类化合物等。
氨基官能团转化与合成策略
其他领域
此外，精细有机合成还在染料、香料、 涂料、食品添加剂等领域有着广泛的 应用。
02
基本原理与方法
有机合成反应类型及机理
亲电取代反应
亲电试剂进攻有机分子中的电 子云密度较大的部位，发生取 代反应。
消除反应
有机化合物在特定条件下失去 小分子，形成不饱和键。
亲核取代反应
涉及亲核试剂对有机化合物中 的离去基团进行攻击，形成新 的化学键。
大环化合物合成技术
01
线性合成策略
通过逐步增长碳链的方法合成大环化合物，如酰胺化、酯化等缩合反应
构建大环。
02
模板合成法
利用模板效应控制分子内成环反应，实现大环化合物的合成，如分子内
Diels-Alder反应、分子内Michael加成等。
03
片段连接法
将预先制备好的片段通过高效连接反应组合成大环化合物，如Suzuki偶
初始阶段
早期的有机合成主要依赖于天然产物的提取和分离，合成方法相对 简单。
发展阶段
随着有机化学理论的不断发展和合成方法的不断创新，精细有机合 成逐渐成为一个独立的学科领域。
成熟阶段
现代精细有机合成已经发展成为一个高度成熟的领域，合成方法和技 术不断更新和完善，能够合成出各种复杂结构和功能的有机化合物。
未来研究方向和挑战
复杂天然产物的全合成
羰基可与亲核试剂发生缩合反应，生成醇、醚或酯类化合物；也可与亲电试剂发生加成反 应，生成烯烃或卤代烃类化合物。
羰基的α-卤代与α-氨基化
在羰基α位引入卤素或氨基，可生成α-卤代酮或α-氨基酮类化合物。常用的卤化剂有卤素、 N-卤代酰胺等，氨基化试剂有氨、胺类化合物等。
氨基官能团转化与合成策略
其他领域
此外，精细有机合成还在染料、香料、 涂料、食品添加剂等领域有着广泛的 应用。
02
基本原理与方法
有机合成反应类型及机理
亲电取代反应
亲电试剂进攻有机分子中的电 子云密度较大的部位，发生取 代反应。
消除反应
有机化合物在特定条件下失去 小分子，形成不饱和键。
亲核取代反应
涉及亲核试剂对有机化合物中 的离去基团进行攻击，形成新 的化学键。
大环化合物合成技术
01
线性合成策略
通过逐步增长碳链的方法合成大环化合物，如酰胺化、酯化等缩合反应
构建大环。
02
模板合成法
利用模板效应控制分子内成环反应，实现大环化合物的合成，如分子内
Diels-Alder反应、分子内Michael加成等。
03
片段连接法
将预先制备好的片段通过高效连接反应组合成大环化合物，如Suzuki偶
初始阶段
早期的有机合成主要依赖于天然产物的提取和分离，合成方法相对 简单。
发展阶段
随着有机化学理论的不断发展和合成方法的不断创新，精细有机合 成逐渐成为一个独立的学科领域。
成熟阶段
现代精细有机合成已经发展成为一个高度成熟的领域，合成方法和技 术不断更新和完善，能够合成出各种复杂结构和功能的有机化合物。
未来研究方向和挑战
复杂天然产物的全合成
精细化工工艺学 第1章绪论讲解
水处理剂等。
高
投 资
通用化学品（Commodity Chemicals）： • 特点：非差别性、量大； • 定义：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。
拟通用化学品（Pseudo-commodity Chemicals） • 定义：也称半（或准）通用化学品 • 特点：差别性、量大，如炭黑、火药、合成纤维等。
6 第9、10章
胶黏剂
8
其他
总计
内容 涂料 香料提取 化妆品
学时 6 4 4 2
40
选用教材
马榴强主编. 精细化工工艺学. 北京：化学 工业出版社，2008.
主要参考书
1. 宋启煌主编. 精细化工工艺学. 第2版. 北京： 化学工业出版社，2004.
2. 李和平主编. 精细化工工艺学. 第2版. 北京： 科学出版社，2007.
