精细化工概论.ppt

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1、精细化工概论,绪论,化学品,非差别性,产量大用途广,产量小用途专,染料颜料农药医药,硫酸烧碱化肥通用塑料,通用化学品,精细化学品,差别性,产量大用途广,产量小用途专,火药炭黑合成纤维,医药感光材料调和香料,拟通用化学品,专用化学品,精细化学品：我国1986年颁发精细化工产品分类规定，共计11类。分别为：农药、染料、涂料（油漆、油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（感光材料、磁性材料）、食品和饲料添加剂、粘合剂、催化剂和各种助剂、化学药品（原料药）和日用化学品、功能高分子材料（功能膜、偏光材料）。,精细化工产业特点：1、多品种、小批量、高纯度；2、综合生产流程和多功能生产装置；3、高技术密度

2、：投资小、生产复杂、技术性强、保密性高。4、大量采用复配技术；5、间歇生产6、附加价值高，商品性强；,精细化工的原料来源,煤的加工石油加工天然气的利用农、林、牧、渔副产品的利用,煤的炼焦：,萘、2甲基萘、蒽、菲、芴、苊、芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、硫芴、吡啶、咔唑等,石油加工,催化重整：苯、甲苯、二甲苯热裂解：乙烯、丙烯、丁二烯催化裂化：多烷基苯、烷基萘临氢脱烷基化：苯、萘,天然气的利用甲烷、乙烷、丙烷和较高碳链的烷烃（其中主要是甲烷）可直接用于制备碳黑、乙炔、氢氰酸、各种氯代甲烷、二硫化碳、甲醇、甲醛等制合成气（CO和H2的混合物），进一步制得甲醇、甲醛、高碳醇、正丁醛、甲酸、乙酸、丙酸、

3、丙烯酸、丙烯酸酯、人造石油等,农、林、牧、渔副产品的利用,碳水化合物：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。,糖类、淀粉、糖类树胶单糖纤维素己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖）,1、表面活性剂,“工业味精”之称降低表面张力的作用,问题：溅开来后为什么形成水滴？,引力,内聚力,“两亲”结构,表面活性剂,亲油基（长烃链R-，C8-C18之间）,亲水基（-OH,-COOH,-COOR,-NH2）,亲水基,亲油基,表面活性剂应用原理,1、润湿和渗透,不良润湿,良好润湿,表面活性剂降低了表面张力

4、，液体可以很好的固体表面铺展开来。,2、乳化 一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体。,分层,水包油,油包水,3、分散 能使固体微粒均匀地分散在另一种液体中的物质称为分散剂，如颜料分散在涂料、印刷油墨中。,4、起泡和消泡泡沫是指气体分散在液体中的分散体系。,4、起泡和消泡,4、起泡和消泡,发泡剂：能使气泡稳定存在的作用。用以发泡的表面活性剂叫发泡剂或起泡剂。稳泡剂：在作为起泡剂的表面活性剂中加入少量极性有机物可提高液膜的表面粘度，增加泡沫的稳定性，以期延长泡沫寿命，该类物质称为稳泡剂。消泡剂：消除泡沫稳定的因素。抑泡剂：防止泡沫的产生。,4、增溶 是指由于表面活性剂胶束的存在，使

5、得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会相互吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减少了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。,4、增溶,4、增溶 随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。,4、增溶,4、增溶,4、增溶,4、增溶的作用方式（1）非极性分子在胶束内核的增溶，饱和脂肪烃、环烷烃以及苯等不易极化的非极性有机物，通常被增溶于胶束内核中，就像溶于非极性碳氢化合物溶液中一样。紫外光谱或核磁共振谱分析表明，被增溶的物质完全处于一个非极性环境中，

6、X射线衍射分析发现增溶后胶束体积变大。,非极性分子,（2）与表面活性剂分子并排分布,对于分子结构与表面活性剂相似的极性有机化合物，如长链的醇、胺、脂肪酸和极性燃料等两亲分子，则是增溶于胶束的“栅栏”之间。被增溶物的非极性碳氢键插入胶束内部，其极性头插入表面活性剂极性基之间，通过氢键或偶极子相互作用联系起来。这种方式增溶后胶束并不变大。,（3）在胶束表面的吸附增溶苯二甲酸二甲酯等既不溶于水、也不溶于油的小分子极性有机化合物在胶束表面的增溶是通过被吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分子“栅栏”的区域完成的。,（4）包裹在亲水长链内部,以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常将被增溶物包藏在胶

7、束外层的聚氧乙烯链中。以这种方式被增溶的物质主要是较易极化的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物,增溶作用,5、洗涤作用,从固体表面出去污物统称为洗涤。洗涤去污作用，是表面活性剂降低了表面张力而产生的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等作用的综合结果。,肥皂去污原理示意图,表面活性剂种类：,2、染料、颜料,染料：在一定的介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。,从中国古代仰韶文化遗址中就已发现了早在公元前5000年至公元前3000多年的丝绸织物。公元前2600年，中国最早记载了染料的使用。公元前11世纪，商朝，中国染料和染丝技术已相当成熟。公元前2世纪开始的“丝绸之路”，中国的纺织品

