精细化学品合成技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 精细化学品合成精细化学品合成 Fine Chemicals Synthesis第1页参考书籍参考书籍1.唐培堃主编唐培堃主编.精细有机合成化学及工艺学精细有机合成化学及工艺学(第二版)第二版).天天津大学出版社,津大学出版社,2.唐培堃编唐培堃编.精细有机合成化学与工艺学学习指导精细有机合成化学与工艺学学习指导.化学工化学工业出版社,业出版社,3.张友兰主编张友兰主编.有机精细化学品合成及应用试验有机精细化学品合成及应用试验.化学工业化学工业出版社,出版社,4.姚蒙正主编姚蒙正主编.精细化工产品合成原理精细化工产品合成原理,中国石化出版社,中国石化出版社,5.钱旭红主编钱旭红主编.工业精细有
2、机合成原理工业精细有机合成原理.化学工业出版社,化学工业出版社,第2页6.6.The The ULLMANNsULLMANNs(乌乌乌乌尔尔尔尔曼曼曼曼)Encyclopedia Encyclopedia of of Industrial ChemistryIndustrial Chemistry7.7.PETER PETER J.J.DUNN,DUNN,Sustainable Sustainable Catalysis,Catalysis,_Challenges _Challenges and and Practices Practices for for the the Pharmaceu
3、tical Pharmaceutical and and Fine Fine Chemical Chemical IndustriesIndustries,John John Wiley Wiley&Sons,Sons,IncInc8.8.Peter Peter Pollak,Pollak,Fine Fine ChemicalsChemicals,2rd,2rd,John John Wiley Wiley&Sons,Inc.Sons,Inc.第3页精细化学品定义、分类与特点精细化学品定义凡能促进或赋予一个(类)产品以特定功效或本身凡能促进或赋予一个(类)产品以特定功效或本身拥有拥有特定功效特定
4、功效小批量小批量制造和应用、制造和应用、技术密集度高技术密集度高、附加值高附加值高、纯度高纯度高化学品。化学品。精细化学品分类 农药、染料、涂料(含油漆、油墨)、颜料、试剂和高农药、染料、涂料(含油漆、油墨)、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饲料添加剂、胶粘剂、催纯物、信息用化学品、食品和饲料添加剂、胶粘剂、催化剂和各种助剂、化工系统生产化学药品(原料药)和化剂和各种助剂、化工系统生产化学药品(原料药)和日用化学品、功效高分子材料。(日用化学品、功效高分子材料。(11类)类)精细化工产精细化工产品分类暂行要求品分类暂行要求,1986年年3月月6日日 第4页精细化工产品定义精细化工产品定
5、义l欧美定义:欧美定义:精细化学品:产量小、品种多、组成明确、有精细化学品:产量小、品种多、组成明确、有精细化学品:产量小、品种多、组成明确、有精细化学品:产量小、品种多、组成明确、有较高附加值化学品。较高附加值化学品。较高附加值化学品。较高附加值化学品。专用化学品:以及产量小、品种多、经过复配专用化学品:以及产量小、品种多、经过复配专用化学品:以及产量小、品种多、经过复配专用化学品:以及产量小、品种多、经过复配加工、含有专门功效、需依据其使用效果进行加工、含有专门功效、需依据其使用效果进行加工、含有专门功效、需依据其使用效果进行加工、含有专门功效、需依据其使用效果进行调整产品性能高附加值化学
6、品。调整产品性能高附加值化学品。调整产品性能高附加值化学品。调整产品性能高附加值化学品。l中国、日本定义:中国、日本定义:精细化学品及专用化学品统称精细化工产品。精细化学品及专用化学品统称精细化工产品。精细化学品及专用化学品统称精细化工产品。精细化学品及专用化学品统称精细化工产品。5第5页1111个精细化工大类个精细化工大类 农药、染料、涂料农药、染料、涂料(包含油漆和油墨包含油漆和油墨)、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品颜料、试剂和高纯物、信息用化学品(包含感光材料和磁性统计材料包含感光材料和磁性统计材料)、食品、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、