第1章 绪 论
为什么要学习这门课？
1.1 精细化工和精细化学品
化学品 （Chemicals）
大宗化学品
精细化学品
（Fine chemicals）
通用化学品
（Heavy chemicals）
Chemicals: Dr. C.H.Cline
Chemicals
Differentiated products(差别性)
是以高新技术为依托。环保意识的提高，提出了
可持续发展的思路：精细化学品必须朝着“绿色”
方向发展。
发展特点
肥皂 油漆 药物 农药
随着时代的发展而发展 向大宗化学品发展，或者走向衰亡 技术密集和高附加值也非一成不变
精细化率
精细化工产品的总值 化工产品的总值
100%
精细有机合成化学与工艺学
精细有机合成化学与工艺学《精细有机合成化学及工艺学》课程教学大纲第1章绪论介绍精细化工的定义、特点、分类；精细化工在国民经济中的作用；有机精细化学品的分类；精细有机合成单元反应的定义和种类。
本章重点：明确精细化工的基本概念，了解该领域的最新科技发展动态和趋势。
第2章精细有机合成的理论基础概述：概括介绍精细有机合成的反应原理和历程、精细有机合成的工艺学基础的概况。
反应试剂的分类：极性试剂、游离基试剂。
亲电取代反应：芳香族亲电取代反应历程、芳香族亲电取代反应定位规律。
亲核取代反应：脂肪族和芳香族亲核取代反应历程、影响因素。
化学计量学metrology：反应物的摩尔比、转化率、收率及选择性等概念。
精细有机合成中的溶剂效应：溶剂的分类、专一性溶剂化作用对有机反应的影响、有机反应溶剂的使用和选择。
相转移催化：相转移催化原理、相转移催化剂、影响因素及应用实例。
第3章卤化概述：介绍卤化单元反应的定义、特点、重要性。
重点介绍芳环上取代卤化反应：反应历程、卤化反应影响因素、典型卤化反应品种-—氯苯的生产工艺。
脂肪烃及芳环侧链的取代反应：反应影响因素、典型卤化反应品种-—氯化苄的生产工艺。
第4章磺化和硫酸酯化概述：介绍磺化单元反应反应概况：磺化重要性、磺化剂。
重点介绍芳香族磺化：主要磺化方法、磺化反应历程、磺化反应动力学、磺化反应影响因素、磺化生产工艺、磺化物的分离、典型磺化产品——萘磺酸及衍生物的生产。
第5章硝化和亚硝化概述：介绍硝化反应的定义、特点、重要性。
硝化反应历程：介绍均相硝化动力学及非均相硝化动力学。
硝化反应工艺：重点介绍混酸硝化反应、绝热硝化反应工艺、硝化反应影响因素、硝化异构产物的分离。
介绍典型硝化产品——硝基苯的生产工艺。
亚硝化：酚类、胺类的亚硝化。
本章重点：掌握硝化和亚硝化原理和历程、硝化反应影响因素；以及混酸硝化反应第6章氢化和还原概述：介绍氢化反应的定义、分类、应用。
重点介绍催化氢化、化学还原理论及工艺。
精细有机合成化学及工艺学
碱熔
+ 2 NaOH
Cl
SO3Na
ONa + Na2SO3 + H2O
NO2
NO2
Na2SO3
NO2
NO2
芳环上其他取代基对反应的影响
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,130℃ H2O,H
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,100℃ H2O,H
OH
NO2
O2N
OH NO2
Cl
NO2
O2N
Na2CO2,H2O,温热
异构产物生成比率（%）
邻位
间位
对位
13
0.6
86
氯苯
35
0.94
64
溴苯
43
0.9
56
碘苯
45
1.3
54
邻/对
0.15 0.55 0.77 0.83
4.新取代基的空间效应
如表1 中，甲苯的C-烷基化中的叔丁基化，几乎没有邻位取代， 主要生成对位产物。
5.反应条件的影响
（1）温度的影响
CH3 34%
5.碱类
6.有机金属化合物中的烷基：RMgX RC CM 等
2.自由基试剂：含有未成对单电子的自由基或是在一定条件下可产生
自由基的化合物。
2.2亲电取代反应
通式：
R H+ Z
R Z + H+
或R H+ Z
Y
R Z +Y H
1.芳香族π配合物与σ配合物
CF3
CF3
CF3
+ HNO2F
BF3
[
-100℃
钝化。
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没 有共用电子对，如
+ 2 NaOH
Cl
SO3Na
ONa + Na2SO3 + H2O
NO2
NO2
Na2SO3
NO2
NO2
芳环上其他取代基对反应的影响
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,130℃ H2O,H
Cl
NO2 Na2CO2,H2O,100℃ H2O,H
OH
