精细化工及其相关知识

精细化工概述

精细化工是化学工业中的重要分支，涉及生产精细化学品的工业领域。这一领域产品种类多样，用途广泛，与新材料紧密相关。精细化工产品的生产通常以石油为原料，其特征是产量较小，品种繁多，用途广泛，产业关联度大，技术密集程度和附加价值高。由于其独特的使用功能和更新换代快的特点，精细化工产品常以间歇方式小批量生产，并且其配方等技术决定产品的性能。产品对质量要求高，商品性强，多数以商品名销售，并且需要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。

精细化工的特点

精细化工产品的生产具有多个特点。首先，精细化学品的品种繁多，涵盖无机化合物、有机化合物、聚合物以及它们的复合物。生产技术上，精细化工产品的生产技术具有品种多、更新快的特点，需要不断进行产品的技术开发和应用开发，导致研究开发费用较大。其次，精细化工产品的质量稳定，对原产品要求纯度高，且在复配后不仅要保证物化指标，更注重使用性能，这需要配备多种检测手段进行各种使用试验，周期长，装备复杂。因此，精细化工产品管理的法规、标准较多。再次，精细化工生产过程与一般化工生产不同，它包括化学合成（或从天然物质中分离、提取），以及剂型加工和商品化两个部分。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。最后，精细化工产品大多以间歇方式小批量生产，规模小，设备投资较小。

精细化工的领域

精细化工产品的范围广泛，包括医药、农药、合成染料、有机颜料、涂料、香料与香精、化妆品与盥洗卫生品、肥皂与合成洗涤剂、表面活性剂、印刷油墨及其助剂、粘接剂、感光材料、磁性材料、催化剂、试剂、水处理剂与高分子絮凝剂、造纸助剂、皮革助剂、合成材料助剂、纺织印染剂及整理剂、食品添加剂、饲料添加剂、动物用药、油田化学品、石油添加剂及炼制助剂、水泥添加剂、矿物浮选剂、铸造用化学品、金属表面处理剂、合成润滑油与润滑油添加剂、汽车用化学品、芳香除臭剂、工业防菌防霉剂、电子化学品及材料、功能性高分子材料、生物化工制品等40多个行业和门类。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。

精细化工的产品生产过程

精细化工产品的生产过程与一般化工产品相似，包括原料预处理、化学反应、产品分离和提纯三个阶段。精细化工产品的生产过程具有多个特点，如涉及的化学反应多，决定了生产步骤多；化工厂生产的产品还要经过商品化过程，才能与用户见面。原料品种多，有些外购原料还要多次加工才能使用，按每吨产品消耗的原辅材料计，远远超过其他化工行业；生产工序多，化学反应和分离操作反复进行，副产物多，损失大，使产物收率较低；生产过程的技术含量高，许多专有技术诀窍和秘密隐含其中，有些特殊技术秘不示人；产品性能独特不易互换、代用，但一经问世极易被剖析、摹仿，同行业竞争激烈，加上产品更新换代快，必须加快回收投资和取得经济效益，导致产品价格高。

精细化工产品生产的化学反应

精细化工产品的特点之一是化学结构复杂，原料提供的化学结构太简单，缺少化学反应活性，需要通过化学反应引入具有化学反应活性的结构，化学上称为官能团，在通过官能团的化学反应逐步改变化学结构，使之成为具有特定性能的精细化工产品。常用的、基本的化学反应有硝化、磺化、氧化、还原、水解、磺酸化、酯化、缩合、烷化、酰化等。按化学反应规律选择原料，将上述反应按需要组成适当地顺序才能达到目的。此外，还需要使用相关的无机化工原料及各种类型的催化剂。

有机中间体

在精细化工产品较长的生产过程中，有些从基本原料加工的产物，如苯制硝基苯，可作为生产某一系列或不同行业产品的原料，但它仍不具有最终产品的性能，只是生产过程的阶段性产品或半成品，因此被称为有机中间体。有机中间体按化学结构分，有苯系、萘系等中间体；按行业分有染料中间体、医药中间体。中间体生产处于精细化工品生产的中间环节，能衍生出品种众多、性能各异的精细化工产品。要发展精细化工产品，必须大力发展中间生产，否则扩大产品品种就难以实现。用量较大的中间体不宜分散生产，不能仅为某一产品的需求就配一个中间体生产装置。

精细化工产品的纯度

精细化工产品的纯度是决定其质量的重要指标之一，为了提纯产品，一般采用多种分离技术，如精馏、萃取、结晶、过滤等。除了通用、定型设备外，还采用多种特殊设备。为防止物料腐蚀设备，必须采用耐蚀材料。依原料、产品的可燃性、毒性等不同，生产车间还应防火、防毒。因此，安全生产，劳动保护称为精细化工厂必须十分注意的工作。