7、化学药品和日用化学品、功效高助剂、化学药品和日用化学品、功效高分子材料。分子材料。6第6页助剂:助剂:1919个门类个门类 印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理化印染助剂、塑料助剂、橡胶助剂、水处理化学品、纤维抽丝用油剂、有机抽提剂、高分学品、纤维抽丝用油剂、有机抽提剂、高分子聚合物添加剂、表面活性剂、皮革化学品、子聚合物添加剂、表面活性剂、皮革化学品、农药用助剂、油田化学品、混凝土外加剂、农药用助剂、油田化学品、混凝土外加剂、机械和治金用助剂、油品添加剂、炭黑、吸机械和治金用助剂、油品添加剂、炭黑、吸附剂、电子用化学品、造纸用化学品、其它附剂、电子用化学品、造纸用化学品、其它助剂助剂7第7页
8、新领域精细化工产品新领域精细化工产品 表面活性剂、水处理化学品、造纸化学表面活性剂、水处理化学品、造纸化学品、皮革化学品、油田化学品、胶粘剂、品、皮革化学品、油田化学品、胶粘剂、生物化工产品、电子化学品、纤维素衍生物化工产品、电子化学品、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸及其酯、气生物、聚丙烯酰胺、丙烯酸及其酯、气雾剂、饲料添加剂、食品添加剂雾剂、饲料添加剂、食品添加剂8第8页精细化工特点 精细化工精细化工即精细化学工业,是生产即精细化学工业,是生产精细化学品精细化学品工业。工业。包括到剂型制备和商品化技术密集度高包括到剂型制备和商品化技术密集度高品种多,生产规模小,多为间歇操作液相反应,常采品
9、种多,生产规模小,多为间歇操作液相反应,常采取多品种综合生产流程或单元反应流程取多品种综合生产流程或单元反应流程附加价值和经济效益高附加价值和经济效益高产品质量要求高,知识密集度高;产品更新换代快、产品质量要求高,知识密集度高;产品更新换代快、寿命短;研究开发难度大、费用高寿命短;研究开发难度大、费用高技术密集度高技术密集度高商品性强,市场竞争激烈,应用技术和技术服务主要商品性强,市场竞争激烈,应用技术和技术服务主要第9页精细化工产品与专用化学品精细化工产品与专用化学品专用化学品特征专用化学品特征:产品组成上存在超分子体系(复配问题)产品组成上存在超分子体系(复配问题)产品组成上存在超分子体系
10、(复配问题)产品组成上存在超分子体系(复配问题)性能上性能上性能上性能上1+1 21+1 2 (增效问题)(增效问题)(增效问题)(增效问题)高附加值高附加值高附加值高附加值专业技术服务体系,引领应用行业发展专业技术服务体系,引领应用行业发展专业技术服务体系,引领应用行业发展专业技术服务体系,引领应用行业发展10第10页精细化工产品特点精细化工产品特点l小批量小批量l多品种多品种l复配增效复配增效l更新换代快更新换代快l功效性强功效性强l附加值高附加值高l强调售后服务强调售后服务11第11页精细化工行业特点精细化工行业特点l是化学工业深度加工、技术密集型行业是化学工业深度加工、技术密集型行业l
11、对国民经济、国防建设、人们生活影响巨大对国民经济、国防建设、人们生活影响巨大l研发要求高、技术含量高、生产过程复杂研发要求高、技术含量高、生产过程复杂l售后服务、个性化服务要求高售后服务、个性化服务要求高12第12页精细化工在国民经济中主要作用精细化工在国民经济中主要作用精细化工发展趋势精细化工发展趋势直接用作最终产品或其主要成份直接用作最终产品或其主要成份增加或赋予各种材料以特征增加或赋予各种材料以特征增加和保障农、林、牧、渔业丰产丰收增加和保障农、林、牧、渔业丰产丰收丰富人民生活丰富人民生活促进其它行业技术进步促进其它行业技术进步高经济效益高经济效益精细化率精细化率精细化工产品总值精细化工
12、产品总值全部化工产品总值全部化工产品总值第13页投资效率、附加值、成本、利润投资效率()(附加价值固定资产)投资效率()(附加价值固定资产)100%附加值附加值:是指在产值中扣除原辅料、税金、设备和厂房是指在产值中扣除原辅料、税金、设备和厂房折旧费后剩下价值。它包含利润、工人劳动、动力消耗折旧费后剩下价值。它包含利润、工人劳动、动力消耗以及技术开发等费用。以及技术开发等费用。成本:成本:原料成本、设备折旧费、工人劳动、动力消耗以原料成本、设备折旧费、工人劳动、动力消耗以及技术开发费等。及技术开发费等。利润利润(20%以上为高利润)以上为高利润)第14页PaulAshall,Characteri