NO2
O2N
OH NO2
Cl
NO2
O2N
Na2CO2,H2O,温热
异构产物生成比率（%）
邻位
间位
对位
13
0.6
86
氯苯
35
0.94
64
溴苯
43
0.9
56
碘苯
45
1.3
54
邻/对
0.15 0.55 0.77 0.83
4.新取代基的空间效应
如表1 中，甲苯的C-烷基化中的叔丁基化，几乎没有邻位取代， 主要生成对位产物。
5.反应条件的影响
（1）温度的影响
CH3 34%
5.碱类
6.有机金属化合物中的烷基：RMgX RC CM 等
2.自由基试剂：含有未成对单电子的自由基或是在一定条件下可产生
自由基的化合物。
2.2亲电取代反应
通式：
R H+ Z
R Z + H+
或R H+ Z
Y
R Z +Y H
1.芳香族π配合物与σ配合物
CF3
CF3
CF3
+ HNO2F
BF3
[
-100℃
钝化。
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没 有共用电子对，如
精细化工工艺学-1绪论
通用化学品（大宗化学品）：指一些应用范围广泛、生产中化工技术要求高、产品吨位大，附加值与利润较低的产品。 原料：天然资源如煤、天然气、石油、农副产品。 产品：乙烯、合成NH3、苯及三大合成材料（塑料、纤维、橡胶） 中国和日本称谓的精细化学品在欧美国家又分为两类：
化学品：销售量小的化学型产品。（按分子组成来销售，强调的是产品的规格、纯度） 用化学品：销售量小的功能型产品。（据功能来销售，强调的是产品功能） 精细化学品与专用化学品的区别
汽巴-嘉基公司
瑞士的汽巴-嘉基公司是世界上著名的农药、医药、染料、添加剂、化妆品、洗涤剂、宇航用胶粘剂等的生产企业，是世界上唯一全部外购原材料发展精细化工的大企业。1994年，其营业额为161亿美元，其精细化工率占世界首位，高达80%以上。
发达国家全球精细化工市场的份额
目前全球精细与专用化学品的营业额： ＞3800亿~3900亿美元； 其中 美国：1250亿~1300亿美元 （最高） 欧洲：1000亿~1050亿美元 日本：60亿~65亿美元
精细化学品 (fine chemicals)
专用化学品 (specialty chemicals)
单一化合物，可用分子式表示
较少为
用途较广
为最终使用产品，用途面窄，应用单一
由一种方法或类似方法制造
不同厂家产品有差别，甚至完全不同
按所含化学成分销售
按功能销售（食品、化妆、药用等）
产品生命期较长；
生命期短，更新快
附加值较低
附加值较高，技术机密性强
1.2 精细化工的范畴和分类
精细比工的范畴相当广泛。包括的范围也无定论，各国对精细化工范畴的规定是有差别的。纵观世界主要工业国家关于精细化学品的范围可以看出，虽然有些不同，但并无多大差别，只是划分的宽窄范围不同而己。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，行业越分越细。日本1984年版《精细化工年鉴》中共分为35个行业类别，而到1985年，就发展为51个类别：
精细有机合成化学与工艺学1-3章
未来30年，我国至少可发展20亿吨 生物能源，加上核能、水能、风能、 太阳能、地热能开发以及传统的化 石能源和发展各种节能技术
第二章 精细有机合成基础
1.芳香族亲电取代的定位规律 2.化学反应的计量学 3.化学反应器 4.精细有机合成中的溶剂效应 5.气—固相接触催化 6.相转移催化 7.均相配位催化 8.电解有机合成
（3）取代苯基具有吸电诱导效应
取代基有吸电诱导效应-I，而且
和苯环相连的原子没有未共有电 子对 例：—+NR3、—NO2、—CF3、— CN、—SO3H、—CHO、—COR等 它们使苯环钝化，而且是间位定 位基
2）已有取代基的定位效应
主要是：空间位阻作用 只有在已有取代基的电子效应相差不大时才能成立， 如果已有取代基的电子效应相差大时，则电子效应的差别 起主要作用。例如：卤原子所占空间增大时，邻/对比不 是减少，而是增大。 4种卤原子的电负性是F » Cl > Br > I 4种卤原子的吸电子效应是-IF>-ICl>-IBr>-II 吸电诱导效应-I对距离较近的邻位的影响比距离较远 的对位的影响大一些，因为-I钝化苯环，使一些取代基定 位到间位上 由以上原因得出：邻位异构产物的比例为氟苯<氯苯<溴苯 <碘苯
6）反应的可逆性
1 对于不可逆的亲电取代反应，电子效应 对定位起主导作用，即各异构产物的生成 比例主要取决于各异构物的δ 配合物中间 体的相对稳定性。 2 对于可逆反应（亲电取代反应），则是 空间效应对定位效应起主要作用，即各异 构产物的生成比例主要取决于各异构产物 之间的空间位阻和平衡关系。