8、远销到中亚、西亚、地中海和欧洲。公元2世纪和3世纪，在罗马人的坟墓中发现用茜草和靛蓝染色的织物，而不是古代皇帝的紫袍（帝王紫）。700多年，一份中国手稿提到用蜡染布的防染技术。1856年，英国青年Perkin在寻找治疗疟疾的方法时，发现了第一个合 成染料“Mauve”（苯胺紫），从此一个新的工业开始了。这种染料是亮紫红色，但是很容易褪色。,植物染料,靛蓝,古代中国服装颜色处方,染料的发色原理,经典发色理论：维特(O.N.Witt)发色团与助色团理论（1876年）。有机化合物结构中至少需要有某些不饱和基团存在时才能发色，这些基团称之为发色基团，主要的发色基团有-N=N-、=C=C=、-N=O、N

9、O2、=C=O等，含有发色团的分子称为发色体或色原体。增加染料结构中共轭双键的数量，其颜色加深，羰基数目增加颜色也加深。,近代发色理论：物质对可见光发生不同的选择吸收就会呈现各种颜色。由于各个分子中化学键的本质、电子的流动性、以及分子基态至激发态能各不相同，使得不同分子对光的吸收存在很大的差异。能够作为染料的有机化合物，它的内部电子跃迁所需的激化能必须在可见光(400nm760nm)范围内。,染色过程,染色过程，大致可以分为三个基本阶段:,染料的固着存在两种类型:1.化学性固色:指染料与被染物发生化学反应，而使染料固着在被染物上。例：活性染料染纤维素纤维，彼此形成醚键结合。2.物理化学性固着:

10、由于染料与被染物之间相互吸引及氢键的形成，使染料固着在被染物上。许多染棉的染料，如直接染料、硫化染料、还原染料等都是依赖这种引力而固着在被染物上。,染料按化学结构分类,偶氮染料,偶氮染料苏丹红,苏丹红是一类合成型偶氮染料,其品种主要包括苏丹红1号、苏丹红2号，苏丹红3号和苏丹红4号。,卫生部发布苏丹红危险性评估报告。结论：对人健康造成危害的可能性很小，偶然摄入含有少量苏丹红的食品，引起的致癌性危险性不大，但如果经常摄入含较高剂量苏丹红的食品就会增加其致癌的危险性。,蒽醌染料芳甲烷染料,颜料,通常是指不溶性的有色物质。无机颜料：炭黑及铁、钡、锌、镉、铅等金属氧化物和盐,炭黑,氧化铁红,有机颜料：

11、有类似于染料的化学结构，也可以相互转化。,3、农药,防治虫害、病害、草害的药剂。无机农药、有机农药无机农药 主要由天然矿物质原料加工、配制而成的农药，故又称为矿物性农药。这种农药的有效成分都是无机的化学物质。石灰、硫磺、砷酸钙、磷化铝、硫酸铜等。,有机农药 主要由碳氢元素构成的一类农药。且大多数可用有机化学合成方法制得。目前所用的农药绝大多数属于这一类。有机农药通常又根据其来源及性质分成以下几类:植物性农药、矿物油农药、微生物农药（“微生物性农药”或“生物性农药”）、人工化学合成有机农药,4、日用化学品,日用品包括化妆品、洗涤剂、口腔日用化学品、专用清洁剂等。化妆品：,基质原料,+,辅助原料,

12、1.基质原料 基质原料主要是油性原料，包括油脂类、蜡类、碳氢化合物以及组成这些成分的高级脂肪酸、高级醇类。动植物油：椰子油、蓖麻油、羊毛脂、蜂蜡、牛油；矿物油：白油；化学合成油：甘油、甘油脂,2.辅助原料 抗氧化剂有生育酚、特丁基羟基小茴香脑、特丁基羟基甲苯、没食子酸丙脂等等。防腐剂有尼泊金酯类如尼泊金甲酯、乙酯、丙酯、丁酯和苄酯等等。化妆品中常用的乳化剂，主要是离子型和非离子型两种。保湿剂有甘油、丙二醇、山梨醇、乳酸钠等。此外可适量加用皮肤渗透剂，如氮酮，可帮助皮肤吸收。,洗涤剂：,表面活性剂,软水剂,漂白剂,酶,荧光增白剂,抑菌剂,泡沫调节剂,粉状洗涤剂的生产方法,喷雾干燥法生产粉状洗涤剂

13、的流程,常用洗涤剂的配方,组 分 含量w%烷基苯磺酸钠 30 25 20 硫酸钠 22.9 28 47脂肪醇聚氧乙烯醚 1 2 0.3 羧甲基纤维素钠 1.4 1.2 1壬基酚聚氧乙烯醚 1.5 2 荧光增白剂 0.2 0.1 三聚磷酸钠 30 24 10 对甲基苯磺酸钠 2.4 1.5 碳酸钠 5 15 硅酸钠 8 10 8水分 适量 适量 适量,复配型洗衣粉,5、涂料,溶剂型涂料生产工艺与设备,1-高速分散机；2-沙磨机；3-树脂高位槽；4-调漆罐；5-过滤机；6-漆船；,6、胶黏剂,靠界面间作用使各种材料牢固地粘接在一起的物质。b胶粘剂的组成：,固化剂和固化促进剂,粘料,增塑剂和增韧剂,胶接过程是一个复杂的过程！,各种胶粘剂介绍,热熔性胶黏剂,热塑性树脂胶粘剂能软化，降温时能固化，它是能反复进行的树脂胶粘剂。易弯曲，耐冲击。某些热塑性树脂经化学固化后也能形成热固性树脂胶粘剂。,热固性胶黏剂 在热、催化剂的作用下会成成化学键，它固化后不熔化、也不溶解。热固性树脂胶粘剂固化后形成不熔物质，且不能通过加热再次软化,其他精细化工产品,香精、香料食品添加剂功能树脂生物医学材料橡胶助剂饲料添加剂,