13、stics of fine versus bulk chemicalscharacteristicFine chemicale.g.ibuprofenBulk chemicale.g sulphuric acidscalesmalllargeprice22$/kg0.08$/kgProcesstypebatchcontinuoussynthesisMulti-stepFewsteps第15页PaulAshall,Rawmaterialconsumption(kg/kg)highlowEnergyconsumption(kJ/kg)highlowusesspecificdiverseValuea
14、ddedhighlowMolecularcomplexityhighlowCharacteristics of fine versus bulk Chemicals(cont)第16页基本原料基本原料基本原料基本原料大宗化学品大宗化学品大宗化学品大宗化学品精细化学品精细化学品精细化学品精细化学品附加值附加值加工深度、应用功效化加工深度、应用功效化5-100+5-100+1.5-51.5-5国民经济国民经济国民经济国民经济社会发展社会发展社会发展社会发展国防建设国防建设国防建设国防建设1 1争夺主要争夺主要争夺主要争夺主要制高点制高点制高点制高点产品分类:产品分类:按功效化程度分类按功效化程度分
15、类17第17页发展原料工业发展原料工业重视基础产品重视基础产品加强应用研究加强应用研究优化复配技术优化复配技术重视剂型改造重视剂型改造开拓新兴领域开拓新兴领域精细化工发展趋势精细化工发展趋势第18页精细化工发展重点及动向精细化工发展重点及动向 n精细化工发展战略目标是高科技领域开发研究精细化工发展战略目标是高科技领域开发研究 世世界界各各国国现现在在都都在在大大力力发发展展精精细细化化工工,已已使使整整个个化化学学工工业业向高精尖方向取得了长足进步。向高精尖方向取得了长足进步。相相关关新新科科技技领领域域包包含含:各各类类新新型型化化工工材材料料(功功效效高高分分子子材材料料、复复合合材材料料
16、)、新新能能源源、电电子子信信息息技技术术、生生物物技技术术(包包含含发发酵酵技技术术、生生物物酶酶技技术术、细细胞胞融融合合技技术术、基基因因重重组组技技术术等等)、航空航天技术和海洋开发技术等。航空航天技术和海洋开发技术等。第19页中国中国中国中国日本日本日本日本德国德国德国德国美国美国美国美国 19951995 精细化工占化工产品百分比精细化工占化工产品百分比精细化工占化工产品百分比精细化工占化工产品百分比(%):(%):国家国家国家国家化工发展水平主要标志化工发展水平主要标志化工发展水平主要标志化工发展水平主要标志精细化工是全球化学工业发展大趋势精细化工是全球化学工业发展大趋势精细化工
17、是全球化学工业发展大趋势精细化工是全球化学工业发展大趋势国家中长久科学和技术发展规划纲要国家中长久科学和技术发展规划纲要国家中长久科学和技术发展规划纲要国家中长久科学和技术发展规划纲要 重点领域及优先主题重点领域及优先主题重点领域及优先主题重点领域及优先主题:重点发展重点发展重点发展重点发展精细化工精细化工精细化工精细化工l科学前沿:科学前沿:科学前沿:科学前沿:新物质创造与转化新物质创造与转化新物质创造与转化新物质创造与转化化学过程化学过程化学过程化学过程20第20页n优先发展关键技术(优先发展关键技术(1)p精细有机合成关键技术精细有机合成关键技术 设设计计和和开开发发出出若若干干含含有有
18、高高活活性性、高高选选择择性性、立立体体定定向向、稳稳定定性性好好、寿寿命命长长高高效效催催化化剂剂和和对对应应催催化化技技术术,以以满满足足精精细细化化工发展国内外市场需要。工发展国内外市场需要。重重点点是是开开发发膜膜催催化化剂剂、稀稀土土络络合合催催化化剂剂、沸沸石石择择型型催催化化剂剂、固固体体超超强强酸酸催催化化剂剂等等,以以及及相相转转移移催催化化技技术术、立立体体定定向向合合成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。精细化工发展重点及动向精细化工发展重点及动向 第21页n优先发展关键技术(优先发展关键技术(1)p新催化技术(精细有机合成)新催化技术(
19、精细有机合成)设设计计和和开开发发出出若若干干含含有有高高活活性性、高高选选择择性性、立立体体定定向向、稳稳定定性性好好、寿寿命命长长高高效效催催化化剂剂和和对对应应催催化化技技术术,以以满满足足精精细细化化工发展国内外市场需要。工发展国内外市场需要。重重点点是是开开发发膜膜催催化化剂剂、稀稀土土络络合合催催化化剂剂、沸沸石石择择型型催催化化剂剂、固固体体超超强强酸酸催催化化剂剂等等,以以及及相相转转移移催催化化技技术术、立立体体定定向向合合成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。精细化工发展重点及动向精细化工发展重点及动向 第22页n优先发展关键技术(优先发展