商品化

化工厂生产的精细化工产品一般不能直接使用，要满足用户需求，必须使产品商品化，其中最重要的是复配。通过复配时产品专用功能突出，辅助功能齐全。未来的市场竞争，将不完全取决于产品的纯度，很可能是产品的综合性能，复配在这方面将有重要作用。以粉末状日用洗涤剂为例，复配中要添加多种助剂，以增加溶解度，软化水，稳定泡沫，抗结块，具有增白、漂白功能。有的加酶制剂便于除去衣物上的某种污渍；有的加入柔软剂、抗静电剂、香料等。有时助剂的总重量超过洗涤剂本身。通过复配可形成风格独特的商品（如婴儿用、消毒用），对提高产品附加值有重要作用。

精细化工的发展

精细化工工业最发达的国家是美国、联邦德国和日本，其产品产量分别居于世界第一、二、三位。从19世纪末近代化学工业形成后，农药、染料、医药等产品急剧增多，到20世纪30年代，精细化工的主体已经形成，并取得了广泛应用。从20世纪中叶开始，精细化工转向以石油为主要原料，新的合成技术不断涌现，使精细化工依赖的原料发生转换，从煤转向石油。为满足各行各业的需要，陆续开发的新产品逐渐形成了新的门类，产生了许多新的精细化工行业，如表面活性剂、油田用化学品、高分子材料加工和使用助剂等。这样，新行业、新产品层出不穷，传统行业的产品不断更新换代，形成了新的精细化工，确立了它在化学工业的重要作用。进入20世纪80年代，以电子工业为代表的新兴产业蓬勃发展，促进了新精细化工产品的开发，如信息记录材料、电子器件用材料等。这一时期，采用生物技术生产精细化工品（尤其是药物）也有突出发展，给精细化工开辟了崭新的发展领域。这些产品生产技术复杂，产量小，质量要求高，专用性极强，体现了精细化工产品技术密集程度高，附加价值高，应用领域单一的特点，是今后精细化工发展的方向。自从20世纪90年代后期以来，我国决定加大在能源、信息、生物、材料等高新技术领域的投资力度，化工作为传统产业没有被列入国家优先发展的行列，而被有的人归于夕阳工业。但事实并非如此，特别是我们精细化工，由于它在国民经济中的特殊地位，与能源、信息、生物化工以及材料学科之间的紧密联系，它在我国现代化建设中的作用将愈来愈重要，而成为不可替代、不可或缺的关键一环。因此，精细化工在中国、乃至在世界，依然是朝阳工业，前景一片光明。

发展精细化工的条件

发展精细化工的条件之一是要求基本原料充足，尤其是品种齐全。往往缺少一种原料，就难以生产一系列的产品，以致影响一大类产品的生产和应用。精细化工产品的开发需要大量的人力、财力投入，尤其是需要高级技术人才和产品应用服务人才。发展精细化工要妥善解决环境和劳动保护。精细化学品生产中使用的原材料及中间产品，往往对人有毒害作用，有的被证实致癌。受化学反应和分离技术的限制，三废排放量大，污染品种多，排放量和浓度波动大，不易治理。化学结构相似的物质，其性质较为相近。国际上有些公司利用已有的生产技术，着力开发系列产品，集中生产某一领域的精细化工产品，在开发、生产、销售等环节形成特色并取得垄断地位，借以取得更大的效益。这说明，只顾生产某一产品，不注意综合开发，使产品成龙配套，提高技术含量，不但难以增加效益，而且无法在市场竞争中取得优势。

精细化工在国民经济中的地位

精细化工是生产精细化学品的化工行业，主要包括医药、染料、农药、涂料、表面活性剂、催化剂，助剂和化学试剂等传统的化工部门，也包括食品添加剂、饲料添加剂、油田化学品、电子工业用化学品、皮革化学品、功能高分子材料和生命科学用材料等近20年来逐渐发展起来的新领域。中国是个人口大国，十四亿人的生存与生存质量与精细化工息息相关。精细化工的发展，促进了其它行业如农业、医药、纺织印染、皮革、造纸等衣、食、行和用水平的提高，同时为这些行业带来了经济效益的提高。精细化工的发展，为生物技术、信息技术、新材料、新能源技术、环保等高新技术的发展提供了保证。精细化工的发展，直接为石油和石油化工三大合成材料（塑料、橡胶和纤维）的生产及加工、农业化学品的生产，提供催化剂、助剂、特种气体、特种材料（防腐、防高温、耐溶剂）、阻燃剂、膜材料，各种添加剂，工业表面活性剂、环境保护治理化学品等，保证和促进了石油和化学工业的发展。精细化工的发展，提高了化学工业的加工深度，提高了大的石油公司、大的化工公司的经济效益。精细化工的发展，提高了国家的化学工业的整体经济效益，增强了国家的经济实力。当今，精细化工已成为世界化学工业发展的战略重点之一，也是化学工业激烈竞争的焦点之一。因此，化学工业的发展是以“化肥、农药和精细化工为重点”。化肥和农药直接与粮食生产有关，所以精细化工和粮食生产一样重要，只能立足于国内，不能依赖于国外，关系国计民生的、不可或缺的重要经济部门。