20、关键技术(2)p新分离技术新分离技术 开开发发工工业业规规模模多多组组分分分分离离,尤尤其其是是不不稳稳定定化化合合物物及及功功效效性性物物质质高效精密分离技术研究,对精细化工产品开发与生产至关主要。高效精密分离技术研究,对精细化工产品开发与生产至关主要。重重点点开开发发超超临临界界萃萃取取分分离离技技术术,研研究究用用超超临临界界萃萃取取分分离离技技术术制制取取出出口口创创汇汇率率极极高高天天然然植植物物提提取取物物(如如天天然然色色素素、天天然然香香油油、中中草草药药有有效效成成份份等等),而而且且深深入入应应用用于于精精细细化化工工、食食品品、香香料料、医药以及石油深度加工等领域。医药以
21、及石油深度加工等领域。精细化工发展重点及动向精细化工发展重点及动向 第23页n优先发展关键技术(优先发展关键技术(3)p增效复配技术增效复配技术 发发达达国国家家化化工工产产品品数数量量与与商商品品数数量量之之比比为为 1:20,我我国国当当前前仅仅为为 1:1.5,不不但但品品种种数数量量少少,而而且且质质量量差差。关关键键原原因因之之一一是是增效复配技术落后。增效复配技术落后。需需要要加加强强这这方方面面应应用用基基础础研研究究及及应应用用技技术术研研究究,如如专专门门研研究究表表面面活活性性剂剂分分离离方方法法、洗洗涤涤作作用用、表表面面改改性性、微微胶胶囊囊化化、薄薄膜膜化化及及超超微
22、微粒粒化化技技术术等等。因因为为应应用用对对象象特特殊殊性性,极极难难采采取取单单一一化化合合物物来来满满足足用用户户要要求求,配配方方以以及及复复配配技技术术研研究究就就成成为为产产品好坏决定性原因。品好坏决定性原因。精细化工发展重点及动向精细化工发展重点及动向 第24页产量出口量世界第一位:产量出口量世界第一位:染料、颜料染料、颜料产量出口量世界第二位:产量出口量世界第二位:农药、涂料农药、涂料第25页我国精细化工存在主要问题我国精细化工存在主要问题自主知识产权少自主知识产权少技术含量低技术含量低精细化工研究前沿精细化工研究前沿 分子功效强化分子功效强化 技术过程生态经济性技术过程生态经济
23、性26第26页新技术领域功效拓展新技术领域功效拓展生物技术:生物技术:生物精细化学品生物精细化学品信息技术:信息技术:信息精细化学品信息精细化学品材料技术:材料技术:精细化工新材料精细化工新材料能源技术:能源技术:光电转换材料与器件光电转换材料与器件航天技术:航天技术:航天精细化学品航天精细化学品海洋技术:海洋技术:海洋精细化学品海洋精细化学品27第27页能源:染料敏化太阳能电池能源:染料敏化太阳能电池阳极:阳极:阳极:阳极:染料敏化半导体薄膜染料敏化半导体薄膜染料敏化半导体薄膜染料敏化半导体薄膜 TiOTiO2 2:520um,14mg/cm:520um,14mg/cm2 2阴极:阴极:阴极
24、:阴极:镀铂导电玻璃镀铂导电玻璃镀铂导电玻璃镀铂导电玻璃电解质:电解质:电解质:电解质:I I3-3-/I/I-导电玻璃:导电玻璃:导电玻璃:导电玻璃:810810 28第28页信息精细化学品:数码喷墨墨水信息精细化学品:数码喷墨墨水数码喷墨应用领域数码喷墨应用领域数码喷墨应用领域数码喷墨应用领域 广告业广告业广告业广告业 展览业展览业展览业展览业 彩色摄影业彩色摄影业彩色摄影业彩色摄影业 印刷制板业印刷制板业印刷制板业印刷制板业 纺织印花业纺织印花业纺织印花业纺织印花业 陶艺业陶艺业陶艺业陶艺业 电路与半导体制造业电路与半导体制造业电路与半导体制造业电路与半导体制造业 生物芯片制造生物芯片制
25、造生物芯片制造生物芯片制造29第29页生物分子荧光探针应用生物分子荧光探针应用l生物芯片生物芯片 DNADNA芯片芯片芯片芯片 蛋白质芯片蛋白质芯片蛋白质芯片蛋白质芯片lDNA序列分析序列分析l荧光免疫分析荧光免疫分析l细胞染色细胞染色l细胞内小分子细胞内小分子(离子离子)探测探测生命科学研究生命科学研究 医学诊疗医学诊疗30第30页OLED:有机平板显示新星:有机平板显示新星 省电、省电、高亮度、高亮度、柔性、体积小等优势柔性、体积小等优势31第31页精细化工生态经济性问题精细化工生态经济性问题采取无毒无害原料;采取无毒无害原料;采取无毒无害原料;采取无毒无害原料;在无毒无害条件下反应;在无
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